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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Escola de Engenharia de Lorena – EEL Análise das emissões atmosféricas no setor de refino de petróleo Renata Scassiotti Coutinho de Rezende Lorena – SP 2013
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U N I V E R S I D A D E D E S Ã O P A U L O
Escola de Engenhar ia de Lorena – EEL
Análise das emissões atmosféricas no setor de refino de
petróleo
Renata Scassiotti Coutinho de Rezende
Lorena – SP
2013
Departamento de Engenharia Química
Análise das emissões atmosféricas no setor de refino de
petróleo
Renata Scassiotti Coutinho de Rezende
Orientador: Prof. Dra. Diovana Aparecida dos Santos Napoleão
Trabalho de Conclusão de Curso II
apresentado à Escola de Engenharia de
Lorena da Universidade de São Paulo como
requisito para realização do Trabalho de
Conclusão de Curso II e conclusão do curso
de graduação em Engenharia Química.
Lorena – SP
2013
AGRADECIMENTOS
A Deus, por estar presente nos momentos fáceis e difíceis, sempre guiando os
meus passos e iluminando as minhas decisões.
Aos meus pais, por toda a educação, carinho, amor e apoio que me deram em
todos os momentos da minha vida, proporcionando a minha caminhada até aqui.
A toda a minha família, que sempre me incentivou estando sempre presentes nas
minhas vitórias e derrotas.
A minha orientadora, Profª. Dr. Diovana Aparecida dos Santos Napoleão, pela
dedicada orientação, disponibilidade, e compreensão nos momentos em que mais
precisei.
As minhas amigas de república, pela amizade em todos os momentos de alegrias
e tristezas, tornando a minha vida em Lorena mais fácil e divertida.
Ao meu namorado, por toda a compreensão, amor, paciência, apoio, além da sua
ajuda e de toda a sua família em todos os momentos que precisei.
A todos os meus amigos da minha cidade, pela amizade que mesmo a distância
sempre tão presente e verdadeira.
A todos os meus amigos universitários, que fez com que todos esses anos
fossem sem dúvida os melhores de minha vida.
A todos os meus professores, por me darem toda a base necessária me
preparando para o mercado de trabalho.
A todos que de alguma maneira, torcem pelo meu sucesso e me ajudaram a
chegar até aqui, meus sinceros agradecimentos.
“O único lugar onde o sucesso
vem antes do trabalho
é no dicionário!”
Albert Einstein
RESUMO
REZENDE, R. S.C. Análise das emissões atmosféricas no setor de refino de
petróleo. 2013. 110f. Monografia (Trabalho de Graduação em Engenharia
Química) – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena,
2013.
As mudanças climáticas representam um dos maiores desafios atuais em escala
global ameaçando o desenvolvimento sustentável provocando uma variedade de
impactos na sociedade e na economia. O mundo está se preocupando cada vez
mais com as questões ambientais exigindo que as fontes poluidoras reduzam as
suas emissões atmosféricas, sendo obrigadas a atender as exigências legais que
controlam as emissões de gases poluentes e investir em medidas que possam
minimizar este problema.
A indústria do petróleo é responsável por grande parte das emissões de gases
poluentes desde a Revolução Industrial até os dias de hoje. Os gases poluentes
prejudicam a fauna, flora, são nocivos a saúde humana, degradam monumentos,
além de serem responsáveis pelo aquecimento global. Diante desse cenário, o
presente trabalho avaliou como o setor de refino tem se portado frente aos novos
desafios de redução das emissões atmosféricas ao longo dos últimos anos.
Através de uma extensa pesquisa bibliográfica, conclui-se que o setor de refino
de petróleo e petroquímico reduziram significantemente as suas emissões através
das ações mitigadoras adotadas, provando que estão cada vez mais preocupadas
com os impactos ambientais provocados pelas suas emissões dos gases
poluentes.
Palavras-chave: petróleo, refino, emissões atmosféricas, poluição.
ABSTRACT
REZENDE, R. S.C. Analysis of atmospheric emissions in the petroleum
refining sector. 2013. 110f. Monografia (Trabalho de Graduação em Engenharia
Química) – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena,
2013.
Climate changes are one of the greatest challenges of our time to global scale and
are a serious danger to a sustainable development, causing a variety of adverse
impacts in society and the economy. The world is increasingly concerned with
environmental issues requiring polluting sources to reduce their emissions, being
required to attend the legal requirements to control emissions of greenhouse
gases and invest in measures that can minimize this problem.
The oil industry is responsible for most emissions of pollutant gases since the
Industrial Revolution until the present days. These gases damage the fauna, flora,
are harmful to human health, degrade monuments, besides being responsible for
global warming. Faced with this situation, the present study evaluated how the
refining sector has ported in the new challenges of reducing emissions over the
past years.
Through an extensive literature review, concluded that the oil refining sector and
petrochemical reduced significantly their emissions through mitigation actions
taken, proving that they are concerned about the environmental impacts caused
by emissions of pollutant gases.
Key-words: petroleum, refining, atmospheric emissions, pollution.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Utilizações dos principais derivados do petróleo ................................... 14
Tabela 2: Principais produtores mundiais de petróleo e volume de produção em
2012 ...................................................................................................................... 21
Tabela 3: Capacidade do refino de petróleo no mundo em 2012.......................... 22
Tabela 4: Bacias sedimentares petrolíferas do Brasil e suas principais
características ....................................................................................................... 24
Tabela 5:Refinarias brasileiras e suas localizações, capacidade e principais
produtos ................................................................................................................ 25
Tabela 6: – Derivados do petróleo a partir da temperatura de ebulição e o número
de carbono respectivo ........................................................................................... 29
Tabela 7: Padrões de qualidade do ar .................................................................. 37
Tabela 8: Padrões de emissões de poluentes atmosféricos em fornos e caldeiras
.............................................................................................................................. 38
Tabela 9: – Padrões de emissão de poluentes atmosféricos nas unidades de
craqueamento catalítico ........................................................................................ 38
Tabela 10: Principais emissões atmosféricas das refinarias ................................. 43
Tabela 11: Gases do efeito estufa e equivalência em CO2 .................................. 53
Tabela 12: Distribuição das permissões gratuitas e leiloadas por setor até o ano
de 2050. ................................................................................................................ 79
Tabela 13: Simulação do mercado de carbono no setor do refino ........................ 81
Tabela 14: Principais medidas mitigadoras adotadas pelas refinarias mundiais: 100
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1: Distribuição mundial das refinarias de petróleo em 2012 ..................... 23
Gráfico 2: Distribuição de emissões e alocações gratuitas por setor .................... 80
Gráfico 3: Distribuição de GEE por atividade na indústria do petróleo .................. 89
Gráfico 4: Distribuição de emissões de óxido de enxofre por setor na Petrobras . 90
Gráfico 5: Distribuição de emissões de óxido de nitrogênio por setor na Petrobras
.............................................................................................................................. 90
Gráfico 6: Distribuição de emissões de monóxido de carbono por setor na
Petrobras .............................................................................................................. 91
Gráfico 7: Distribuição de emissões de compostos voláteis por setor na Petrobras
.............................................................................................................................. 91
Gráfico 8: Distribuição de emissões de materiais particulados por setor na
Petrobras .............................................................................................................. 91
Gráfico 9: Emissão de gases do efeito estufa entre 2003 e 2012 na Petrobras ... 92
Gráfico 10: Emissão de óxidos de nitrogênio entre 2003 e 2012 na Petrobras .... 93
Gráfico 11: Emissão de materiais particulados entre 2003 e 2012 na Petrobras .. 93
Gráfico 12: Emissão de monóxido de carbono entre 2003 e 2012 na Petrobras .. 94
Gráfico 13: Emissão de óxidos de enxofre entre 2003 e 2012 na Petrobras. ....... 94
Gráfico 14: Emissão de compostos voláteis entre 2008 e 2012 na Petrobras. ..... 95
Gráfico 15: Evolução das emissões de GEE em todos os setores da BP ............. 96
Gráfico 16: : Emissões de poluentes atmosféricos por setor na BP ...................... 97
Gráfico 17: Emissão da BP de dióxido de carbono ao longo dos anos no
downstream........................................................................................................... 97
Gráfico 18: Emissão da BP de óxido de enxofre ao longo dos anos no
downstream........................................................................................................... 98
Gráfico 19: Emissão na BP de óxido de nitrogênio ao longo dos anos no
downstream........................................................................................................... 98
Gráfico 20: Emissão na BP de compostos voláteis ao longo dos anos no
downstream........................................................................................................... 99
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Fluxograma simplificado de uma refinaria de petróleo ........................... 27
Figura 2: Unidade completa de destilação de três estágios .................................. 30
Figura 3: Poluentes previstos para ser emitidos nos processos da refinaria ........ 87
Figura 4: Evolução das emissões dos poluentes nas unidades de craqueamento
catalítico ................................................................................................................ 88
SUMÁRIO
1. Introdução ............................................................................................. 13
1.1. Objetivos ............................................................................................... 16
1.1.1. Objetivo Geral ....................................................................................... 16
1.1.2. Objetivos específicos ............................................................................ 16
1.2. Justificativas ......................................................................................... 17
2. Metodologia .......................................................................................... 18
3. Revisão Bibliográfica ............................................................................ 20
3.1. Histórico da produção mundial do petróleo........................................... 20
3.2. Histórico da produção brasileira de petróleo......................................... 23
3.3. O Refino do Petróleo ............................................................................ 26
3.3.1. Processos de Separação ...................................................................... 28
3.3.2. Processos de Conversão ...................................................................... 31
3.3.3. Processos de Tratamento ..................................................................... 33
3.3.4. Processos Auxiliares ............................................................................ 34
3.4. Legislação Ambiental Brasileira ............................................................ 34
3.4.1. Resolução do CONAMA 005/89 ........................................................... 35
3.4.2. Resolução do CONAMA 003/90 ........................................................... 36
3.4.3. Resolução do CONAMA 436/2011 ....................................................... 37
4. Emissões Atmosféricas......................................................................... 40
4.1. Principais fontes de emissões .............................................................. 41
4.2. Principais poluentes emitidos pelas refinarias de petróleo ................... 44
4.2.1. Óxidos de enxofre - SOx ....................................................................... 45
4.2.2. Óxidos de nitrogênio - NOx ................................................................... 47
4.2.3. Monóxido de carbono – CO .................................................................. 49
4.2.4. Material particulado .............................................................................. 50
4.2.5. Compostos orgânicos voláteis – COVs ................................................ 51
4.2.6. Gases do Efeito Estufa – GEE .............................................................. 52
5. Impactos ambientais ............................................................................. 55
5.1. Efeitos dos poluentes atmosféricos sobre a saúde ............................... 57
5.2. Efeitos sobre os materiais..................................................................... 58
5.3. Efeitos sobre a visibilidade ................................................................... 58
5.4. Odores .................................................................................................. 59
5.5. Efeitos globais decorrentes da poluição atmosférica ............................ 59
6. Medidas de controle de emissões atmosféricas ................................... 62
6.1. Equipamentos para a remoção de gases e vapores ............................. 63
6.1.1. Absorvedores de gases ........................................................................ 63
6.1.2. Adsorvedores de gases ........................................................................ 64
6.1.3. Incineradores ........................................................................................ 65
6.2. Equipamentos para a remoção de material particulado ........................ 66
6.2.1. Ciclones ................................................................................................ 66
6.2.2. Filtros .................................................................................................... 67
6.2.3. Coletores úmidos .................................................................................. 68
6.2.4. Precipitadores eletrostáticos ................................................................. 68
7. Propostas para Mudanças Climáticas .................................................. 70
7.1. Mercado de carbono ............................................................................. 72
7.2. Política para mudanças climáticas do Brasil ......................................... 74
7.3. Propostas para mudanças climáticas da União Europeia ..................... 75
7.4. Propostas para mudanças climáticas da China .................................... 77
7.5. Propostas para mudanças climáticas dos Estados Unidos .................. 78
8. Ações Mitigadoras ................................................................................ 82
8.1. Eficiência energética ............................................................................. 83
8.2. Substituição de combustíveis e consumo de petróleo mais leves ........ 84
8.3. Captura e estocagem de carbono – CCS ............................................. 85
9. Resultados e Discussões...................................................................... 87
9.1. Petrobras .............................................................................................. 89
9.2. British Petroleum (BP) .......................................................................... 95
9.3. Principais ações mitigadoras adotadas por refinarias ........................... 99
10. Conclusão ........................................................................................... 101
Referências Bibliográficas ................................................................................... 103
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1. Introdução
O petróleo é um combustível fóssil, cuja hipótese mais aceita para o seu
surgimento é a origem orgânica. Restos orgânicos de animais e vegetais foram
depositados e se acumularam no fundo de mares e lagos, pela ação da chuva.
Estes sedimentos ao longo de milhões de anos ficaram submetidos a elevadas
pressões e temperaturas devido os movimentos da crosta terrestre. A combinação
dos fatores matérias orgânicas, sedimentos e condições termoquímicas é a base
para o início do processo que leva à sua formação.
O petróleo pode ser definido como uma complexa mistura de compostos
orgânicos e inorgânicos, predominando os hidrocarbonetos com mais de 90% de
sua composição. Em menor quantidade, são encontrados derivados orgânicos
sulfurados, nitrogenados, oxigenados e organometálicos. Com toda a
complexidade da sua composição não existe dois petróleos idênticos.
O petróleo pode ser classificado de acordo com a densidade, tipo de
hidrocarboneto predominante na mistura e o teor de enxofre.
A densidade do óleo se baseia de acordo com o grau API (American
Petroleum Institute). Quanto maior o grau API, mais leve é considerado o petróleo
e maior o seu valor comercial, enquanto o pesado tem baixo grau API.
Basicamente, considera-se petróleo leve acima de 31ºAPI, petróleo médio entre
22 e 30ºAPI e petróleo pesado abaixo de 21º API.
Quanto ao teor de enxofre, se este for menor que 0,5% de sua massa é
chamado de petróleo doce. Caso seja maior, é chamado petróleo azedo que
devido à corrosividade e toxidade do enxofre os custos no processo de refino são
maiores. (TAVARES, 2005).
Quanto aos tipos de hidrocarbonetos são classificados em três categorias:
parafínicos, naftênicos, aromáticos. Os parafínicos são os mais comuns e quando
refinados têm menor octanagem produzindo frações de gasolina de qualidade
inferior, sendo mais adequados à produção de óleo diesel, ceras e lubrificantes.
A partir da Revolução Industrial Inglesa na segunda metade do século XVIII o
petróleo se tornou a principal fonte energética nas economias industrializadas,
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servindo de suporte para o surgimento das indústrias automobilísticas. Devido ao
fato do petróleo ter inúmeras aplicações como matéria-prima, a existência de
grandes reservas, ser facilmente extraído e transportado, convertido em
combustível para atender uma grande quantidade de necessidades e
relativamente barato, este se tornou a principal fonte de energia no sistema
produtivo (LINS, 2004).
Porém há dúvidas sobre o futuro do petróleo, pois não é um recurso
renovável, e, portanto independentemente das discussões acerca do tempo de
sua disponibilidade, é uma fonte de energia finita, cujo limite de utilização
progressivamente se estreita em função do ritmo de consumo (LOPES, 1999).
O petróleo retirado diretamente das jazidas é conhecido como petróleo bruto
apresentando colorações e viscosidades diferentes. Ele é composto por diferentes
tipos de hidrocarbonetos que incluem parafinas, aromáticos, naftenos, alcenos,
entre outros. Porém, ele por si só não possui praticamente valor comercial. A
Tabela 1 mostra os principais derivados do petróleo que possuem valor agregado.
Tabela 1: Utilizações dos principais derivados do petróleo
Tipo Derivado Principal Uso
Combustíveis
Gasolina Combustível automotivo
Óleo Diesel
Óleo combustível Industrial, naval, geração de eletricidade.
Gás Liquefeito de Petróleo (GLP)
Cocção
Querosene de Avião Combustível aeronáutico
Querosene iluminante
Iluminação
Insumos Petroquímicos
Nafta Matéria prima da indústria petroquímica
Propeno (de refinaria) Matéria prima do propileno (para fabricação de plásticos) e acrilatos (usado em tintas)
Outros
Óleos Lubrificantes Lubrificação de máquinas e motores
Parafina Velas, indústria alimentícia
Asfalto Pavimentação
Fonte: CARDOSO (2005) apud SOUZA (2006)
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Para tornar o petróleo atrativo economicamente e obter a maior quantidade de
produtos de alta qualidade, o óleo bruto passa por uma série de processos para a
separação dos hidrocarbonetos. Esta etapa é conhecida como refino do petróleo
onde se obtém produtos derivados como gasolina, diesel, lubrificantes, nafta,
querosene de aviação, óleo combustível, entre outros como mostrado na Tabela
1.
Embora o petróleo seja a principal fonte de energia e importante
economicamente, ele é um dos principais vilões do meio ambiente. A sua
exploração e produção gera inúmeros impactos ambientais como: degradação
ambiental, desmatamento, impacto sobre os ecossistemas marinhos e terrestres,
extinção de espécies, exploração de recursos naturais, esgotamento das jazidas,
poluição do ar, lançamento de resíduos, aumento do esgoto, entre outros (SILVA,
et al., 2008).
Se por um lado o refino é importante economicamente, do ponto de vista
ambiental as refinarias são grandes geradoras de poluição. Elas consomem
grandes quantidades de água e energia, produzem grande quantidade de
efluentes líquidos, emitem para a atmosfera diversos gases nocivos e produzem
resíduos sólidos de difícil tratamento (MARIANO, 2001).
De maneira geral, os principais poluentes atmosféricos emitidos pelas
refinarias são os compostos orgânicos voláteis (VOC) que são substâncias
tóxicas, que incluem hidrocarbonetos olefínicos e aromáticos e substâncias que
contêm átomos de oxigênio, nitrogênio, enxofre e halogênios (SOUZA, 2004).
As refinarias estão se tornando cada vez mais complexas e integradas para
atender às questões ambientais, como a redução dos gases do efeito estufa e a
redução do teor de enxofre nos destilados causadores da chuva ácida. Existem
leis ambientais que monitoram a emissão de poluentes a fim de diminuir a
degradação ambiental. Desta maneira as refinarias são obrigadas a procurarem a
melhor maneira de explorar o petróleo, tentando agir de forma sustentável.
A inserção da variável ambiental nos processos de refino do petróleo
representa um sério e importante desafio para a indústria. Atualmente o
compromisso com o desenvolvimento sustentável supera as obrigações éticas e
morais, tornando-se uma demanda da sociedade.
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No presente trabalho pretende-se analisar as emissões atmosféricas do
processo de refino do petróleo e propor mecanismos para avaliar a redução da
perda econômica proveniente da degradação do meio ambiente.
1.1. Objetivos
1.1.1. Objetivo Geral
Este trabalho tem por objetivo analisar as emissões atmosféricas causadas
pelas atividades do refino do petróleo, dando ênfase ao problema da poluição
causada pelas operações do processo, e avaliar os impactos ambientais e sociais
das emissões geradas.
1.1.2. Objetivos específicos
Para o desenvolvimento desta proposta, estão previstos os seguintes objetivos
específicos:
- Analisar os principais poluentes atmosféricos emitidos pelas refinarias de
petróleo;
- Avaliar os impactos das emissões dos gases atmosféricos sobre o meio
ambiente e a saúde humana;
- Analisar as diretrizes de gestão ambiental para indústrias privadas e
públicas;
- Propor mecanismos para avaliar as perdas econômicas e as associadas aos
diferentes impactos ambientais causados à fauna e a flora pelo processo de refino
do petróleo.
- Discutir se as refinarias estão conseguindo reduzir as emissões de gases
poluentes através das medidas mitigatórias adotadas.
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1.2. Justificativas
O presente trabalho justifica-se pela relação problemática entre a indústria
do petróleo e o meio ambiente, seguida pela alta dependência tecnológica e
econômica da sociedade com esta indústria e seus produtos.
Os combustíveis fósseis são responsáveis pela geração de energia que
alimenta os setores industriais, elétricos e de transportes por todo o mundo. São
notáveis os grandes impactos que o uso destes recursos teve na evolução do
homem a nível social, tecnológico e econômico, ao mesmo tempo em que surgem
graves consequências para o meio ambiente.
Desde a Revolução Industrial, a queima dos combustíveis fósseis geram
altos índices de poluição atmosférica, sendo os principais responsáveis pelo efeito
estufa e aquecimento global, além de causar danos irreparáveis a camada de
ozônio, chuva ácida e danos na saúde humana.
O meio ambiente está sentindo agora os efeitos de todos esses anos em
que as indústrias liberaram gases poluentes diretamente para a atmosfera sem
nenhum controle. Uma série de fatores como, a qualidade do ar em que
respiramos, desastres naturais, mudanças climáticas sentidas pelas alterações
bruscas de temperaturas com calor e frios excessivos, entre outros estão
deixando o mundo cada vez mais preocupado com essa situação. Sentindo na
pele todos esses efeitos, milhares de pessoas estão adquirindo a consciência
ambiental, querendo preservar o meio ambiente e se preocupando em preservá-lo
para as gerações futuras. Empresas, governos e sociedade em geral estão
adotando medidas mitigatórias visando minimizar e controlar a poluição
atmosférica.
Diante deste cenário, pretende-se analisar como as refinarias de petróleo
estão agindo diante de toda a preocupação ambiental mundial e quais são as
medidas que estão sendo adotadas para preservar o meio ambiente para evitar
catástrofes ainda maiores.
18
2. Metodologia
Para a realização do presente trabalho de conclusão de graduação foi
utilizada técnicas de investigação bibliográfica, através de informações
apresentadas em fontes públicas para cumprir satisfatoriamente o objetivo
descrito no item 1.1.2.
A bibliografia utilizada, de conteúdo nacional e internacional, consta de
fontes eletrônicas em sítios da internet relacionados ao tema, apostila de curso,
artigos técnicos, periódicos, livros, dissertações de mestrado e teses de
doutorado. Fizeram parte da pesquisa, relatórios e materiais internos das
principais companhias petrolíferas e refinarias do cenário mundial, instituições e
agências relacionadas ao petróleo.
Após a realização da pesquisa bibliográfica, as informações serão
analisadas, discutidas, e por fim vão compor o conjunto de informações que serão
utilizados para a conclusão do trabalho.
Cabe ressaltar que a abordagem principal deste trabalho consta com
levantamentos de dados referentes às consequências ambientais das atividades
operacionais das unidades de processamento de petróleo e seus derivados.
Desde modo, não são abordados o transporte de petróleo e derivados que
chegam e/ou saem das refinarias, bem como as emissões provenientes do uso de
derivados do petróleo.
Para um melhor entendimento do tema foi feito uma extensa revisão
bibliográfica a fim de ter um embase teórico para discutir os resultados.
Foi abordado um breve histórico da produção de petróleo mundial e
brasileiro identificando os principais países produtores de petróleo e a capacidade
de refino destes, bem como as principais refinarias brasileiras e suas
capacidades. Para compreender os poluentes gerados durante esta atividade, foi
explicado sobre as etapas do processo de refino. Abordou-se também as
legislações ambientais relacionadas ao tema que têm que ser cumpridas pelas
indústrias em geral, e em específico as refinarias de petróleo
19
Em seguida, fez-se uma introdução sobre as emissões atmosféricas
abordando os principais poluentes atmosféricos provenientes do processo de
refino do petróleo. Discutiram-se os impactos que causam no meio ambiente e na
saúde humana. Foram apresentadas as ações mitigadoras que podem ser adotas
pelo setor, ambos visando evitar e minimizar a geração desses gases, bem como
as medidas de controle de poluição atmosférica, como os equipamentos
adequados para controlar a emissão dos poluentes.
Após todo esse embasamento teórico, foram analisados e discutidos os
dados de emissões atmosféricas divulgados pelas refinarias para avaliar se estão
conseguindo reduzir a quantidade de poluentes emitidos ao longo dos anos.
Os resultados mostrados neste trabalho, foram baseados em Inventários
de Fontes e Emissões disponibilizados para o público, realizados pelas indústrias
do petróleo e órgãos competentes, com o objetivo de identificar a localização das
fontes de poluição do ar, as principais características técnicas das fontes
potencialmente poluidoras, estimar a quantidade e os tipos de poluentes
atmosféricos que são emitidos.
Serão apresentados os resultados de duas empresas do setor, do início
dos anos 2000 até 2012, baseado nos Relatórios de Sustentabilidade da
Petrobras e pelo HSE Charting Tool da BP (Britsh Petroleum). O objetivo de ter
escolhido essas duas indústrias é apresentar uma visão das emissões
atmosféricas no Brasil, representado pela Petrobras, e mundial com as refinarias
da BP presente no mundo todo. Serão mostrados também as principais medidas
mitigadoras realizadas pelas principais refinarias mundiais.
A grande dificuldade encontrada para o levantamento desses dados foi
encontrar dados exclusivos apenas do setor de refino. A Petrobras engloba os
dados de refino e petroquímico, enquanto a BP engloba os dados do downstream.
Não foi possível saber com exatidão qual a real parcela do setor do refino, desta
maneira, os dados que foram analisados são os que foram divulgados pelas
indústrias.
Espera-se concluir se realmente as medidas de redução de emissões
adotadas por esse setor, frente à preocupação mundial das mudanças climáticas,
tem surtido efeito e se realmente a quantidade de emissões estão diminuindo.
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3. Revisão Bibliográfica
3.1. Histórico da produção mundial do petróleo
Durante a Antiguidade e Idade Média, o petróleo já estava presente na vida
dos povos, mesmo não sendo utilizado na forma energética. Os egípcios
utilizavam petróleo para a pavimentação de estradas, embalsamento das múmias
e na construção das pirâmides para assentar os tijolos. Já os gregos e romanos
usavam para fins bélicos. Quando o descobridor Marco Polo viajou pelo norte da
Pérsia, em 1271, ele descreveu em uma das suas cartas o mercado de petróleo
em Baku, no atual Azerbaijão (CANELAS, 2007).
O marco da moderna indústria de petróleo teve início quando o americano
Edwin Laurentine Drake, em 1859, perfurou o primeiro poço produtor de petróleo
em Tittusvile na Pensilvânia, Estados Unidos, vindo a produzir 20 barris/dia para
uma profundidade de 20 metros (SOUZA, 2006).
No início, o mercado de petróleo se baseava principalmente no querosene
para substituir o óleo de baleia como fonte de iluminação e só eram exploradas
jazidas de fácil perfuração nos quais montantes de óleo aflorassem no solo
podendo ser vistas a olho nu (CANELAS, 2007). As refinarias produziam também
lubrificantes e graxas que eram aproveitadas no mercado, enquanto os outros
derivados eram queimados.
Porém foi a partir da criação da Standard Oil de John Rockefeller que a
indústria do petróleo começou a se difundir no mundo. A partir de então, começa
a procura de novos poços de petróleo por todo mundo e surgem novas refinarias
de petróleo. Com isso, no início do século XX têm-se novas províncias
petrolíferas, novas companhias, rápida ascensão do automóvel e a difusão da
eletricidade (SOUZA, 2006). Devido a essas mudanças, em 1910 a gasolina é
mais vendida que o querosene.
21
Com o Pós-Guerra, houve um crescimento acelerado no consumo energético
mundial. A indústria automobilística foi uma das principais responsáveis pelo
crescimento da indústria petrolífera, tornando o petróleo a principal fonte
energética substituindo o uso do carvão. A indústria do petróleo passa a ter então
um papel geopolítico fundamental no mercado mundial e se torna o carro-chefe
para o desenvolvimento dos países.
Para atender o mercado mundial, os países tiveram que investir em novas
formas de exploração, destacando o desenvolvimento das explorações offshore
em águas profundas, a partir de 400 metros de profundidade ultrapassando 2000
metros.
É importante destacar que o petróleo é encontrado de forma irregular na
superfície terrestre, não tem relação com o tamanho do país depende apenas de
condições geológicas especiais controladas pela natureza (LINS, 2004). Segundo
a Key World Energy Statistics realizada pela International Energy Agency (IEA) a
distribuição dos principais produtores de petróleo e a quantidade produzida em
2012 é mostrada na Tabela 2.
Tabela 2: Principais produtores mundiais de petróleo e volume de produção em 2012
Produtores Quantidade (Mt) % Mundial
Arábia Saudita 544 13,1
Rússia 520 12,6
Estados Unidos 387 9,3
China 206 5,0
Irã 186 4,5
Canadá 182 4,4
Emirados Árabes 163 3,9
Venezuela 162 3,9
Kuwait 152 3,7
Iraque 148 3,6
Resto do mundo 1492 36,0
Total 4142 100
Fonte: IEA, 2013
22
A Tabela 2 destaca os 10 maiores produtores de petróleo no mundo, que
representam 64% de todo o petróleo extraído mundialmente. O maior produtor é a
Arábia Saudita representando 13,1% da capacidade mundial, seguido da Rússia
com 12,65% e Estados Unidos com 9,3%.
Segundo o International Energy Statistics realizado pela U.S. Energy
International Administration (EIA) a capacidade de destilação de petróleo mundial
no ano de 2012 foi de 88.004 milhares de barris de petróleo por dia (Kbd). A
Tabela 3 apresenta a capacidade do refino nos principais países do mundo sendo
representado pela capacidade instalada das unidades de destilação medidas em
milhares de barris de petróleo por dia no ano de 2012 (Kbd).
Tabela 3: Capacidade do refino de petróleo no mundo em 2012
Posição País Capacidade de destilação de petróleo (kbd)
1º EUA 17.736,37
2º China 6.866,00
3º Rússia 5.430,91
4º Japão 4.729,89
5º Índia 4.042,76
6º Coréia do Sul 2.759,50
7º Alemanha 2.417,16
8º Itália 2.337,23
9º Arábia Saudita 2.112,00
10º Canadá 1.918,46
11º Brasil 1.917,33
12º França 1.718,80 Fonte: Adaptado de EIA, 2012.
Os maiores refinadores de petróleo são os EUA com capacidade instalada
quase três vezes maior que a China. Os 12 países com os maiores parques de
refino detêm 61% da capacidade mundial de refino de petróleo. O Brasil ocupa a
11ª posição com capacidade de 1918,46 Kbd.
O Gráfico 1 mostra a distribuição das refinarias de petróleo ao redor do mundo
no ano de 2012, de acordo com o EIA (2013).
23
Gráfico 1: Distribuição mundial das refinarias de petróleo em 2012
Na Ásia e Oceania se encontram a maior parte das refinarias, sendo a
China a principal responsável, pois representa 28% das refinarias localizadas
nessa região. A América do Norte é o segundo maior polo com refinarias devido a
participação dos Estados Unidos com uma representação de 84% na região. O
Brasil representa 29% das refinarias localizadas na América Central e do Sul.
3.2. Histórico da produção brasileira de petróleo
Em 1858, José Barros Pimentel adquiriu o direito de extrair o petróleo na
Bahia, porém durante décadas os poços perfurados não obtiveram resultados. Em
1939 foi descoberto em Lobato, na Bahia, a primeira jazida de petróleo explorável
comercialmente.
Em 1953 foi criado a Petróleo Brasileiro S.A – Petrobrás pelo presidente da
época Getúlio Vargas. A criação da empresa é fruto da campanha popular de
1946 com o slogan “O petróleo é nosso”. As primeiras refinarias construídas
foram a de Mataripe (Bahia) e em Cubatão (São Paulo). Segundo a PETROBRAS
24
a produção era de 2633 barris / dia, o que representava 1,7% do consumo
nacional.
Devido a geologia do petróleo no Brasil a exploração em bacias terrestres era
praticamente impossível, surgindo a necessidade de novas formas de exploração
do petróleo. Com isso, em 1968 foi descoberto o primeiro poço de petróleo no mar
em Sergipe, a 80 metros de profundidade. Com o avanço da tecnologia, hoje
conseguimos explorar petróleo com mais de 2000 metros de profundidade. O
próximo grande desafio é explorar o petróleo na chamada camada pré-sal que
pode chegar a 7000 metros de profundidade. Atualmente cerca de 90% da
exploração do petróleo é marítima.
De acordo com a PETROBRAS, a empresa explora o petróleo de 11 bacias
sedimentares no país. A Tabela 4 relaciona as bacias sedimentares com a sua
localização e principal característica.
Tabela 4: Bacias sedimentares petrolíferas do Brasil e suas principais características
BACIAS LOCALIZAÇÃO PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
Solimões Amazonas Maior reserva de gás natural do país e que
produz óleo leve com a melhor qualidade do mercado.
Potiguar Região do Rio Grande
do Norte e Ceará Maior produtora de petróleo onshore do país
Sergipe Sergipe Produção é basicamente terrestre, com destaque
para a produção de gás Alagoas Alagoas
Tucano Bahia
Explorações terrestres e produção de petróleo e gás Recôncavo
Camamu – Almada Bahia
Explorações marítimas e produção de petróleo e gás Jequitinhonha
Espírito Santo Espírito Santo Reservas significativas de gás natural e óleo leve
Campos De Vitória (ES) até
Arraial do Cabo (RJ) Maior província petrolífera do Brasil, responsável
por mais de 80% da produção.
Santos De Cabo Frio (RJ) até
Florianópolis (SC)
Uma das áreas exploratórias mais promissoras do Brasil devido ao desafio de extrair petróleo da
camada pré-sal a 7000 metros de profundidade
Fonte: Elaborado a partir de PETROBRAS (2013)
25
Durante o ano de 2012 foram produzidos cerca de 754 milhões de barris de
petróleo com média de produção de 2067 Mbbl / dia. A bacia de Campos, no
campo de Marlim Sul, foi o de maior produção de petróleo com uma produção
média de 346,3 Mboe/d. A produção de gás natural foi de 26 metros cúbicos de
gás natural com média de 71,7 MMm³ / dia (ANP, 2012).
A Tabela 5 lista as 11 refinarias da Petrobras com a capacidade e principais
produtos.
Tabela 5: Refinarias brasileiras da Petrobras, suas localizações, capacidade e principais produtos
REFINARIAS LOCALIZAÇÃO CAPACIDADE PRINCIPAIS PRODUTOS
Isaac Sabbá (REMAN)
Manaus - AM 46 mbbl / dia
GLP, nafta petroquímica, gasolina, querosene de aviação, óleo diesel, óleos
combustíveis, óleo leve para turbina elétrica, óleo para geração de energia, asfalto.
Potiguar Clara Camarão (RPCC)
Guamaré - RN 35 mbbl / dia GLP, diesel, querosene de aviação, gasolina e
nafta petroquímica
Landulpho Alves (RLAM)
Mataripe - BA 281 mbbl / dia
Propano, propeno, isobutano, gás de cozinha, gasolina, nafta petroquímica,
querosene, querosene de aviação, parafinas, óleos combustíveis e asfaltos
Gabriel Passos (REGAP)
Betim – MG 151 mbbl / dia Gasolina, óleo diesel, querosene de aviação,
GLP, aguarrás, asfalto, coque, enxofre
Duque de Caxias (REDUC)
Duque de Caxias – RJ
23 mbbl / dia Lubrificantes, gasolina, óleo diesel,
querosene de aviação, GLP, bunker, nafta petroquímica
Paulínia (REPLAN) Paulínia – SP 396 mbbl / dia Diesel, gasolina, GLP, nafta, querosene,
coque e asfalto
Henrique Lage (REVAP)
São José dos Campos – SP
252 mbbl / dia Gasolina, óleo diesel, querosene de aviação,
GLP, asfalto, enxofre
Capuava (RECAP) Mauá – SP 49 mbbl / dia Propeno, GLP, gasolina, óleo diesel,
metropolitano (com baixo teor de enxofre) e solventes especiais
Presidente Bernardes (RPBC)
Cubatão - SP 172 mbbl / dia Gasolina de aviação, diesel ecológico,
gasolina Podium, componentes da gasolina da Fórmula 1, coque para exportação
Presidente Getúlio Vargas (REPAR)
Araucária - PR 195 mbbl / dia GLP, gasolina, óleo diesel, óleos
combustíveis, querosene de aviação, asfaltos, nafta
Alberto Pasqualini (REFAP)
Canoas – RS 180 mil barris
/ dia Óleo Diesel, gasolina, nafta petroquímica,
querosene de aviação, coque, GLP
Fonte: Elaborado a partir de PETROBRAS
26
. O Brasil conta com 13 refinarias, sendo 11 da Petrobras e 2 privadas
Segundo o Boletim da Produção de Petróleo e Gás Natural (2012) divulgado pela
Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), a Petrobras
é responsável por cerca de 96% de toda a produção de petróleo brasileira. Os
outros 4% correspondem a empresas privadas. Devido a essa expressiva
diferença, serão abordados apenas dados da Petrobras.
A capacidade das refinarias brasileiras se encontra estagnada com cerca de
1,9 milhões de barris diários desde os anos 80 quando as últimas refinarias foram
construídas (TAVARES, 2005). Está em construção a Refinaria Abreu e Lima em
Recife Pernambuco que terá como produto principal diesel com baixo teor de
enxofre a partir do petróleo pesado. A produção de óleo destilado no ano de 2012
no Brasil foi de 1917,33 milhares de barris diário (EIA, 2013).
Aproximadamente 60% do petróleo explorado no Brasil tem grau API entre 22º
e 31º sendo classificado como petróleo médio; 30% tem grau API maior que 31º
sendo considerado pesado; apenas 10% pode ser considerado leve com grau API
menor que 21º (ANP, 2012). Embora o petróleo nacional tenha uma graduação
baixa do API ele possui baixo teor de enxofre, isto eleva o seu valor de mercado
principalmente com as rigorosas leis ambientais.
3.3. O Refino do Petróleo
As atividades da indústria do petróleo englobam desde a procura e exploração
do petróleo e gás até a entrega dos produtos finais (derivados e petroquímicos)
aos consumidores finais. Tais atividades são agrupadas em segmentos distintos:
Upstream: reúne as atividades de exploração, desenvolvimento e
produção do petróleo.
Downstream: transporte de petróleo e gás, refino e as atividades
logísticas de abastecimento de produtos derivados.
Petroquímico: Produção, distribuição e comercialização dos produtos
petroquímicos (MERSCHMANN, 2010).
27
O objetivo da refinaria de petróleo é transformar o petróleo bruto em derivados
de alta qualidade e mais atrativos economicamente. Pode-se produzir
combustíveis e matérias-primas petroquímicas de alto valor energético, como por
exemplo, querosene, diesel, GLP, gasolina e óleo combustível que têm alta
procura no mercado. Há também a produção de produtos não energéticos, como
lubrificantes e parafinas que possuem alto valor agregado, assim conferem aos
refinadores maiores rentabilidades, porém custos de investimentos mais altos.
Embora a refinaria de petróleo seja uma das principais fontes poluidoras do
setor petrolífero, é através dela que as impurezas são removidas do óleo cru,
melhorando a qualidade dos produtos e diminuindo os impactos ambientais, pois
a queima destas impurezas aumenta significativamente o potencial poluidor dos
derivados e reduz a eficiência da combustão. (CUNHA, 2009).
Os processos de refino do petróleo são classificados em quatro grupos:
processos de separação; conversão; tratamento; auxiliares.
A Figura 1 apresenta o fluxograma simplificado de uma refinaria de petróleo
com os principais processos envolvidos e os derivados que são retirados em cada
etapa.
Figura 1: Fluxograma simplificado de uma refinaria de petróleo
Fonte: DANTAS NETO; GURGEL, 2012
28
3.3.1. Processos de Separação
Os processos de separação têm por objetivo desdobrar o petróleo em suas
funções básicas, ou processar uma fração previamente produzida retirando dela
um grupo específico de compostos (ABADIE, 2002).
Os agentes responsáveis pela separação são de natureza física. Estes agem
por ação de energia, com modificações de temperatura e pressão, ou na forma de
relação de solubilidade a solventes sobre o petróleo ou suas frações. Como não
há alteração na natureza da molécula, os produtos obtidos podem reconstituir a
forma original se misturados novamente, excetos em caso de contaminação ou
perdas.
Antes do petróleo bruto ser conduzido para o fracionamento, deve passar pela
dessalinizadora para remover os sais, água e partículas sólidas suspensas. Caso
estes contaminantes não sejam eliminados do óleo bruto, podem causar sérios
danos a unidade de destilação, provocar corrosão nos equipamentos, depositar
nas paredes dos trocadores de calor (MARIANO, 2001). O processo é baseado
no aquecimento, em temperatura máxima de até 400ºC sem que haja
decomposição térmica, e mistura do óleo cru com água entre 3 e 10% do volume
do óleo. A água dissolve os sais e é então separada do petróleo com a utilização
de desemulsificadores e/ou pela aplicação de potenciais elétricos (CUNHA, 2009).
A destilação atmosférica é um processo de separação dos componentes de
uma mistura de líquidos miscíveis, baseado na diferença das temperaturas de
ebulição de seus componentes individuais, utilizado praticamente em todos os
processos das refinarias.
O ponto de entrada da torre é conhecido como “zona flash”, onde o petróleo é
separado em duas correntes: uma constituída de frações vaporizadas que vai em
direção ao topo e outra líquida que vai para o fundo da torre.
As torres de destilação são compostas por uma série de bandejas que
possuem temperaturas diferentes, sendo possível vaporizar os compostos leves,
intermediários e pesados em diferentes frações de temperatura no interior dos
diversos estágios da torre de destilação (CUNHA, 2009). As frações se
29
condensarão obtendo os diferentes produtos. Quanto maior a massa molar dos
hidrocarbonetos maior as suas temperaturas de ebulição. Com isso, as frações
mais leves são retiradas no topo da torre. A Tabela 6 mostra os principais
produtos obtidos, a partir da temperatura de ebulição do petróleo e os respectivos
números de carbonos da fração.
Tabela 6: – Derivados do petróleo a partir da temperatura de ebulição e o número de
carbono respectivo
Derivados Número de Carbono Temperatura de
ebulição (ºC)
Gás De 1 a 4 Menor que 35
Nafta De 5 a 7 De 20 a 102
Gasolina De 7 a 11 De 35 a 140
Querosene De 12 a 15 De 150 a 250
Óleo Diesel De 12 a 20 De 250 a 360
Óleo lubrificante De 20 a 34 De 300 a 400
Resíduos (parafinas,
ceras,asfalto, piche) Elevada massa molar Acima de 427
Fonte: DANTAS NETO; GURGEL (2012)
Os produtos obtidos no topo da torre de destilação são os vapores de nafta
leve e GLP (gás liquefeito de petróleo), que posteriormente serão separados. Nas
laterais da torre, os produtos obtidos são óleo diesel, nafta pesada e diesel,
querosene. Os rendimentos da destilação são variáveis em função do óleo
processado (TAVARES, 2005). A Figura 2 apresenta o fluxograma de uma
unidade completa de destilação de três estágios.
No entanto os compostos de elevadas massas molares, que não conseguiram
vaporizar, formam um resíduo pesado sob a forma de asfalto ou petróleo cru
reduzido. Para ser possível retirar do resíduo atmosférico o gasóleo, que tem
grande potencial econômico, utiliza-se a destilação à vácuo. Como a temperatura
de ebulição de um líquido é função da pressão exercida sobre ele, submetê-lo a
pressões sub atmosféricas causa a diminuição do seu ponto de ebulição. Como
na destilação atmosférica, os hidrocarbonetos atravessam bandejas de
30
fracionamento e são coletados em duas saídas laterais: gasóleo leve e gasóleo
pesado (MARIANO, 2001). O produto residual do fundo pode ser vendido como
asfalto e óleo combustível.
Não há produto de topo, mas pode sair uma quantidade de hidrocarbonetos
leves e gás sulfídrico que pode ser tratado na própria refinaria, através do sistema
de tratamento de gases ácidos, enviados para um aquecedor de processo ou
sistema de controle para a destruição de gás sulfídrico (MARIANO, 2001).
A Figura 2 apresenta o fluxograma de uma unidade completa de destilação de
três estágios.
Figura 2: Unidade completa de destilação de três estágios
Fonte: DANTAS NETO; GURGEL, 2012
As emissões atmosféricas geradas durante a destilação atmosférica são
oriundas queima de combustíveis dos fornos de aquecimento, de emissões
fugitivas e dos respiradouros de processo (MARIANO, 2001).
De acordo com a Abadie (2002), existem ainda outros tipos de processos de
separação, que serão explicados sucintamente.
O processo de Desasfaltação a Propano tem como objetivo extrair por ação de
solvente (propano líquido em alta pressão) um gasóleo impossível de ser extraído
por destilação. Como subproduto gera resíduo asfáltico. Produto principal, o óleo
desasfaltado pode ter dois disitinos: obtenção combustível e produção de
lubrificantes.
31
A Desaromatização a Furfural tem como objetivo eliminar os compostos
aromáticos de altas massas molares, que causam variações na viscosidade dos
lubrificantes em relação à temperatura, sob ação do solvente furfural. O óleo
desaromatizado é utilizado na próxima etapa e o subproduto gerado é um óleo
pesado e viscoso, utilizado como óleo extensor da borracha sintética ou
adicionado ao pool dos óleos combstíveis da refinaria.
A desparafinação a MIBC (Metil-Isobutil-Cetona) elimina as cadeias
parafínicas lineares com o intuito de baixar o ponto de fluidez dos lubrificantes,
que prejudicam o seu escoamento em temperaturas baixas, por extração do
solvente MIBC. O óleo desparafinado segue para o processo de
hidroacabamento. A parafina oleosa pode ser adicionada ao gasóleo que será
processada no craqueamento catalítico; ou pode passar pelo processo de
desoleificação de parafinas para produzir parafina comercial, sob ação do
solvente MIBC.
3.3.2. Processos de Conversão
Os processos de conversão são de natureza química e visam transformar uma
fração de petróleo em outra ou alteram a constituição molecular da fração com o
objetivo de melhorar a sua qualidade e valorizá-la economicamente. Estes
processos são em geral de elevada rentabilidade, pois transformam frações de
baixo valor comercial (gasóleo e resíduos) em outras de maiores valores de
mercado (GLP, naftas, querosenes e diesel) (ABADIE, 2002).
As reações específicas de cada processo acontecem sob ação de temperatura
e pressão e muitas vezes na presença de catalisador. A ausência ou presença
deste elemento subdivide os processos de conversão em dois grupos. Os
principais processos catalíticos e não-catalíticos são descritos a seguir.
O processo de craqueamento catalítico ocorre com uma mistura de gasóleo
proveniente da destilação a vácuo e óleo desasfaltado que é submetida a
condições severas de temperatura e pressão. Na presença do catalisador, que
32
são partículas finamente divididas, a mistura é então transformada em várias
frações mais leves. Os principais produtos gerados são GLP e nafta.
Paralelamente são formados produtos mais pesados que a nafta com alto teor de
carbono, chamado coque, depositado na superfície do catalisador. O coque é
queimado no processo de regeneração do catalisador, gerando gás de
combustão, de alto conteúdo energético, usado na geração de vapor d’água de
alta pressão (ABADIE, 2002).
Este processo é uma das fontes mais significativas de poluentes atmosféricos
dentro das refinarias. As emissões gasosas, a alta temperatura, provenientes do
regenerador contêm monóxido de carbono, dióxido de carbono, gases
nitrogenados e gases sulfurados (MARIANO, 2001).
O hidrocraqueamento consiste na quebra de moléculas existentes na carga de
gasóleo sob ação de catalisador, altas temperaturas e pressões, na presença de
hidrogênio. Obtêm-se altos rendimentos em nafta e em óleo diesel. Como
benefícios têm-se a redução da deposição de coque sobre o catalisador e a
eliminação dos compostos de enxofre e nitrogênio diante das severas condições
que o processo é submetido (ABADIE, 2002).
O processo de alquilação ocorre com a reação de olefinas de baixa massa
molar com isoparafínicos que origina uma isoparafina de elevada massa molar. A
reação de alquilação ocorre em altas temperaturas e pressões, porém com o uso
dos catalisadores (geralmente ácido sulfúrico ou ácido fluorídrico) esses valores
são reduzidos, diminuindo os custos da operação. Tal processo foi estimulado
devido à necessidade de produzir gasolina de alto índice de octanagem. Para que
a implementação da unidade seja vantajosa tem que haver grande disponibilidade
de GLP, principal matéria-prima do processo (TAVARES, 2005).
A reforma catalítica tem como objetivo a obtenção de hidrocarbonetos
aromáticos a partir da nafta proveniente da destilação, rica em hidrocarbonetos
parafínicos, na presença de catalisador. Visa à produção de gasolina de alta
octanagem ou produção de aromáticos leves, como benzenos, toluenos e xilenos
(BTX’s), para posterior geração de petroquímicos (ABADIE, 2002)
O princípio do processo de craqueamento térmico é o mesmo do
craqueamento catalítico, porém não há catalisadores para auxiliar a reação. As
33
misturas mais pesadas são quebradas, em temperaturas e pressões elevadas,
obtendo principalmente gasolina e GLP. Ocorre a formação de coque, que é o
principal problema do processo, pois se não for removido frequentemente leva ao
entupimento do reator.
O coqueamento é um processo de craqueamento usado primeiramente para
reduzir a produção de óleos combustíveis residuais de refinaria (MARIANO,
2001). Submetido a condições bastante severas, quebra moléculas de cadeia
aberta e moléculas aromáticas polinucleadas, resinas e asfaltenos, produzindo
gases, nafta, diesel, gasóleo, e principalmente, coque de petróleo. O coque pode
ser uado para produzir eletrodos usados na produção do alumínio e como
combustível para plantas de geração de energia (MARIANO, 2001). A Petrobrás
acredita que o coqueamento é um dos processos necessários para atender a
crescente demanda de óleo diesel no Brasil.
3.3.3. Processos de Tratamento
O objetivo dos processos de tratamento é eliminar as impurezas, tais como
compostos de nitrogênio, enxofre e oxigênio, que prejudicam a qualidade do
produto final. Quanto mais pesado a fração, maior a quantidade de impurezas
dificultando a remoção. Estes processos são importantes para produzir derivados
dentro das especificações técnicas e ambientais exigidas por legislação (CUNHA,
2009). Os processos de tratamento podem ser divididos em dois grupos:
- Processos de adoçamento: transformam compostos agressivos de enxofre
(S, H2S, RSH) em outros menos prejudiciais (RSSR – dissulfetos), sem que
ocorra a sua remoção (MARIANO, 2001).
- Processos de dessulfurização: ocorre a remoção dos compostos sulfurados.
34
3.3.4. Processos Auxiliares
Os processos auxiliares visam gerar insumos para os processos de refino,
bem como tratar de seus efluentes.
Tais processos são: geração de hidrogênio (fornecimento para às unidades de
hidroprocessamento); recuperação de enxofre (a partir da queima de H2S); águas
ácidas; estação de tratamento de efluentes; geração de vapor e de energia
(ABADIE, 2002).
3.4. Legislação Ambiental Brasileira
Segundo o artigo 225 da Constituição Federal promulgada em 05/10/1988:
Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente
equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia
qualidade de vida, impondo-se ao Poder Público o dever de
defendê-lo e à coletividade o de preservá-lo para presentes
e futuras gerações.
Pode-se dividir a legislação ambiental brasileira em dois grupos: um grupo
de normas e padrões de emissão e qualidade ambiental, onde são fixados os
limites máximos de emissões de poluentes que o empreendimento pode gerar; e
um conjunto de normas criando e regulamentando o licenciamento ambiental de
atividades poluidoras, junto aos órgãos do meio ambiente.
A legislação ambiental brasileira começou a ter força com a lei 6.938 em
1981 que dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente estabelecendo
normas e padrões de qualidade ambiental; zoneamento ambiental; licenciamento
ambiental; incentivos à produção e instalação de equipamentos e criação ou
absorção de tecnologias, voltadas para a melhoria da qualidade ambiental;
penalidades ao descumprimento das medidas necessárias à preservação ou
35
recuperação da qualidade ambiental. Esta lei exige o estudo prévio de impacto
ambiental (EIA).
O EIA é realizado durante o projeto de zonas industriais ou não industriais
antes de executar ações potencialmente impactantes ao meio ambiente. Cabe ao
EIA observar a localização do projeto e todas as alternativas tecnológicas
envolvidas, identificando e avaliando os impactos ambientais gerados nas fases
de implementação e operação das atividades, aprovando os limites e autorizando
as execuções, bem como exigir o licenciamento prévio para atividades
potencialmente poluidoras.
Quanto as normas e padrão de emissão, no que se diz respeito ao controle
da poluição atmosférica, a legislação brasileira se divide em três resoluções do
Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). É através da publicação das
resoluções do CONAMA que, a nível federal, dispõe as maneiras como as
atividades industriais, em geral, poderão ser conduzidas obedecendo a política
ambiental vigente no país (MARIANO, 2001).
3.4.1. Resolução do CONAMA 005/89
A primeira legislação mais efetiva de controle da poluição atmosférica foi a
Portaria MINTER nº 231 de 27/04/1976 estabelecendo padrões nacionais de
qualidade do ar para material particulado, dióxido de enxofre, monóxido de
carbono e oxidantes fotoquímicos. Porém percebeu-se a importância da criação
de um programa nacional que contemplasse as fontes fixas de poluição
atmosférica.
Com isso, foi criada a Resolução do CONAMA 005/89 que instituiu o
Programa Nacional de Controle da Qualidade do Ar – PRONAR cujo objetivo é
limitar os níveis de emissão por tipologia de poluente por fontes de poluição
atmosférica. Adotaram-se padrões nacionais de qualidade do ar, que são aqueles
que ao ultrapassar as concentrações de poluentes atmosféricos poderão afetar a
saúde, segurança e o bem-estar da população, bem como ocasionar danos à
36
flora, fauna, aos materiais e ao meio ambiente em geral. Compete ao IBAMA
gerenciar o PRONAR junto aos órgãos da administração pública e entidades
provadas.
Para acompanhar os níveis de qualidade do ar no país e fazer a
comparação com os respectivos padrões estabelecidos, foi criada a Rede
Nacional de Monitoramento da Qualidade do Ar e o Inventário Nacional de Fontes
e Emissões que permita o cadastramento e a estimativa das emissões.
3.4.2. Resolução do CONAMA 003/90
Tal resolução complementa a Resolução 005/89 que dispõe sobre padrões
de qualidade do ar previstos no PRONAR, aumentando o número de poluentes
atmosféricos passíveis de monitoramento e controle e estabelecendo novos
padrões de qualidade do ar.
Nesta resolução define-se poluente atmosférico; padrão primário de
qualidade do ar, que são as concentrações de poluentes que ultrapassadas
poderão afetar à saúde humana; padrão secundário de qualidade do ar, que são
as concentrações de poluentes que podem afetar o bem-estar da população;
estabelece quais os métodos de amostragem e de análise que deverão ser
utilizados; fixa as condições de referências em 25ºC e 1atm; estabelece os Níveis
da Qualidade do Ar para a elaboração do Plano de Emergência para Episódios
Críticos de Poluição do Ar (MARIANO, 2001).
Os valores estabelecidos para os poluentes atmosféricos estão
demonstrados na Tabela 7.
37
Tabela 7: Padrões de qualidade do ar
POLUENTES PADRÃO MÉDIA ANUAL
(µg/m³) MÁXIMO 24
horas (µg/m³)
Partículas Totais em Suspensão
Primário 80 240
Secundário 60 150
Fumaça Primário 60 150
Secundário 40 100
Partículas Inaláveis Primário e secundário
50 150
Dióxido de Enxofre Primário 80 365
Secundário 40 100
Monóxido de carbono
Primário e secundário
10.000 ¹ 40.000 ¹
Ozônio Primário e secundário
- 160 ¹
Dióxido de nitrogênio
Primário 100 320 ¹
Secundário 100 190 ¹
Fonte: CONAMA (1990)
¹ Concentração média de 1 hora
Complementando esta Resolução, a Resolução 008/90 estabeleceu
padrões de emissões para fontes fixas.
3.4.3. Resolução do CONAMA 436/2011
Esta Resolução complementa as Resoluções 005/89 e 382/2006
estabelece os limites máximos de emissão de poluentes atmosféricos para fontes
fixas. Os limites são fixados por poluentes e por tipologia de fonte estabelecido
em anexos. O anexo VI estabelece os limites de emissões provenientes das
refinarias de petróleo.
Os limites de emissão estabelecidos são definidos para os seguintes
processos da refinaria: fornos e caldeiras queimando gás de refinaria; unidade de
craqueamento catalítico; unidades de recuperação de enxofre; conversores de
amônia a nitrogênio.
Fornos e caldeiras queimando gás de refinaria
38
O gás de refinaria é considerado a corrente de gás gerada nos processos
da refinaria usada como combustíveis em fornos e caldeiras.
A Tabela 8 mostra os padrões de emissão dos poluentes atmosféricos.
Tabela 8: Padrões de emissões de poluentes atmosféricos em fornos e caldeiras
Potência Térmica
Nominal [MW]
Material Particulado
[mg/m3] 1
NOx (como NO2)
[mg/m3] 1
SOx (como SO2)
[mg/m3] 1
Menor que 10 150 N.A.² 70
Entre 10 e 70 125 400 70
Maior que 70 50 200 70
Fonte: CONAMA (2011)
1 As concentrações devem ser expressas em base seca a 3% de oxigênio
² Não Aplicável
O limite de MP entrou em vigor na data da publicação desta Resolução. O
prazo máximo para o atendimento ao limite de SOx é de dez anos e do NOx é de
sete anos a partir da data da publicação.
Unidade de craqueamento catalítico – Caldeiras de monóxido de carbono
ou recuperadoras dos gases dos regeneradores
São unidades de processo de refino que com a ação de calor, pressão e na
presença de catalisador convertem correntes de hidrocarbonetos maiores em
menores e mais leves. Tabela 9 mostra os padrões de emissões dos poluentes
nas unidades de craqueamento catalítico.
Tabela 9: – Padrões de emissão de poluentes atmosféricos nas unidades de
craqueamento catalítico
Material Particulado a 8%
de O2 [mg/m3]
NOx¹ (como NO2) a 3%
de O2 [mg/m3]
SOx ¹(como SO2) a 3% de
O2 [mg/m3]
75² 600 1200
Fonte: CONAMA (2011)
¹As concentrações devem ser expressas em base seca e na concentração de oxigênio
especificada para cada poluente.
²Não são consideradas a massa de sulfato.
39
O limite de emissão de SOx entrou em vigor na data da publicação desta
resolução e o prazo máximo para atendimento dos limites de emissões de MP e
NOx é de dez anos a partir da publicação desta Resolução.
Unidades de Recuperação de Enxofre - URE
O objetivo da URE é tratar as correntes de ácidos residuais da refinaria,
convertendo os compostos sulfurados presentes na corrente em enxofre.
As unidades devem garantir eficiência de recuperação mínima de 96% de
enxofre, controlada pela taxa de emissão. As URE devem ter equipamentos e
procedimentos que acompanhem a eficiência do processo.
O prazo máximo para atendimento dos valores de eficiência de
recuperação é de dez anos a partir de quando a Resolução foi publicada.
Conversores de amônia e nitrogênio
As águas residuais do processo de refino são tratadas nas Unidades de
águas ácidas que removem sulfetos e amônias das correntes gasosas. Os
conversores de amônia trata essa corrente, convertendo a amônia em nitrogênio.
A eficiência de destruição da amônia deve ser de 98%. A emissão de NOx
expresso NO2 deve ser 720 mg/m3, com concentração de 1% de O2.
O limite de emissão de NOx e a taxa de destruição de amônia entraram em
vigor com a publicação desta Resolução.
A taxa de emissão máxima de SOx em conversores de amônia deve ser
calculada em função da carga de H2S da unidade de águas ácidas que alimenta o
conversor. O limite de emissão é definido pelo órgão ambiental licenciador.
As unidades de águas ácidas que contêm duas torres de esgotamento
deverão se adaptar para enviar 90% da carga de entrada do H2S para a URE em
até dez anos a partir da publicação desta Resolução.
Combustão mista
As instalações que utilizam simultaneamente dois ou mais combustíveis
deverão ter limites de emissão diferenciados, sendo ponderados individualmente
com as respectivas potências térmicas nominais das fontes em questão.
40
4. Emissões Atmosféricas
Sabe-se que a mudança climática global tem sido fortemente influenciada pela
emissão de gases de efeito estufa, particularmente associadas à produção e
utilização de energéticos e à transformação de energia. Entre os energéticos, os
combustíveis representam globalmente a parcela mais significativa no que diz
respeito à emissão de gases.
Vale ressaltar a diferença entre a geração de poluentes do processo de
refino e a poluição causada pelo uso dos produtos da refinaria. Sabe-se que as
unidades de refino são responsáveis por grande parte da energia total consumida
no Brasil e praticamente toda a energia consumida no setor de transporte. No
entanto, a geração de poluentes nas refinarias é modesto frente os poluentes
gerados no consumo dos derivados de petróleo (GARCIA, 2010).
Porém não é o objetivo desse trabalho a discussão da poluição causada
pelo consumo dos derivados, e sim analisar os impactos das emissões
atmosféricas geradas nas unidades de refino do petróleo.
De acordo com a norma da ABNT NBR 8969 (1985), poluente atmosférico
pode ser definido como:
Toda e qualquer forma de matéria e/ou energia que,
segundo suas características, concentração e tempo de
permanência no ar, possa causar ou venha a causar danos
à saúde, aos materiais, à fauna e à flora e seja prejudicial à
segurança, ao uso e ao gozo da propriedade, à economia e
ao bem estar da comunidade.
De acordo com Mariano (2001), os poluentes gerados no processo de refino
como hidrocarbonetos voláteis, monóxido de carbono (CO), óxido de enxofre
(SOx), óxidos de nitrogênio (NOx), material particulado, amônia (NH3), sulfeto de
hidrogênio (H2S), metais, ácidos e outros compostos orgânicos tóxicos.
A maioria das correntes gasosas que saem das unidades de processo das
refinarias contém quantidades variáveis de gás de refinaria, gás sulfídrico e
41
amônia. Caso ocorram, essas correntes são coletadas e destinadas às unidades
de tratamento de gás e de recuperação de enxofre. O objetivo é recuperar o gás
de refinaria que pode ser usado como combustível e recuperar o enxofre
elementar que pode ser vendido. As emissões da recuperação de enxofre
normalmente contêm sulfeto de hidrogênio, assim como óxidos de enxofre e
nitrogênio (MARIANO, 2001).
Durante o processo de regeneração periódica dos catalisadores de
processo as correntes gasosas geradas podem conter CO, material particulado e
hidrocarbonetos voláteis. É necessário que essas correntes passem por um
tratamento adequado antes de serem descartados para a atmosfera. As correntes
passam por uma caldeira de CO para que ocorra a queima do monóxido de
carbono, transformando em CO2, e outros hidrocarbonetos presentes. Depois,
elas passam por ciclones e preciptadores eletrostáticos para remoção dos
materiais particulados presentes no gás.
4.1. Principais fontes de emissões
A principal fonte das emissões de gases é proveniente das operações
normais durante o processo sendo divididos em: emissões de combustão e as
emissões fugitivas provenientes dos vazamentos.
As emissões de combustão ocorrem na queima de combustíveis em
equipamentos estacionários como motores, queimadores, aquecedores, flares e
incineradores, resultando na formação de CO2 pela oxidação dos compostos
orgânicos presentes no petróleo, além de outros gases (COSTA, 2010).
As caldeiras utilizadas para aquecer correntes de processos ou gerar
vapores podem ser fontes potenciais de emissões como CO, SOx, NOx, material
particulado e hidrocarbonetos quando operados de forma inadequadas. Isto
ocorre quando há combustão incompleta, ou aquecedores sujos de piche e outros
resíduos.
42
As atividades de venting e flaring (ventilação e queima) se referem à
disposição do gás que não pode ser remanejado. O gás ventilado possui grande
quantidade de metano, onde a emissão do CH4 para a atmosfera depende da
eficiência do processo de queima dos flares, local onde o excesso do CH4 é
queimado (PETROBRAS, 2010).
As emissões fugitivas ocorrem em toda a refinaria e são provenientes de
vazamentos não intencionais em equipamentos oriundos de falha mecânica de
operação, desgaste de estruturas de vedação e características de materiais que
ocorrem em válvulas, bombas, tanques, flanges, dispositivos de alívio de pressão
provocados devido à corrosão e/ou falhas de conexão. Ainda que os vazamentos
sejam normalmente pequenos, o somatório de todas as emissões fugitivas de
uma refinaria pode ser uma das maiores fontes de emissões da mesma (GARCIA,
2010).
A redução dessas emissões pode ser realizada através de medidas como
equipamentos com maior resistência a vazamentos, redução de tanques de
armazenamento outras fontes potenciais, uso de tanques de teto flutuante, ou
método mais eficaz como Programa de Detecção e Reparo de Vazamentos
(MARIANO, 2001).
Outra fonte de emissões são as operações de manutenção, que envolvem
as atividades regulares e periódicas desenvolvidas na operação das intalações.
Conduzidos de formas esporádicas ou frequentes, os processos requeridos
resultam na liberação de gases do equipamento afetado (PETROBRAS, 2010).
Imprevistos e acidentes, eventos não planejados e que afetam o sistema,
também são fontes de emissões. De acordo com Petrobras (2010), o mais comum
é um súbito aumento de pressão originando falha no regulador de pressão, que
contam com sistema para aliviar a pressão protegendo o equipamento de danos.
Os gases liberados através das válvulas reguladoras podem ser coletados e
transportados para serem queimados em flares ou comprimidos e reinjetados no
sistema. Em instalações antigas, esses sistemas podem liberar os gases direto
para a atmosfera ou enviar para os flares não alcançando a combustão completa.
A Tabela 10 mostra quais os gases emitidos em cada etapa do processo
de refino do petróleo.
43
Tabela 10: Principais emissões atmosféricas das refinarias
Processo Emissões Atmosféricas
Dessalinização do Petróleo Cru Gás da chaminé do aquecedor (CO, NOx, SOx, HC's e MP),
emissões fugitivas de HC's.
Destilação Atmosférica Gás da chaminé do aquecedor (CO, NOx, SOx, HC's e MP),
emissões fugitivas de HC's.
Destilação a Vácuo
Emissões do injetor de vapor HC's
Gás da chaminé do aquecedor (CO, NOx, SOx, HC's e MP), emissões fugitivas de HC's.
Craqueamento térmico / Visco-redução
Gás da chaminé do aquecedor (CO, NOx, SOx, HC's e MP), emissões fugitivas de HC's.
Coqueamento
Gás da chaminé do aquecedor (CO, NOx, SOx, HC's e MP), emissões fugitivas de HC's.
Emissões do decoqueamento (HC's e MP)
Craqueamento Catalítico Gás da chaminé do aquecedor (CO, NOx, SOx, HC's e MP),
emissões fugitivas de HC's.e regeneração do catalisador (CO, NOx, SOx e MP)
Hidrocraqueamento catalítico
Gás da chaminé do aquecedor (CO, NOx, SOx, HC's e MP), emissões fugitivas de HC's.
Catalisador (CO, NOx, SOx e MP)
Hidrotratamento / Hidroprocessamento
Gás da chaminé do aquecedor (CO, NOx, SOx, HC's e MP), emissões fugitivas de HC's.e regeneração do catalisador (CO,
NOx, SOx e MP)
Alquilação Gás da chaminé do aquecedor (CO, NOx, SOx, HC's e MP),
emissões fugitivas de HC's
Isomerização Gás da chaminé do aquecedor (CO, NOx, SOx, HC's e MP), emissões fugitivas de HC's, HCl (potencialmente nos leves
finais)
Polimerização H2S proveniente da lavagem cáustica
Reforma catalítica Gás da chaminé do aquecedor (CO, NOx, SOx, HC's e MP),
emissões fugitivas de HC's e regeneração do catalisador (CO, NOx, SOx e MP)
Extração por Solvente Solventes fugitivos
Desparafinação Solventes fugitivos
Desasfaltação a propano Gás da chaminé do aquecedor (CO, NOx, SOx, HC's e MP),
emissões fugitivas de propano
Tratamento Merox Emissões fugitivas (HC's e dissulfetos)
Tratamento de efluentes Emissões fugitivas (H2S, NH3 e HC's)
Tratamento de Gás e recuperação de enxofre
NOx, SOx e H2S da ventilação e emissões do gás de fim de processo
Composição Emissões fugitivas (HC's)
Limpeza de trocadores de calor Emissões fugitivas periódicas de HC's
Tanques de Estocagem Emissões fugitivas (HC's)
Blowndown e flares Produtos de combustão (CO, NOx, SOx e HC's)
Fonte: Adaptado de MARIANO (2001)
44
As emissões dos gases na maioria dos processos são os gases da
chaminé do aquecedor (CO, NOx, SOx, HC's e MP) e as emissões fugitivas de
hidrocarbonetos. As etapas de craqueamento catalítico, hidrotratamento e reforma
catalítica são considerados os principais processos emissores de gases, pois
além das emissões fugitivas e dos gases da chaminé, são emitidos ainda CO,
NOx, SOx e materiais particulados durante o processo de regenaração do
catalisador.
4.2. Principais poluentes emitidos pelas refinarias de petróleo
A poluição atmosférica além de toda a degradação ambiental que causa é
responsável também por inúmeras patologias, contribuindo sensivelmente para a
elevação da taxa de mortalidade. Para complicar, a poluição atmosférica é
transfronteiriça, de forma que o próprio vento a espalha a grandes distâncias de
suas fontes de emissão (LISBOA; KAWANO, 2008).
Inúmeros fatores podem confundir a correta avaliação da extensão das
emissões de um determinado poluente, dificultando estabelecer em que níveis
essas emissões afetam o meio ambiente e a saúde humana.
No caso do meio ambiente, as variáveis de confusão incluem clima,
variedades das espécies que habitam a região e adaptação dessas espécies as
condições de stress. Vale ressaltar que mesmo mantidas as emissões, a
qualidade do ar pode mudar de acordo com as condições meteorológicas
determinando uma maior ou menor diminuição da diluição dos poluentes. Durante
o inverno, a qualidade do ar piora, pois as condições meteorológicas são mais
desfavoráveis à dispersão dos poluentes (LISBOA; KAWANO, 2008).
As variáveis da saúde humana incluem gênero, raça, status
socioeconômico, estilo de vida e ocupação, se o indivíduo é fumante. Interação
entre dois ou mais poluentes, ou entre poluentes e variações meteorológicas,
como temperatura e umidade relativa do ar, podem ocasionar grandes diferenças
em estudos toxicológicos e epidemiológicos (MARIANO, 2001).
45
As interações entre as fontes de poluição e a atmosfera, definem o nível da
qualidade do ar, determinando o surgimento de efeitos adversos da poluição do
ar sobre seus receptores. Neste item, serão abordados os principais poluentes
emitidos nas refinarias e os seus efeitos sobre a população e o meio ambiente.
4.2.1. Óxidos de enxofre - SOx
O enxofre é o terceiro elemento mais abundante encontrado no petróleo, e
sua concentração média é de 0,65% em peso, com uma faixa de valores entre
0,02 e 4,00%. O enxofre presente no óleo cru ocorre na forma de sulfetos,
polissulfetos, benzotiofenos e derivados, moléculas policíclicas com nitrogênio e
oxigênio, gás sulfídrico, dissulfeto de carbono, sulfeto de carbonila e enxofre
elementar (THOMAS, 2004 apud PIMENTA, 2005).
A quantidade das emissões de óxidos de enxofre durante o processo de
refino é função do teor de enxofre presente no óleo bruto. Em geral quanto maior
a densidade do óleo, maior será o seu teor de enxofre.
Os compostos sulfurados são tóxicos e são responsáveis pela
corrosividade dos derivados de petróleo, contaminam os catalisadores utilizados
nos processos de transformação e determinam a cor e cheiro dos produtos finais
(PIMENTA, 2005).
Por combustão, o enxofre é transformado em dióxido de enxofre (SO2) e
reagindo com água forma o ácido sulfuroso (H2SO3). O dióxido de enxofre
também pode sofrer oxidação na atmosfera e formar o trióxido de enxofre (SO3),
que em contato com a água da chuva irá formar o ácido sulfúrico (H2SO4) que é
um ácido forte.
De acordo com Rodrigues; Faria Filho, 2008, as principais fontes de
emissões de SOx estão relacionadas abaixo:
Fontes de combustíveis – A emissão de SOx depende da qualidade e
consumo de combustíveis usados nas caldeiras e fornos para produzir
grandes quantidades de vapor à alta pressão e cargas aquecidas.
46
Gás regenerador das Unidades de Craqueamento Catalítico (UCC) –
este gás inerente ao processo de Craqueamento Catlítico Fluido (FCC)
tem sua energia aproveitada em caldeiras de recuperação, durante a
regeneração dos catalisadores.
UREs – Unidades de Recuperação de Enxofre – unidades de
tratamento que recebem correntes de gás sulfídrico, removendo o
enxofre das mesmas. A eficiência destas unidades é de cerca de 96%,
sendo os 4% restantes queimados e formando o SOx em seus
incineradores finais.
A principal via de exposição da população em geral ao óxido de enxofre é a
inalatória. Os óxidos de enxofre são gases irritantes e quando em contanto com
as mucosas úmidas, se combinam rapidamente com a água, formando ácidos
sulfúricos e sulfurosos, que são os responsáveis pelos efeitos. A absorção pela
mucosa nasal é rápida e logo após é distribuído por todo organismo atingindo
tecidos e cérebros.
Os efeitos adversos da exposição a altos níveis de SOx, incluem dificuldade
respiratória, alteração na defesa dos pulmões, agravamento de doenças
respiratórias, como enfisema e bronquite, e cardiovasculares podendo levar a
morte. O composto irrita o nariz, garganta e pulmões causando a tosse, que é o
sintoma mais comum da exposição a baixas concentrações, falta de ar, catarro e
crises de asma. Pneumonias pode ser uma complicação após exposições
agudas à substância. Em contato com a pele, podem provocar irritações e até
queimaduras, além de reações alérgicas por hipersensibilidade.
Os óxidos de enxofre têm um efeito sinérgico com os materiais
particulados. Na presença simultânea dos dois compostos, os efeitos das
doenças respiratórias são agravados, podendo também causar danos
irreversíveis aos pulmões. Este fato torna-se relevante à medida que as refinarias
também emitem material particulado (MARIANO, 2001).
Segundo a Ficha de Informação Toxicológica (2012), a Agência
Internacional de Pesquisa em Câncer (IARC) classifica o dióxido de enxofre como
não classificável quanto à carcinogenicidade para seres humanos (Grupo 3). Esta
categoria comumente é usada para agentes para os quais a evidência de
47
carcinogenicidade é inadequada para o ser humano e inadequada ou limitada
para animais de experimentação.
O efeito dos óxidos de enxofre sobre as plantas são bem conhecidos,
provocando danos nas plantas cultiváveis e silvestres podendo reduzir as
colheitas. Os danos crônicos causam amarelamento nas folhas, manchas brancas
e queda de folhagens. A severidade dos danos está relacionada com o tempo e a
dose em que a planta foi exposta ao poluente. Quanto maior a dose e o tempo de
exposição, mais severamente danificadas ficarão as folhas bem como a planta
inteira, podendo levar a morte em casos extremos (MARIANO, 2001).
Os óxidos de enxofre provocam a chuva ácida, diminuindo o pH das águas
superfícies e subterrâneas, prejudicando o abastecimento humano e outros usos.
A poluição dos rios e lagos, causam destruição da flora e fauna aquática , além de
infiltrar no solo liberando metais tóxicos como Al, Pb, Cd, Zn que têm sua
solubilidade aumentada com a redução do pH, podendo se introduzir na cadeia
alimentar. A vegetação também é afetada, podendo levar a morte das plantas e
tornando o solo estéril. A chuva ácida provoca a corrosão de monumentos
históricos, estátuas, edificações, obras de arte e outros materiais (MARIANO,
2001).
4.2.2. Óxidos de nitrogênio - NOx
A concentração média de nitrogênio nos petróleos é em média 0,17% em
peso, com maior concentração nas frações pesadas. Os compostos nitrogenados
apresentam-se quase que em sua totalidade na forma orgânica e são
termicamente estáveis (PIMENTA, 2005).
O termo NOx se refere a sete compostos de nitrogênios conhecidos, onde
apenas dois são relevantes para a poluição atmosférica. Monóxido de nitrogênio
(NO) é um gás tóxico incolor que reage espontaneamente com o oxigênio e muito
forte com o ozônio formando o dióxido de nitrogênio. Já o dióxido de nitrogênio
(NO2) é um gás altamente tóxico, facilmente detectável pelo odor, muito corrosivo,
48
extremamente reativo e forte agente oxidante apresentando cor amarela-
alaranjada em baixas concentrações e vermelha-acastanhada para
concentrações mais elevadas (DIAS, 2009).
Qualquer tipo de queima de combustível fóssil em uma refinaria formará
óxidos de nitrogênio, pois a principal emissão desse gás ocorre durante o
processo de combustão devido a combinação do nitrogênio e oxigênio presentes
no ar utilizado nas reações de combustão submetidas a elevadas temperaturas ou
pela oxidação do nitrogênio que está naturalmente presente no combustível.
Os gases oriundos dos processos de combustão apresentam baixas
concentrações de NO2 se comparado com as altas concentrações de NO, mas em
contato com o oxigênio do ar reagem rapidamente formando NO2. Embora em
menor quantidade o NO2 é mais nocivo que o NO (SILVA, 2008).
Embora o NO2 seja relativamente insolúvel em água, quando inalado atinge
os alvéolos pulmonares, formando ácido nítrico (HNO3) e ácido nitroso (HNO2)
que irritam o tecido pulmonar provocando tosse e dificuldade para respirar. A
concentração de gás entre 100 e 500 ppm pode ocasionar morte súbita devido à
contrição brônquica, edema pulmonar e insuficiência respiratória (MARIANO,
2001).
Pode provocar conjuntivite nos olhos, taquicardia, inquietação, perda de
consciência, ansiedade e confusão mental, além de surgirem dores abdominais e
náuseas.
Os óxidos de nitrogênio em conjunto com os óxidos de enxofre quando
lançados na atmosfera, entram em contato com o vapor d’água formando ácido
nítrico e sulfúrico, sendo o primeiro o maior constituinte da deposição ácida que
pode ser úmida ou seca. A úmida, composta por chuva, neblina e neve quando
cai no chão causa problemas de acidez no solo, prejudicando animais e plantas.
Já a deposição seca consiste nas partículas levadas pelo vento que acumulam
em superfícies externas danificando árvores e materiais (SILVA, 2008).
Na atmosfera, estes óxidos podem estar envolvidos em uma série de
reações (na presença de radiação ultravioleta) que produz smog fotoquímico,
reduzindo a visibilidade (LOUREIRO, 2005).
49
4.2.3. Monóxido de carbono – CO
Monóxido de carbono (CO) é um dos mais tóxicos poluentes, incolor e
inodoro resultante da queima incompleta de combustíveis fósseis e outros
compostos que contenham carbono em sua composição. A conversão de CO
para CO2 na atmosfera é lenta e leva de dois a cinco meses (LOUREIRO, 2005).
A emissão de CO para atmosfera provém das unidades de combustão, tais
como os aquecedores, caldeiras e flares, ainda que em quantidades que
geralmente não são consideradas como sendo significativas. Por outro lado, no
regenerador do catalisador da unidade de craqueamento catalítico são produzidas
grandes quantidades de CO (PARKER, 1977 apud MARIANO, 2001).
A principal via de exposição do monóxido de carbono é a respiratória. Uma
vez inalado, o gás se difunde rapidamente, ligando-se estavelmente com a
hemoglobina cuja afinidade com o CO é cerca de 200 – 250 vezes maior que o
oxigênio. Pequenas concentrações do gás no ar são suficientes para que seus
efeitos tóxicos se manifestem.
Os efeitos causados pela intoxicação variam de acordo com a
concentração à qual o indivíduo foi exposto, variando desde a dor de cabeça leve
e tontura, até náuseas, vômitos, coma e até mesmo a morte (MARIANO, 2001).
Pode causar prejuízos na acuidade visual, no aprendizado, na capacidade de
trabalho.
O CO não pode ser considerado como um contaminante atmosférico no
sentido estrito, pois é encontrado em atmosferas puras de modo natural e, além
disso, ao entrar na atmosfera é oxidado e transforma-se em CO2. Segundo
Loureiro, 2005, a conversão de CO para CO2 na atmosfera é lenta e leva de dois
a cinco meses. Entretanto, o acúmulo deste último na atmosfera oferece alguns
riscos, entre eles uma possível modificação no clima da Terra decorrente do efeito
estufa.
50
4.2.4. Material particulado
Os particulados são constituídos de partículas poluentes de composição
diversa, contendo substâncias tóxicas como metais pesados ou hidrocarbonetos,
e tamanho inferior a 50 µm. É um conjunto de poluentes constituídos de poeiras,
fumaças e todo tipo de material líquido e sólido que se mantém suspenso na
atmosfera por causa do seu pequeno tamanho (SILVA JUNIOR, 2010).
A unidade de regeneração do catalisador de craqueamento catalítico é a
maior fonte de emissões de material particulado para a atmosfera. Em frações
menores, gases de exaustão dos aquecedores e caldeiras também podem conter
partículas (MARIANO, 2001).
A intensidade dos efeitos na saúde humana varia de acordo com as suas
propriedades químicas e físicas, principalmente às suas dimensões microscópicas
ou submicroscópicas. Estão associados à concentração das partículas, ao tempo
de exposição e a capacidade de remoção das partículas do ar inalado do sistema
respiratório.
Ao serem inaladas, penetram no sistema respiratório, agravando as
doenças respiratórias e cardiovasculares, alterações da resposta do sistema
imunitário a materiais estranhos, aumento da incidência de bronquite asmática
(DIAS, 2009).
A sinergia entre estas partículas e outros gases poluentes podem aumentar
os efeitos fisiológicos, além de poderem funcionar como catalisadores e
transformando quimicamente os poluentes iniciais em substâncias ainda mais
nocivas (MARIANO, 2001).
A poluição por material particulado prejudica a agricultura, reduzindo
colheitas, aumentando o custo da produção devido à necessidade de uso de
fertilizantes e irrigação, supressão da fotossíntese, provoca alterações no pH do
solo.
A emissão de aerossóis metálicos, com elevadas concentrações de matais
pesados, causam severa devastação da vegetação e desconfiguração da
paisagem, além de reduzir a visibilidade.
51
4.2.5. Compostos orgânicos voláteis – COVs
Considera-se COVs todos os hidrocarbonetos, com exceção do metano os
quais possivelmente podem ser substituídos por outros átomos como halogênios,
oxigênio, enxofre, nitrogênio ou fósforo, excluindo-se óxidos de carbono e
carbonatos onde os mais reativos são os que contêm ligação dupla C=C, dado
que eles podem ligar-se a radicais livres. De modo geral, são compostos
orgânicos com elevada pressão de vapor, sendo facilmente vaporizados às
condições de temperatura e pressão ambientes (SCHIRMER; RUDNIAK, 2009).
Segundo Mariano (2001), as principais fontes de hidrocarbonetos voláteis
em uma refinaria são: tanques de armazenamento; terminais de carga e
descarga de petróleo e derivados; separadores água e óleo; unidades de
regeneração de catalisadores; bombas, válvulas, flanges e compressores;
sistemas de vácuo; torres de resfriamento, flares.
Essas substâncias são classificadas como asfixiantes simples que em altas
concentrações reduzem a pressão parcial do oxigênio no sangue, provocando
baixa oxigenação. Podem causar arritmias, pressão baixa, parada cardíaca, dor
de cabeça, confusão mental, tontura, perda de memória e inconsciência, náuseas
e vômitos.
Benzeno, tolueno, xileno formam um grupo denominado por BTX que
pertence a classe dos COVs. São componentes do petróleo presentes em muitas
unidades de refino, além de também serem produzidos durante o processo de
reforma catalítica. A volatilidade natural faz com que as emissões fugitivas sejam
a maior fonte de liberação dos mesmos (MARIANO, 2001).
Benzeno é um líquido incolor, com odor característico, altamente volátil. É
absorvido rapidamente pela via respiratória, provocando irritação dos brônquios e
laringe, tosse, rouquidão e edema pulmonar. Atua no sistema nervoso central
levando ao aparecimento de fadiga, dores de cabeça, tonturas, convulsões, coma
podendo levar a morte em consequência da parada respiratória. Em contato com
a pele causa irritação, eritema (áreas vermelhas) e bolhas (MARIANO, 2001).
52
O benzeno é classificado pela Agência Internacional de Pesquisa em
Câncer (IARC) como cancerígeno humano (grupo 1).
Xileno e tolueno podem ser considerados com efeitos tóxicos iguais os do
benzeno. Porém, eles são classificados pela IARC no grupo 3 como não
classificável quanto a oncogenicidade, para os quais a evidência é inadequada
para o ser humano e inadequada ou limitada para animais de experimentação.
BTX provocam narcose principalmente em organismos aquáticos,
provocando redução da reação a estímulos externos e maior pigmentação no
caso dos peixes. O processo é reversível, onde a remoção das substâncias no
meio ambiente retorna à condição normal dos organismos.
Tolueno pode ser degradado por microrganismos, xileno pode ficar
presente no solo por anos embora uma parte possa ser biodegradável, e o
benzeno pode ser biodegradado em presença de oxigênio.
Quando estes compostos evaporam, reagem com outras substâncias na
atmosfera contribuindo para a formação de ozônio e smog fotoquímico.
4.2.6. Gases do Efeito Estufa – GEE
Devido à intensa utilização de combustíveis fósseis na matriz energética
mundial e acelerada alteração do uso do solo desde a Revolução Industrial do
século XVIII as emissões dos gases de efeito estufa aumentaram de forma
significativa.
Os GEE têm a capacidade de absorver radiação infravermelha dificultando
seu escape para o espaço e consequentemente retêm o calor na atmosfera.
Quando presentes em quantidades elevadas contribuem para a intensificação do
fenômeno do aquecimento global.
Os gases considerados gases do efeito estufa, segundo o Painel
Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC, 2007), são: dióxido de
carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), hexafluoreto de enxofre (SF6),
hidrofluorcarbono (HFC) e perfluorcarbono (PFC).
53
O CO2 é emitido na queima do combustível fóssil para a produção de
energia. Por representar mais da metade do total de emissões de GEE e por sua
permanência na atmosfera ser de no mínimo 100 anos, o CO2 é o GEE mais
discutido. Devido à sua relevância e para fins de referência e uniformização, o
CO2 foi escolhido como gás referência para avaliação do potencial de
aquecimento global, por isso os GEE são convertidos em equivalentes de CO2
para serem reportados (COSTA, 2010), como mostrado na Tabela 11.
Tabela 11: Gases do efeito estufa e equivalência em CO2
Gases Equivalência em CO2
CO2 1
CH4 21
N2O 310
SF6 23900
HFC 140 a 11700
PFC 6500 a 9200
Fonte: IPCC, 2007
O ciclo de carbono, que apresenta o CO2, principal gás causador do efeito
estufa foi alterado em escala global e seu nível se encontra hoje fora da oscilação
natural observada historicamente. Observações indicam o aumento da
concentração de CO2 na atmosfera ao mesmo tempo em que se constata o
aumento das temperaturas médias globais.
A taxa média do crescimento anual nos últimos 30 anos foi de cerca de
1,67ppm por ano, explicado pela grande utilização de combustíveis fósseis no
mesmo período devido ao aumento da população e o do crescimento rápido das
economias de diversos países. Este acréscimo conduziu a uma concentração de
CO2 na atmosfera em 2009 de 387,2 ppm, estando 38% acima da concetração
verificada no início da revolução industrial (VIEIRA, 2011).
O gás metano CH4 formado na indústria do petróleo se forma como
subproduto da queima de combustíveis fósseis, principalmente na produção de
gás natural. A emissão do metano pode provocar a oxidação do oxigênio do ar,
reduzindo sua concentração, o que têm relevância em trabalhos executados em
54
espaço confinado. Apesar de não ser tóxico para os seres humanos, sua
concentração deve ser mantida em níveis seguros, pois apresenta alta
inflamabilidade (AGA, 2009 apud COSTA, 2010).
Os outros gases são emitidos a partir de outras atividades industriais e
apresentam alto poder de aquecimento global. O hidrofluorcarbono (HFC) é
emitido pela utilização como líquido para refrigeração, o perfluorcarbono (PFC)
chega à atmosfera através da produção de alumínio e o hexafluoreto de enxofre
(SF6) através da produção de alumínio no isolamento elétrico em atividades de
transmissão e na distribuição de energia. A emissão de óxido de nitrogênio já foi
discutida anteriormente.
55
5. Impactos ambientais
A forma como os recursos naturais são consumidos, sendo fonte de energia
não renovável, acelera a degradação do meio ambiente, com o esgotamento dos
recursos ambientais e impactos como a rápida liberação do carbono fóssil para a
atmosfera, elevando a temperatura planeta (SILVA et al., 2008).
Segundo Pires (2005), os poluentes atmosféricos afetam prejudicialmente o
meio ambiente causando prejuízo à composição química da atmosfera tendo
como consequências:
Perigo ou prejuízo ao bem estar dos homens e dos animais;
Dano ao meio ambiente (natural, residencial ou área de trabalho) levando
a efeitos sobre a sociedade que podem ou não ser expressos
financeiramente;
Efeitos que conduzam a deterioração do conforto.
De maneira geral, os efeitos podem ser classificados como: agudos, de
caráter temporário e reversível em função do aumento dos poluentes; crônicos, de
caráter permanente e cumulativos com manifestações a longo prazo provocando
graves doenças respiratórias além da degradação de materiais (PIRES, 2005).
O grau e a extensão desses efeitos dependem da escala de poluição
podendo ocorrer a nível local, regional e global. Os efeitos da poluição
atmosférica têm características de modificar um condição original ou normal e/ou
intensificar a incidência de um outro efeito, causando prejuízo ou dano.
Todos esses efeitos negativos que os poluentes atmosféricos causam no
meio ambiente geram custos para a sociedade. Esses custos devem ser
considerados pela fonte poluidora para que a sociedade em si não arque com
todas as consequências e gastos sozinha.
Ao longo dos anos os custos impostos pelos produtores em cima do seu
produto eram aqueles inerentes as suas atividades considerados custos internos.
Outros custos, chamados de externalidades, como os danos causados ao meio
ambiente se excluíam dos cálculos econômicos o que não refletia nos preços de
mercados.
56
Segundo Bona (1999, apud MARIANO, 2001), para promover a internalização
desses custos os produtores tem que assumi-los. O objetivo é obter uma
avaliação das perdas econômicas, assim como das perdas associadas ao
diferentes danos que causam impacto à fauna e flora, aos seres humanos, aos
recursos naturais e às condições climáticas.
De acordo com Mariano (2001), existem alguns mecanismos utilizados para
que ocorra a internalização destes custos, como:
- Taxação: pagamento de taxas correspondente ao custo da degradação
causada pela poluição.
- Subsídios: ao invés de se taxar aos agentes pela poluição emitida, são dados
incentivos financeiros aos mesmos para minimizar a emissões de poluentes,
como por exemplo, a implementação de sistemas de controle da poluição.
- Normas Ambientais: controlam a emissão através de padrões pré-
estabelecidos, passível de multa caso sejam descumpridas.
- Licenças de Poluição: a autoridade ambiental leiloa uma determinada
quantidade de licenças de poluição e o agente poluidor só poderá emitir poluentes
proporcionais à quantidade de licenças que adquiriu. A quantidade de licenças no
mercado irá controlar a qualidade do meio ambiente, pois o órgão ambiental tem
flexibilidade para aumentar ou diminuir o nível total da poluição ao recomprar ou
leiloar mais licenças.
Existe ainda o passivo ambiental que representa a responsabilidade social da
empresa no aspecto ambiental. A empresa tem passivo ambiental quando agride
o meio ambiente e não tenha nenhum projeto para recuperá-lo. Assim ela será
sujeita ao pagamento de indenizações a terceiros, multas e recuperação das
áreas danificadas.
Tais medidas foram implementadas para minimizar os impactos ambientais
causados pelas indústrias em geral, a fim de conscientizar e promover o
desenvolvimento sustentável, que visam crescimento econômico se preocupando
com o bem estar da população e sem degradar o meio ambiente.
Todos esses efeitos provocados pelos poluentes atmosféricos serão
descritos a seguir.
57
5.1. Efeitos dos poluentes atmosféricos sobre a saúde
Dentre os efeitos da poluição atmosférica à saúde humana destacam-se
problemas oftálmicos, doenças dermatológicas, gastrintestinais, cardiovasculares,
pulmonares, além de alguns tipos de câncer (SCHIRMER; RUDNIAK, 2009).
Os efeitos causados pelos poluentes dependem da sua concentração na
atmosfera, do tempo de exposição e da sensibilidade de cada indivíduo.
Irritação nos olhos:
É a manifestação mais comum dos efeitos dos poluentes no corpo humano,
devido à exposição e sensibilidade dos olhos. É um fenômeno comum nas
regiões industriais, por estar associada à exposição a aldeídos e oxidantes
fotoquímicos. A irritação dos olhos é proporcional à concentração dos oxidantes,
porém os principais oxidantes NO2 e O3 não afetam a visão. Há dúvida se a
irritação ocular deveria ser considerada como efeito à saúde, pois não ocorrem
mudanças e fisiológicas detectáveis e a irritação desparece rapidamente após o
cessar da exposição (GODISH, 1991 apud GARCIA, 2010).
Efeitos sobre o sistema cardiovascular
Poluentes, como CO e chumbo, absorvidos através da corrente sanguínea
podem ter efeitos direto e/ou indiretos sobre o sistema cardiovascular. Doenças
cardiovasculares podem estar associadas a outras doenças ocorridas pelos
poluentes atmosféricos (MARIANO, 2001).
Efeitos sobre o sistema respiratório
Por ser o mecanismo de trocas gasosas, o sistema respiratório sofrerá
exposições diretas aos contaminantes atmosféricos. A poluição do ar tem sido
caracterizada como agente causador ou agravante de doenças do sistema
respiratório, como: bronquite crônica, câncer de pulmão, enfisema pulmonar,
asma brônquica e diversas infecções respiratórias (BIAZATTI, B. et al, 2011).
58
Perda de bem estar
Fenômenos como falta de visibilidade, construções manchadas pela
contaminação atmosférica, mau cheiro e diminuição da luz solar influenciam
negativamente sobre o bem estar mental, emocional e psicológico das pessoas. O
valor dessa perda não tem como ser mensurado.
5.2. Efeitos sobre os materiais
Efeitos significativos sobre materiais como metais, pedra-mármore,
pinturas, tecidos, borracha, couro e papel, tem sido observados devido à suas
exposições aos poluentes atmosféricos gasosos e particulados. O efeito de maior
impacto está nos metais, por efeito da corrosão (BIAZATTI, B. et al, 2011).
Os materiais são afetados através de mecanismos físicos, que podem
resultar do efeito abrasivo dos materiais particulados levados pelo ar sobre as
superfícies. Ou podem sofrer efeitos através de mecanismos químicos, onde os
gases absorvidos entram em contato direto com os materiais, ou são convertidos
em novas substâncias que serão responsáveis pelos impactos sofridos. O dano
químico é mais sério que o dano físico, por resultarem em mudanças irreversíveis.
As perdas econômicas devido ao efeito da poluição são difíceis de
quantificar, pois é difícil distinguir se a deterioração ocorreu devido a poluição ou
se foi um fenômeno natural do material (MARIANO, 2001).
5.3. Efeitos sobre a visibilidade
A presença de contaminantes na atmosfera produz a absorção e dispersão
da luz solar, além da redução notável da visibilidade. Os aerossóis com tamanhos
entre 1,4 e 0,8 µm são os que têm maiores influencias na dispersão da luz solar
devido à proximidade de seu tamanho com o comprimento de luz solar visível
(MARIANO, 2001).
59
Algumas experiências demonstraram que pode haver relação entre a
redução da visibilidade com a presença de sulfatos na atmosfera, pois esses
gases não absorvem a luz visível. A consequência dessa absorção é que a
atmosfera de grandes cidades adquire uma coloração amarelada – pardacenta –
avermelhada quando se apresentam concentrações elevadas desses poluentes
(GODISH, 1991apud GARCIA, 2010).
Um fenômeno conhecido pela redução da visibilidade chamado de smog
fotoquímico que será discutido em outro tópico.
5.4. Odores
A existência de odores desagradáveis no ar gera incômodo, sendo visto
como perda de bem estar e não como prejuízo a saúde. A presença desses
odores podem desvalorizar propriedades, pois as pessoas não gostariam de viver
em regiões onde há mau cheiro.
Odores desagradáveis podem causar um desequilíbrio na fauna, pois os
animais utilizam o olfato na procura de alimentos, na atração de indivíduos do
sexo o oposto para fins de procriação, e em muitos casos de percepção de um
perigo próximo (MARIANO, 2001).
5.5. Efeitos globais decorrentes da poluição atmosférica
Associadas ao aquecimento global, as mudanças climáticas são
consideradas um dos problemas mais relevantes mundialmente, sendo
provocadas pela intensificação do efeito estufa, com impactos diretos na vida
humana, nas atividades econômicas e no aproveitamento de recursos naturais
(CHAN, 2006).
A elevação da temperatura do planeta Terra, conhecido como efeito estufa,
é provocado pelo aumento das concentrações de CO2 e outros contaminantes
60
provenientes da atividade humana. Segundo Chan (2006), desde a metade do
século XVIII, a concentração média de CO2 na atmosfera global aumentou de 280
para 368 ppm no ano de 2000, podendo chegar a faixa de 450-500 ppm em 2050.
Efeito estufa
O efeito estufa é fundamental para a manutenção da vida terrestre , sendo
um fenômeno natural que ocorre há bilhões de anos, mantendo a temperatura
média do planeta em torno de 15ºC. Isto porque gases como CO2, CH4, NOx,
entre outros e vapor d’água formam um camada na atmosfera que aprisiona parte
das radiações emitidas pelo sol. Se isso não acontecesse a temperatura média da
Terra seria -17ºC (SCHIRMER; RUDNIAK, 2009).
Entretanto, desde a Revolução Industrial o aumento excessivo desses
gases ocasionado pelas atividades humanas, teve como consequência o aumento
da retenção de calor, potencializando o fenômeno na Terra. Segundo Schirmer;
Rudniak (2009), o aumento médio da temperatura no último século foi de 0,74ºC
com previsões de aumento de até 5,8ºC até o fim do século XXI, se a emissão de
gases continuar crescendo na taxa atual.
As ações do efeito estufa podem mudar bruscamente o comportamento do
clima terrestre. Além da elevação da temperatura, pode provocar alterações na
corrente de ventos, elevação do nível do mar, derretimento das geleiras, alteração
da biodiversidade, mudanças no regime de chuvas causando alterações nas
terras cultiváveis, afetando até a economia mundial. Hidrocarbonetos
halogenados e óxidos de nitrogênio podem causar um buraco na camada de
ozônio que protege o planeta, aumentando a incidência de raios ultravioletas.
Chuva Ácida
A poluição atmosférica é responsável pela chuva ácida, provocada
principalmente pelo óxido de enxofre e de nitrogênio, que diminuem o valor do pH
abaixo de 5,65 valor já estabelecido em razão do CO2 já presente na atmosfera
(GARCIA, 2010). Na atmosfera, esses compostos se transformam em sulfatos e
61
nitratos e combinados com vapor d’água formam ácidos sulfúrico e nítrico. Este
fenômeno não encontra barreiras físicas prejudicando o sistema aquático,
florestas, solos, e por fim, prejuízo a saúde humana (BIAZATTI, B. et al, 2011).
Um dos problemas da chuva ácida é o fato de ela ser transportada através
de grandes distâncias, podendo vir a cair em locais distantes das fontes
poluidoras.
Das consequências acarretadas por sua acidez, estão a diminuição do pH
das águas, reduzindo a população de peixes; modificação da fauna e flora;
corrosão de monumentos e prédios históricos; alteração da química dos solos,
causando prejuízo com a agricultura, danos no crescimento das árvores
(corrosões das folhas), podendo ter consequências ecológicas irreversíveis.
Smog fotoquímico
Smog fotoquímico ocorre devido às reações químicas entre óxidos de
nitrogênio e hidrocarbonetos reativos em presença de radiação ultravioletas
produzindo compostos oxidantes, onde o ozônio é o mais importante e abundante
exemplo. A formação destes oxidantes é favorecida em situações de alta pressão
combinadas com forte insolação e pouco vento.
O smog é caracterizado como uma massa de ar estagnada, em virtude de
uma inversão térmica, com vários gases, vapores e fumaças. Essencialmente, é o
resultado da mistura de ozônio, nitrato de peroxiacetila, aldeídos e outros
produtos da oxidação de nitrogênio, etc (SCHIRMER; RUDNIAK, 2009).
O resultado é uma névoa de tonalidade amarela-amarronzada que cobre
as regiões contaminadas, diminuindo a visibilidade. Pode causar tosse, irritação
dos olhos e dor de cabeça, podendo levar até a morte se a pessoa permanecer
em uma prolongada exposição nessa massa de ar.
62
6. Medidas de controle de emissões atmosféricas
É importante que as indústrias desenvolvam padrões tecnológicos que
degradem menos visando um crescimento econômico contínuo para que junto
com uma distribuição mais igualitária dos benefícios desse crescimento, caminhe
na direção do desenvolvimento sustentável (LUSTOSA, 2002).
Para atender as exigências das leis ambientais em vigor que estabelecem
limites para a emissão de gases, existem dois métodos básicos para controlar e
minimizar a emissão de poluentes: métodos indiretos e diretos.
No método indireto o controle é feito através da modificação do
equipamento e processo, alteração de matéria-prima, manutenção dos
equipamentos e operações dentro da sua limitação. Alguns exemplos são citados
abaixo, de acordo com Mariano (2001):
Substituição dos tanques de armazenamento de óleo bruto e derivados de
teto fixo por tanques de teto flutuante. O teto flutua sobre o produto
armazenado, evitando a formação de espaços de vapor minimizando a
evaporação;
Melhor eficiência na combustão nos fornos, aquecedores e caldeiras pois
quanto mais completa for a combustão menor a quantidade de poluentes
emitidos (NOx, CO e material particulado);
Aumento do consumo de gás natural, combustível menos poluente para a
geração de calor e energia;
Operação e manutenção adequada dos equipamentos, para que funcionem
nas melhores condições possíveis, o que reduz a quantidade de gases
emitidos;
Processamento de petróleos com menos teor de enxofre;
Otimização energética, através de investimentos que permitem a redução
dos consumos de combustíveis e aumentam a eficiência, reduzindo assim
as emissões atmosféricas.
Diluição dos poluentes através de chaminés elevadas reduz a
concentração dos poluentes no nível do solo, sem a redução da quantidade
63
emitida. A chaminé deve ser construída a uma altura duas vezes e meia
maior que a altura do maior prédio da vizinhança, além de dependerem de
condições de dispersão, como ventos, temperatura e difusão.
Quando tais medidas não são suficientes para a redução desejada, são
necessárias a implementação de medidas diretas, através da instalação de
equipamentos de controle, projetados para os poluentes gasosos e particulados.
Embora possa haver sinergia entre os poluentes, poucos são eficientes no
controle de ambos os tipos (MARIANO, 2001).
A escolha de um equipamento de controle depende do tipo e natureza dos
poluentes, eficiência de controle desejada, condições locais e custo.
A seguir serão descritas as técnicas de controle da poluição atmosférica
mais empregadas.
6.1. Equipamentos para a remoção de gases e vapores
6.1.1. Absorvedores de gases
O processo de absorção de gases consiste na separação de gases, onde
uma fase líquida é utilizada como absorvente, ou seja, a absorção remove o
contaminante gasoso de uma corrente gasosa por sua dissolução em um líquido.
Isto se baseia na solubilidade preferencial ou na reatividade química do gás
poluente com a fase líquida (MARIANO, 2001).
A eficiência da remoção dos gases através do líquido absorvedor depende
do tempo de contato, concentração do meio absorvente, velocidade de reação
entre absorvente e os gases, coeficiente de transferência de massa.
A solubilidade do contaminante no solvente é um parâmetro muito
importante, pois quanto mais solúvel maior a taxa de absorção. Em alguns casos,
pode adicionar um reagente químico ao líquido absorvente para elevar a
eficiência da remoção do soluto, aumentando a solubilidade fisicamente ou
reagindo com o contaminante. É o que ocorre, por exemplo, para a remoção de
64
SO2 onde a adição de cátions básicos (sódio, magnésio, cálcio) reagem com o
SO2 reduzindo-o a sulfitos e sulfatos (LISBOA; SCHIRMER, 2010).
As correntes líquidas e gasosas podem agir nos absoverdores em
contracorrente, onde o contato é através do gás ascendente com o líquido
absorvedor descendente; em concorrente, onde a corrente gasosa está na
mesma direção do fluxo da corrente líquida descendente; em corrente cruzada,
onde a corrente gasosa entra pela lateral da torre passando pelo meio do
absorvedor.
Os equipamentos geralmente utilizados são as torres de enchimento, onde
a coluna é preenchida com matérias de enchimento como anéis de Rasching e
anel de Pall, onde o tamanho varia de acordo com o tamanho da coluna; torres de
pratos, onde apresenta furos distribuídos nos pratos uniformemente, onde o gás
em ascensão resiste à passagem do líquido descendente, de forma a manter um
acúmulo em cada prato onde há contato entre as fases.
A técnica de absorção de gases aplica-se a remoção de óxidos de enxofre,
vapores de ácido sulfúrico, gás sulfídrico e óxidos de nitrogênio.
6.1.2. Adsorvedores de gases
A adsorção de gases é um processo físico-químico baseando na remoção
de um ou mais gases poluentes da corrente gasosa através da aderência dos
mesmos na superfície de um sólido. A presença de material particulado no gás
prejudica o material adsorvente, encurtando o seu tempo de vida.
Os contaminantes propagam sobre a superfície da partícula adsorvente. A
molécula do contaminante migra para os poros da partícula do adsorvente,
aderindo na superfície do poro.
Os adsorventes sólidos são porosos, com grande área superficial
específica, capazes de adsorver gases orgânicos e inorgânicos. Um dos mais
utilizados é o carvão ativado, em face à sua versatilidade, disponibilidade e custo,
sendo muito eficaz na remoção de solventes orgânicos voláteis. Outros
65
adsorventes industriais são a sílica-gel, alumina ativada, peneiras moleculares
(substâncias cristalinas constituídas basicamente de alumino-silicato de metais) e
bauxita que é muito utilizada no tratamento de frações de petróleo e na secagem
de gases (MARIANO, 2001).
Os equipamentos de adsorção podem ser de leito móvel, onde a corrente
de ar contendo o poluente passa em fluxo horizontal através da coluna vertical
adsorvedora; leito fixo, onde o ar entra sujo pelo topo e sai limpo pelo fundo; leitos
múltiplos, que podem ser divididos em camadas com o uso de pratos suportes
onde o gás então penetra na coluna (na metade da altura da coluna) e é
distribuído entre as camadas.
Os adsorvedores são extremamente efetivos na remoção de poluentes
gasosos. Mesmo a baixas concentrações, os mesmos podem ser projetados e
operados a eficiências próximas a 100% (LISBOA; SCHIRMER, 2010).
6.1.3. Incineradores
Muitos compostos orgânicos liberados durante as operações de refino
podem ser convertidos em dióxido de carbono e vapor d’água, a partir do método
da incineração cujo processo é a combustão.
A fim de se obter uma combustão eficiente deve haver um contato íntimo
entre o combustível e o oxigênio, considerando variáveis como: temperatura que
deve ser alta o suficiente para o início e desenrolar do processo; tempo de
residência suficiente entre O2 e combustível; turbulência na mistura ar-
combustível.
Caso a combustão seja incompleta pode resultar na formação de aldeídos,
ácidos orgânicos, partículas de carbono (fuligem), monóxido de carbono ou outros
produtos tão indesejáveis quanto aqueles inicialmente existentes no efluente
gasoso (LISBOA; SCHIRMER, 2010).
Segundo Mariano (2001), o uso de caldeiras na queima de CO liberados na
regeneração de catalisadores, transformando-o em CO2, é um exemplo do uso
66
dessa medida de controle de poluição nas refinarias. Além do benefício do ponto
de vista ambiental, a caldeira ainda gera calor para consumo próprio da unidade.
A queima de gases tóxicos e perigosos, nas unidades que manuseiam
hidrocarbonetos, amônia, hidrogênio e cianeto de hidrogênio, além de outros que
possam ser eventualmente emitidos em situações de emergência são realizados
pela combustão nos flares, que é o melhor meio de se dispor de tais poluentes
(MARIANO, 2001).
Os flares são equipamentos que estão localizados no ponto de emissão
dos poluentes e que promovem a queima destes em espaço aberto. São
utilizados quando os poluentes combustíveis estão em concentrações próximas
ou acima do limite inferior de inflamabilidade exigindo liberação imediata de
grandes volumes desses gases, seja para proteção da planta ou das pessoas.
6.2. Equipamentos para a remoção de material particulado
6.2.1. Ciclones
Ciclones são separadores inerciais, em formato de cone sem partes
móveis, na qual o gás carregado de material particulado é forçado a mudar de
direção, sendo acelerado através de um movimento espiral sofrendo a ação de
uma força centrífuga. A inércia das partículas faz com que as mesmas sejam
arremessadas para fora da espiral de gás, se chocam com as paredes do ciclone
e caem saindo pelo fundo do equipamento, de onde são removidas, através de
um sistema de válvulas (MARIANO, 2001).
Devido a sua eficiência baixa para partículas pequenas, o seu uso nesses
casos apresenta restrições face à impossibilidade de atender normas de emissão
mais exigentes. Em geral são utilizados para a coleta de material particulado com
diâmetro maior que 5 μm. A eficiência de ciclones é muitas vezes caracterizada
pelo seu "diâmetro crítico" que refere-se ao diâmetro da partícula que o ciclone
coleta com 100% de eficiência (LISBOA; SCHIRMER, 2010).
67
Um tipo de ciclone muito utilizado na prática são os multiciclones que são
constituídos por um agrupamento de pequenos ciclones da ordem de 25 cm de
diâmetro, que trabalham em paralelo e que possuem entrada radial. Em relação
aos ciclones convencionais estes apresentam menor perda de carga para
eficiências equivalentes, são mais eficientes, custam menos, ocupam menos
espaço.
A eficiência de ciclones é muitas vezes caracterizada pelo seu "diâmetro
crítico" ou pelo seu "diâmetro de corte". O diâmetro crítico refere-se ao diâmetro
da partícula que o ciclone coleta com 100% de eficiência.
6.2.2. Filtros
Os filtros são utilizados quando é necessária uma elevada eficiência de
controle, geralmente para partículas com diâmetros menores do que 5 μm. Eles
são enquadrados na categoria de alta eficiência de coleta, podendo chegar a
valores maiores que 99,9%.
Os filtros de tecido são os mais empregados no sistema de filtragem. O
princípio de funcionamento trata-se da passagem da mistura gasosa contendo
partículas através de um tecido onde se inicia com a colisão das partículas contra
as fibras do meio filtrante e sua posterior aderência às mesmas. De tempos em
tempos é necessária a remoção das partículas coletadas, para evitar uma
camada muito espessa dificultando a passagem do gás, afim de impedir a
redução da eficiência do processo (LISBOA; SCHIRMER, 2010).
Os filtros de tecido podem ser classificados segundo o formato do meio
filtrante. Pode ser do tipo filtro manga que tem forma de saco alongado e tubular,
cuja limpeza pode ser feita chacoalhando a manga mecanicamente, soprando ar
limpo em corrente contrária ou por jato pulsante de ar comprimido; ou do tipo
envelope em casos onde a concentração de partículas é muito elevada, usa-se,
antes do filtro, um separador do tipo inercial para retenção das partículas maiores
(LISBOA; SCHIRMER, 2010).
68
6.2.3. Coletores úmidos
Os coletores úmidos são aparelhos que umedecem as partículas de uma
corrente gasosa, com o objetivo de removê-las. O princípio de funcionamento
desses equipamentos baseia-se na diferença entre as velocidades das gotas do
líquido coletado (sozinho) e das partículas sólidas poluentes misturadas com o
líquido (MARIANO, 2001).
Nesses equipamentos, a corrente gasosa é umidificada com jatos de água,
e as gotas do líquido resultante são atomizadas. O gás carregado de material
particulado é forçado através de uma aspersão de gotas, que colidem com as
partículas, aglomerando-as, sendo posteriormente enviadas a equipamentos de
separação inercial, disposto no fim de sua trajetória, que, então, remove as
partículas. A presença das gotículas de água “aumenta” o tamanho das
partículas, o que faz com que a eficiência de coleta do separador inercial seja
também aumentada (MARIANO, 2001).
Esses aparelhos podem ser utilizados para a coleta de gases e partículas
ao mesmo tempo. Há grande variedade de coletores úmidos, de diferentes
complexidades, que operam com base neste princípio conforme o custo, a
eficiência da coleta e a quantidade de energia que consomem.
6.2.4. Precipitadores eletrostáticos
Esses equipamentos removem o material particulado de uma corrente
gasosa utilizando uma corrente elétrica de alta voltagem para separar os
particulados do gás, através da criação de alto diferencial de voltagem entre
eletrodos.
Quando o gás com as partículas passam pelos eletrodos, as partículas são
eletricamente carregadas através de um processo de ionização. O campo elétrico
existente entre o eletrodo de descarga e o eletrodo de coleta faz com que a
partícula carregada migre para o eletrodo de polaridade oposta, descarregando a
69
sua carga em uma superfície coletora. A carga elétrica é então neutralizada e, por
fim, as partículas são removidas da superfície coletora enquanto o gás prossegue.
Estes equipamentos possuem alta eficiência de coleta de material
particulado fino e grosso, podendo exceder 99,9%, com consumo de energia
baixo, além de poderem ser operados em altas temperaturas de até 700ºC
(EQUIPAMENTOS [...], 2005).
70
7. Propostas para Mudanças Climáticas
Devido às evidências científicas das causas do aquecimento global e dos
riscos climáticos decorrentes do problema, autoridades de mais de 160 países
criaram um tratado internacional em 1997, chamado Protocolo de Quioto,
determinando metas de redução e medidas de mitigação das emissões de seis
gases de efeito estufa (dióxido de carbono, metano, óxido nitroso,
hidrofluorcarbonetos, perfluorcarbonetos e hexafluoreto de enxofre) e estimulando
o desenvolvimento de tecnologias sustentáveis.
O acordo entrou em vigor em 2005 e estabeleceu que os países já
industrializados (países listados no Anexo I da convenção) reduzissem em 5,2%
das emissões de GEE no período de 2008 a 2012 em relação ao que era emitido
em 1990, a partir de programas nacionais de redução de emissões.
De acordo com Cunha (2005), os países do anexo I devem proceder por
meio de medidas diversas visando a redução das emissões, como: aumento da
eficiência energética em setores relevantes de suas economias; proteção e
aumento de sumidouros e reservatórios de GEE; promoção de formas
sustentáveis de agricultura; pesquisa, desenvolvimento e uso de fontes de
energia renováveis; redução gradual de imperfeições do mercado, de incentivos
fiscais, isenção tarifárias e subsídios para setores emissores de GEE contrários
aos objetivos da convenção; estímulo e promoção de políticas e medidas que
limitem ou reduzam emissões, entre outros.
Contudo, mesmo sendo um tratado climático internacional com a finalidade
de se estabilizar os efeitos das mudanças climáticas globais, é limitada a
participação dos maiores emissores de gases do efeito estufa. É o caso dos
Estados Unidos e China que foram responsáveis no ano de 2008 por
aproximadamente 41% das emissões mundiais de GEE (RATHMANN, 2012).
A Conferência das Partes (COP17) de 2011 realizada em Durban, África do
Sul, resolveu prolongar o Protocolo de Quioto até no mínimo em 2017, enquanto
se negocia um novo tratado climático. O grande sucesso foi que pela primeira vez
71
na história todos os países concordaram em assumir as metas de emissões,
porém isso acontecerá a partir de 2020.
Cada país desenvolvido tem uma meta calculada a partir da contribuição
de cada um para as emissões de GEE desde a revolução industrial. Por isso, o
tratado não prevê metas para países pobres e em desenvolvimento, pois
passaram por um processo tardio de industrialização não contribuindo
significativamente para o aumento das emissões atmosféricas. O acordo entende
também, que os países desenvolvidos possuem capacidade financeira e
tecnológica maior para reduzir as suas emissões.
Segundo a UNFCC (2005), o protocolo estabeleceu três mecanismos de
flexibilização para auxiliar os países do Anexo I a cumprirem suas metas de
redução a custos mais baixos.
Comércio Internacional de Emissões: consiste na transição de direitos
entre países do Anexo I, permitindo que um país compre de outros cotas de
reduções realizadas;
Implementação Conjunta (IC): possibilitam que os países realizem juntos
projetos de redução de emissões, ou seja, um país que tem que cumprir suas
metas pode financiar projetos de eficiência energética e/ou retenção de GEE em
florestas em outro país. Cada projeto gera unidades de redução de emissões
(UREs) que são adicionados a cota de emissões do país invesitidor e deduzidas a
cota de emissões do país beneficiado pelo projeto (VIEIRA, 2011).
Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL): semelhante ao IC, permite
que os países do Anexo I se beneficiem das reduções de emissões realizadas
pelos países em desenvolvimento, e não por países do Anexo I como no IC.
O MDL promove o desenvolvimento sustentável dos países em
desenvolvimento, baseando em fontes renováveis e alternativas de energia,
eficiência e conservação de energia, reflorestamento, controle de emissões e
outros. O mecanismo permite que empresas e governos de países ricos invistam
em projetos de energia limpa nos países em desenvolvimento. Em troca, eles
recebem créditos de carbonos que podem ser vendidos ou usados para auxiliar
no cumprimento das metas de redução estabelecidas no Protocolo. Por cada
transação efetuada no MDL é cobrada uma taxa que será aplicada no
72
financiamento dos custos de adaptação dos impactos das alterações climáticas
em países em desenvolvimento.
A contribuição de um MDL é reconhecida através de Certificados de
Redução de Emissões (CRE), ou simplesmente, Créditos de Carbono. OS CREs
são negociados em bolsas de mercadorias e futuros, onde cada crédito equivale a
uma tonelada métrica de dióxido de carbono sequestrado ou mitigado (SANTIN E
ALVIN, 2007).
Abaixo serão discutidos o mercado de carbono e as políticas e metas
propostas por alguns países em vista das propostas das mudanças climáticas.
7.1. Mercado de carbono
O comércio de emissões é um sistema global de compra e venda de
emissões de carbono, baseado no esquema de cap-and-trade. É um mecanismo
de mercado que a partir dos limites de emissões de gases estabelecidos para um
determinado setor, são lançadas permissões de emissão e cada participante do
esquema determina como cumprirá estes limites.
As cotas podem ser comercializadas, e aqueles países (ou firmas) que
conseguem emitir menos do que foi estabelecido podem vender o seu excedente
aos que não conseguiram (ou não quiseram) limitar as suas emissões ao número
de cotas que tinham.
Para Ribeiro (2010), o sistema cap-and-trade é um dos mais eficientes
mecanismos para a redução de carbono, pois um sistema de regulação ou uma
taxação do carbono não são muito eficientes na prática. A taxação do carbono
fixa o preço do carbono e deixa a quantidade de poluentes emitidos variar. Já no
cap-and-trade há uma alocação livre do direito de poluir, pois a quantidade de
emissão permanece fixada e o que varia é o valor de carbono.
De acordo com Carbon Finance (2013), em 2012 houve uma baixa na
demanda nos projetos da MDL resultando na baixa dos preços dos CREs, de
€3,86/t em janeiro de 2012 para €0,34/t em dezembro de 2012. Segundo o
73
Instituto Carbono Brasil o preço dos CREs em 2013 está numa média de €0,50/t,
tendo uma cotação para 2014 de €0,52/t. Isto se deve à grande oferta de créditos
no mercado e à queda na demanda, que se não houver uma inversão entre esses
dois papéis, uma recuperação significativa dos preços não pode ser esperada em
um futuro próximo.
Outro motivo apontado para a queda do preço do carbono foi o baixo
volume de transações do uso das CREs para cobrir contratos envolvendo
Unidades de Redução de Emissão (UREs), créditos de compensação de
emissões gerados a partir do mecanismo de Implementação Conjunta (IC) dos
países da União Européia. Como UREs e RCEs têm a mesma funcionalidade sob
o Protocolo de Quioto, a compensação de emissões, a flutuação na oferta de um
tem impacto direto sobre o valor do outro. As UREs serão abordadas mais
adiante.
Como o valor atual não cobre os custos de verificação e emissão de CREs
para alguns tipos de projetos, o relatório alega que o monitoramento está sendo
reduzido e, em alguns casos, nos quais o projeto depende apenas dos créditos de
carbono para cobrir custos operacionais, as atividades estão sendo encerradas.
Assim, contratos estão sendo renegociados. Muitas empresas estão limitando
suas atividades no MDL ou assumindo novas abordagens financeiras para os
investimentos em energias limpas. Um sistema cap-and-trade tem potencial se bem regulado e
regulamentado, de promover uma otimização global do custo, buscando
oportunidades mais custo-efetivas. Para garantir a sobrevivência do MDL como
mecanismo de redução das emissões de carbono, diversos países terão que
assumir metas de corte muito mais ambiciosas para 2020 e além. Adicionalmente,
os países precisam estar dispostos a usar as reduções de emissão alcançadas
através do MDL para cumprir estas metas.
O comitê executivo do MDL vem realizando uma série de ações buscando
evitar o fracasso total do esquema, e tem focado muito na capacitação em países
menos desenvolvidos. O órgão também sugeriu uma série de mudanças nas
regras do MDL, que devem ser aprovadas na COP 19, em Varsóvia, no fim de
2013.
74
7.2. Política para mudanças climáticas do Brasil
O Brasil assumiu, desde a COP15 realizada em Copenhague, Dinamarca,
em 2009, metas voluntárias de mitigação de para as emissões dos Gases do
Efeito Estufa (GEE), com reduções entre 36,1% e 38,9% das emissões projetadas
até 2020 através do Plano Nacional de Mudanças Climáticas (PNMC).
De acordo com o Ministério de Meio Ambiente (MMA), analisando as metas
voluntárias, a maior parte das reduções se daria pela redução do desmatamento
na Amazônia e Cerrado, seguido pelas atividades da agropecuária,
principalmente na recuperação de pastos, setor de energia e outros setores.
Para atender às metas voluntárias, as oportunidades de mitigação no setor
de energia são: melhoria da oferta energética, substituição de combustíveis
carbonointensivos por aqueles com menor teor de carbono ou por combustíveis
de fontes renováveis, e captação e armazenamento de carbono. Além do controle
de emissões de gases nas indústrias (RATHMANN, 2012).
Segundo Kossoy; Guigon (2012), duas iniciativas prospectivas já em curso
podem colocar o estado e a cidade do Rio de Janeiro entre os principais
candidatos do carbono mercado no Brasil. Um esquema de comércio de emissões
(ECE) para o Estado do Rio de Janeiro terá o seu primeiro período legal vinculado
com as empresas privadas começando em 2013. O programa apresentado
durante a Conferência Rio +20, tem a primeira fase piloto terminando em 2015, e
os estágios subsequentes executados em três fases de 5 anos. As metas iniciais
é cobrir principalmente o setor de petróleo e gás, siderurgia, química,
petroquímica e setores de cimento. A segundo atividade é uma parceria entre o
Estado e a cidade do Rio de Janeiro para criar a BVRio, a Ambiental Permuta de
Ativos do Rio de Janeiro. A BVRio fornecerá uma plataforma de mercado de
carbono para as empresas para negociarem e comercializarem ativos ambientais,
na forma de subsídios, compensações e de outroa produtos financeiros ligados ao
carbono.
Em 2009, o Estado de São Paulo aprovou uma lei que define um objetivo
obrigatório para reduzir suas emissões de toda a economia em 20% até 2020
para 112 MtCO2e, abaixo dos 140 MtCO2e em 2005. Os setores abordados ainda
75
serão definidos. Embora a lei preveja a criação de incentivos econômicos,
financeiros e fiscais para fomentar o desenvolvimento de projetos de baixo
carbono, ele não inclui uma provisão para um mercado de carbono nacional.
Além disso, o programa de Promoção da Economia Verde do Estado foi criado
para oferecer linhas de crédito para ações que visem à redução das emissões de
GEE. Entre as iniciativas do setor privado já existentes, de Valores Mobiliários,
Mercadorias e Futuros (BM & FBOVESPA) tem desempenhado um papel ativo no
leilão de créditos de carbono. Antes do jogo, 57 das maiores empresas do país, a
maioria delas com sede em São Paulo, já estabeleceram planos de redução de
emissões voluntárias.
Em 2012, a BM & FBOVESPA e a prefeitura de São Paulo leiloaram um lote
de 530 mil títulos de crédito de carbono, gerados no termo do MDL pelo Projeto
Bandeirantes de Gás de Aterro e Geração de Energia. O preço mínimo foi de
€2,70 por título equivalente a 1 tonelada de crédito de carbono, sendo arrematado
por €3,30 por uma empresa suíça. Este valor foi bem abaixo aos do primeiro leilão
realizado em 2007, onde o preço mínimo de cada título era €12,70 e foi
arrematado por €16,20.
7.3. Propostas para mudanças climáticas da União Europeia
Os países da União Europeia têm um objetivo coletivo de redução de 8%
das emissões, sendo que cada país tem suas metas individuais. As principais
metas para estes países são: Redução de pelo menos 20% das emissões de CO2
em 2020 e de até 50% das emissões de carbono em 2050 a partir das fontes
primárias de energia; Meta mínima de 20% para utilização de energia renovável
nas fontes de energia primárias em 2020; meta mínima de 10% do uso de
biocombustíveis nos automóveis até 2020 (EC, 2007).
Para identificar as políticas e medidas mais eficazes para a redução dos
GEE foi lançado um programa pela Comissão Europeia, em 2000, denominado
76
European Climate Change Programme – ECCP. O objetivo é identificar as opções
e potenciais de redução de emissões com base na relação custo-benefício.
A partir do ECCP, foi criado o regime de comércio de emissões da UE,
chamada EU ETS. Para cada país membro foi estabelecido um limite de
emissões sobre o número total de permissões para as emissões das instalações
envolvidas no esquema, baseado nas metas de redução de emissões de cada
país, através do Protocolo de Quioto ou de políticas nacionais. As cotas são
distribuídas pelos estados-membros para as instalações envolvidas. No final deve
ser respeitado os limites de emissões.
O esquema opera através do comércio, da alocação desses créditos, e das
permissões de emissões de GEE em toda a UE. De acordo com a eficácia das
medidas para se manter dentro da cota estabelecida, as indústrias e usinas
podem vender ou comprar "permissões" de emissão de GEE, comprando se a
cota for ultrapassada e vendendo se o nível de emissões estiver abaixo da cota.
Um crédito de carbono equivale a redução de emissão para a atmosfera de uma
tonelada de CO2e .
De acordo com Rathmann (2012), os créditos de carbono que podem ser
utilizados dentro da EU ETS são:
Unidades de Redução de Emissão (UREs): créditos oriundos de projetos
de implementação conjunta.
Permissão de Emissão da União Europeia (EUA): Uma EUA representa o
direito de emitir uma tonelada de CO2e. Se um país emitir mais do que o
permitido ele tem que comprar EUA de outros países membro da EU que
emitam menos do que a quantidade de permissões a eles alocados.
Certificados de Redução de Emissões (CREs): São créditos oriundos de
projetos de MDL.
A diferença entre esses tipos de commodities é que os EUA são criadas
por um sistema de comércio de emissões, enquanto os créditos de carbono são
provenientes de projetos de mitigação de emissões de GEE e que podem ser
utilizados pelo compradores para cumprir suas metas.
As alocações de permissões de emissões serão 100% leiloadas. O setor
energético receberia 70% das permissões de forma gratuita, que irá reduzindo até
77
em 2020, quando estes passariam a ser 100% leiloadas. No setor do refino, foram
alocadas permissões gratuitas de 150,4 MtCO2 frente a emissões verificadas de
152,3 MtCO2 no ano de 2008. (RATHMANN, 2012). Neste caso, as refinarias
teriam que adquirir um pequeno montante de permissões, porém não pressionaria
o custo marginal de produção do setor, devido ao preço do carbono, que não
perderia mercado para as outras refinarias que não são pressionadas pelo custo
do carbono.
Em face da retração econômica dos países da UE, sobram créditos de
carbono no mercado resutando na queda dos preços das EUA. Quando as metas
do EU ETS foram estabelecidas, projetavam-se um preço do carbono de
€40/tCO2, porém atualmente os preços do carbono estão variando na média de
€4/t CO2. Neste contexto, os países da UE já perdeu em arrecadação em leilões
de permissões aproximadamente €100 bilhões (RATHMANN, 2012).
É necessário que haja uma redução da distribuição de permissões gratuitas
de emissões, ampliando a sua escassez no mercado, e consequentemente,
aumentando o seu preço.
7.4. Propostas para mudanças climáticas da China
A China, embora seja o segundo maior emissor mundial de GEE, ainda não
está obrigado a reduzir as suas emissões por ser considerado um país em
desenvolvimento. No entanto o governo chinês, a partir de 2006, assumiu
voluntariamente metas como: redução do consumo energético por unidade de
Produto Interno Bruto (PIB) em 20%, em 2010, com relação ao ano de 2005;
redução da carbonointensividade entre 40% e 45% até 2020 com relação a 2005,
e em 17% até 2015 baseado em 2010; redução da intensidade energética em
16% até 2015 em relação a 2010; aumento da participação do consumo de
energias renováveis na matriz energética para 11,4%, frente aos 8,7% medidos
em 2010 (RATHMANN, 2012).
78
O Asia Development Bank (ADB) investiu US$ 750 mil para estabelecer um
sistema de cap-and-trade na Província de Tianjin. O sistema de comércio de
emissões, adotado a partir de 2013, pretende reduzir em 5% as emissões até
2015 baseados em 2010. Para o período pós-2020, destaque-se a taxação do
carbono, um mecanismo custo-efetivo, como mecanismo para o cumprimento das
metas de redução, que salvo exceções não afetaria a competitividade industrial
chinesa (RATHMANN, 2012).
De acordo com o Instituto Carbono Brasil, a China juntamente com os
Estados Unidos, reconhecendo que juntos emitem 40% do total de todas as
emissões de GEE no planeta, os dois países se uniram e divulgaram novos
planos para as reduções, que devem ser discutidos na COP19 que será realizada
em novembro de 2013. As áreas que serão foco de ações são: Redução de
emissões de veículos pesados e de outros veículos; expandir a captura de
carbono, transporte e armazenagem (CCS); aumentar a eficiência energética em
construções, indústrias e transportes; melhorar a coleta e a administração de
dados de emissões; promoção de redes elétricas inteligentes (Smart Grids);
redução do uso de hidrofluorocarbonetos (HFCs) com o objetivo de evitar que
90Gt de CO2e seja emitidos até 2050.
7.5. Propostas para mudanças climáticas dos Estados Unidos
O Estados Unidos, embora no início chegou a rejeitar a proposta do
Protocolo de Quioto, começou a retomar as propostas climáticas principalmente
depois da posse do presidente Barack Obama. Foi aprovado na Câmara dos
Representantes dos EUA um projeto de lei conhecido com Waxman-Markey Bill,
elaborada pelos representantes democratas Henry Waxman e Edward Markey,
cujo principal objetivo é regular as emissões de gases do efeito estufa nos EUA
através de incentivos econômicos, programas de eficiência energética e
mecanismos de mercado. Os setores que teriam suas emissões limitadas, que
representam 85% das emissões norte-americanas, seriam o de geração de
79
energia elétrica, setor de petróleo e outras indústrias com grande participação nas
emissões de GEE (MERSCHMAN, 2010).
As metas para esses setores seriam:
Redução de 3% das emissões em 2012 com base em 2005;
Redução de 17% das emissões em 2020 com base 2005;
Redução de 42% das emissões em 2030 com base em 2005;
Reduç ão de 83% das emissões em 2050 com base em 2005.
A proposta propõe um sistema cap-and-trade, onde cada setor receberia
permissões de alocações gratuitas. Ao longo dos anos as permissões seriam
alocadas, onde em até 2025 24% das permissões seriam leiloadas. A partir de
2030, 85% das permissões passariam a ser leiloadas. A Tabela 12 mostra a
distribuição das permissões gratuitas e leiloadas por setor até o ano de 2050.
Tabela 12: Distribuição das permissões gratuitas e leiloadas por setor até o ano de 2050.
Setor 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Eletricidade 35 35 35 0 0 0 0 0
Gás Natural 9 9 9 0 0 0 0 0
Setor de
Indústrias
Energointensivas
15 15 15 0 0 0 0 0
Refinarias 2,25 2,25 2,25 0 0 0 0 0
Investimento
CCS 2 5 5 3 2 2 2 2
Prevenção de
desmatamento 5 5 5 3 2 2 2 2
Outros 2 2 4 8 8 8 8 8
Permissões
Leiloadas 27 26 24 84 85 85 85 85
Total (%) 100 100 100 100 100 100 100 100
Fonte: Adaptado de MERSCHMAN (2010)
80
O Gráfico 2 mostra a porcentagem de emissões de cada setor e a
porcentagem das alocações gratuitas que cada um receberia. Pode-se perceber
que estas distribuições são desproporcionais em relação às emissões por setor.
Gráfico 2: Distribuição de emissões e alocações gratuitas por setor
O setor de refino é o principal responsável pelas emissões dos EUA com
43% do total, sendo 4% referentes às atividades das refinarias e os outros
referentes ao uso dos derivados de petróleo. Como as refinarias teriam
permissões gratuitas de 2,25% de emissões, estas não seriam suficientes para
cobrir as emissões do setor. Com isso, caso as refinarias não reduzissem suas
emissões, o valor da compra de certificados deveria ser repassado ao preço final
dos derivados (RATHMANN, 2012).
O American Institute Petroleum (API) em 2009 simulou um estudo de como
seria o aumento dos preços dos galões de gasolina em 2012 e 2019 com a
aplicação da proposta de Waxman-Markey, desconsiderando a possibilidade das
refinarias adquiriram créditos no mercado. Discordando dessa simulação, o
Departamento de Orçamentos dos EUA (Congressional Budget Office) simulou
como seria esse aumento considerando que o setor de refino adquirisse créditos
no mercado. A Tabela 13 mostra a comparação entre essas simulações:
81
Tabela 13: Simulação do mercado de carbono no setor do refino
SIMULAÇÃO API
Departamento de Orçamentos dos EUA
2012 2019 2012 2019
Valor das permissões de emissões (US$/tCO2)
53 87 16 26
Aumento do preço do galão de gasolina
0,47 0,77 0,14 0,23
Fonte: Adaptado de MERSCHMAN (2010)
O mesmo estudo realizado pelo API que devido aos altos custos impostos
às refinarias norte-americanas para conseguirem atingir as metas de emissões,
os investimentos no setor do refino sofrerá uma queda, além de uma redução na
produção e na capacidade de refino. Com isso, como os custos de produção
deverão aumentar, o refino dos EUA se tornará menos competitivo deslocando
parte da produção norte-americana para outros países, obrigando o EUA
aumentarem as importações de derivados de petróleo (MERSCHMANN, 2010).
Após a proposta de Waxman-Markey foi elaborada uma nova proposta no
Senado americano conhecido como Kerry-Boxer Bill. De acordo com Merschmann
(2010) esta proposta é similar a anterior, porém é mais exigente.
Reduz em 20% a distribuição de permissões gratuitas de emissões,
alocando-as como reservas de permissões. Com isso, o refino
receberia menos que 2% de permissões;
Reduz a quantidade de créditos internacionais que podem ser
contabilizados como redução das emissões;
As emissões em 2020 deveriam reduzir em 20% em relação a 2005,
enquanto a proposta de Waxman-Markey exigia redução de 17%.
Em outubro de 2011, a Agência de Proteção Ambiental da Califórnia
aprovou a regulação para criar um sistema cap-and-trade, que teve seu primeiro
leilão em novembro de 2012, com o objetivo de reduzir em até 15% as emissões
em 2020 baseando em 1990. No segundo leilão, em fevereiro de 2013, as
permissões foram leiloadas a US$13,62, subindo 25% em relação ao primeiro
leilão. As permissões em outubro de 2013 foram cotadas na faixa de US$12,00.
82
8. Ações Mitigadoras
Para atender os planos de redução de emissão de poluentes atmosféricos
propostas por leis ambientais, as empresas propõem ações mitigadoras com que
são destinadas a prevenir impactos negativos ou reduzir a sua magnitude. Este
termo é usado devido ao fato da maioria dos impactos ambientais não poderem
ser evitados, sendo possível apenas ser mitigados ou compensados.
As empresas têm que desenvolver estratégias para conseguir colocar em
prática as ações mitigadoras, que muitas vezes os resultados serão obtidos em
longo prazo. É importante que as indústrias invistam sempre no ramo de pesquisa
e desenvolvimento de novas tecnologias e melhorias operacionais, visando
sempre obter resultados cada vez melhores. Vale ressaltar que tais medidas tem
resultados a longo prazo e muitas vezes necessitam de altos investimentos para a
sua realização.
Essas medidas apresentam características em conformidade com os
objetivos a que de destinam, conforme se segue:
Medida Mitigadora Preventiva: objetiva-se minimizar ou eliminar
eventos adversos com potencial para trazer prejuízos ambientais,
procurando anteceder a ocorrência do impacto negativo.
Medida Mitigadora Corretiva: visa mitigar os efeitos de um impacto
negativo identificado, quer seja pelo reestabelecimento da situação
anterior ou estabelecendo uma nova situação de equilíbrio harmônico
entre os parâmetros, através de ações de controle para neutralização
do fator do gerador do impacto.
Medida Mitigadora Compensatória: procura repor bens
socioambientai perdidos em decorrência de ações diretas ou indiretas
do empreendimento.
Medida Potencializadora: Visa otimizar ou maximizar o efeito de um
impacto positivo decorrente direta ou indiretamente da instalação do
empreendimento.
83
As ações se diferenciam em sua aplicação, principalmente na capacidade
de resolverem o problema como um todo. Esta diferenciação pode ser feita
introduzindo as conjunções “mas” e “e” como mostrado a seguir:
Impacto negativo mas mitigável: implica que a negatividade do impacto
pode ser completamente anulada pela medida proposta.
Impacto negativo e mitigável: o impacto pode ser minimizado, mas nunca
anulado a partir das ações.
Impacto negativo mas compensável: para compensar o impacto inevitável a
medida é totalmente eficaz.
Impacto negativo e compensável: o impacto pode ser compensado em
partes do problema (RAMOS; MELO; RAMOS, 2007).
A seguir serão listadas algumas possíveis ações mitigadoras que podem
ser utilizadas no processo de refino.
8.1. Eficiência energética
Segundo o Ministério do Meio Ambiente, a eficiência energética consiste da
relação entre a quantidade de energia empregada em uma atividade e a
quantidade disponível para a sua realização. A promoção da eficiência energética
abrange a otimização das transformações, transporte e uso dos recursos
energéticos. Uma das soluções é a substituição de tecnologias (máquinas,
motores, sistemas de refrigeração e iluminação) por outras com maior eficiência
energética com menor custo financeiro e impacto ambiental.
O aproveitamento de calor no processo de refino pode ser feito através da
integração entre fluxos que necessitam perder calor e outros que precisam ganhar
calor. Como por exemplo, o uso de ar pré-aquecido ou rico em oxigênio durante o
processo de combustão. O calor residual pode ser aproveitado em sistemas de
refrigeração por absorção e para pré-aquecer cargas.
Outra maneira de garantir eficiência energética é eliminar as incrustações
nos trocadores de calor, pois elas reduzem a área de transferência de calor,
84
prejudicando as trocas de calor. Remoção de sal e outras impurezas que
melhoram a eficiência também, só podem ser feita dentro de uma temperatura, de
modo que os trocadores estejam livres de incrustações (MERSCHMANN, 2010).
Em longo prazo, outra opção seria a substituição das unidades de
destilação por unidades de craqueamento térmico controlado. As longas cadeias
de hidrocarbonetos seriam quebradas em outras menores, reduzindo o ponto de
evaporação das moléculas, permitindo também a remoção de contaminantes que
diminuiriam o gasto energético na etapa de hidrotratamento. Porém essa
substituição é muito custosa (MERSCHMANN, 2010).
Em algumas refinarias europeias, uma medida de eficiência energética
adotada é a instalação de plantas co-geração de alta eficiência, que além de
gerarem sua própria energia elétrica, reaproveitam rejeitos térmicos para a
obtenção de vapor, água quente, ar quente e água gelada para o processo.
8.2. Substituição de combustíveis e consumo de petróleo mais leves
Derivados mais leves emitem menor quantidade de GEE por unidade de
energia gerada. A substituição de todo óleo combustível por gás natural pode
reduzir em até 20% as emissões das refinarias (MERSCHMANN, 2010).
A crescente especificação de derivados com baixo teor de enxofre,
nitrogênio e aromáticos aumenta a necessidade de hidrogênio para o tratamento,
tornando os combustíveis ricos em hidrogênio extremamente valiosos para serem
usados nas refinarias (CLARKE, 2003 apud MARSCHMANN, 2010).
Porém é importante frisar que essa substituição de combustíveis líquidos
por gás natural nas refinarias não necessariamente reduz as emissões de CO2,
uma vez que o aumento do uso do gás natural reduziria o uso dos outros
combustíveis mais pesados, o que acarretaria na redução do preço deste. Desta
maneira, poderia ocorrer a substituição do gás natural por hidrocarbonetos mais
pesados em outras atividades. A redução das emissões de GEE só acontece de
fato se com o aumento da participação de hidrocarbonetos mais leves em
85
algumas atividades não ocorrer a sua substituição por hidrocarbonetos mais
pesados (MERCHMANN, 2010).
O consumo de petróleo mais leve pode acarretar na redução dos gases
poluentes, embora algumas questões tenham quer ser consideradas.
Quanto maior a cadeia de hidrocarbonetos no petróleo, mais pesado ele é
e maior o número de contaminantes. Assim, é necessário mais energia para
convertê-lo a derivados leves e para seu tratamento. O grande problema é que a
tendência mundial é encontrar cada vez mais petróleo pesado.
Além disso, o aumento do uso de petróleo leve em uma determinada região
poderia aumentar o seu preço em outras regiões, que continuariam usando o
petróleo pesado. Analisando esse aspecto, a redução das emissões poderia
ocorrer em uma determinada região, porém não reduziria de forma global
(MERSCHAMNN, 2010).
De forma geral, a implementação dessas ações mitigadoras tendem
apenas a deslocar as emissões de GEE para uma determinada região e não
reduzindo de forma global.
8.3. Captura e estocagem de carbono – CCS
É uma tecnologia cara que pode capturar em até 90% de CO2 emitidos
pelo uso de combustíveis fósseis na geração de eletricidade e processos
industriais, sendo uma das poucas tecnologias de redução de carbono que
pode realmente retirar o CO2 na atmosfera. O processo envolve três etapas:
captura, transporte e armazenagem segura das emissões do dióxido de
carbono.
De acordo com Carbon Capture & Storage Association (CCSA), a captura
do CO2 ocorre durante a queima dos combustíveis fósseis ou como resultado
do processo químico, podendo ocorrer de três maneiras:
Captura na pré-combustão: envolve a conversão de combustível
sólido, líquido ou gasoso em uma mistura de hidrogênio e dióxido
86
de carbono, utilizando uma série de processos tal como a
gaseificação. Esta captura é relativamente fácil permitindo a
estocagem do hidrogênio produzido o seu uso na geração de
energia e também no futuro para abastecer os carros e casas com
emissões quase nulas.
Captura na pós-combustão: ocorre através do contato do gás de
exaustão com um solvente, normalmente a base de amina, num
compartimento (MERSCHMANN, 2010). O CO2 absorvido é
separado do solvente, comprimido para o transporte e
armazenamento. Um possível problema é a presença de enxofre no
gás que pode causar problemas para o solvente.
Combustão oxigênio-combustível: o oxigênio é separado do ar antes
da combustão e o combustível é queimado em oxigênio diluído com
reciclado de gases de combustão. Os efluentes finais consistem
principalmente de CO2 e H2O, produzindo um fluxo mais
concentrado de CO2 para uma purificação mais fácil.
O transporte do gás é feito através de navios ou oleodutos, os mesmos
utilizados no transporte de gás natural, petróleo e outros fluidos. Cada projeto
escolhe o melhor método de transporte de acordo com as regulações de saúde e
segurança.
Após o seu transporte, o dióxido de carbono é injetado sob pressão para
dentro de formações geológicas porosas sob quilômetros da superfície da terra. A
pressão e temperatura faz com que o dióxido de carbono se encontre no estado
líquido ou “fase supercrítica”. Os locais de armazenamento pode ser em campos
de petróleo, salinas rochosas, ou em campos de petróleo esgotados onde o CO2
pode aumentar a quantidade de óleo recuperado.
87
9. Resultados e Discussões
Emission Estimation Protocol from Petroleum Refineries (2011), realizado
pela U.S. Environmental Protection Agency (EPA), apresentou uma lista de
poluentes previstos para ser emitidos por várias etapas do processo que devem
ser estimados, como apresentado na Figura 3. Círculos cheios indicam os
poluentes para o qual devem ser desenvolvidas estimativas de emissão. Círculos
vazios indicam os compostos que os dados podem ser estimados, mas o
inventário pode ser considerado completo sem essas estimativas.
Figura 3: Poluentes previstos para ser emitidos nos processos da refinaria
Refinarias de petróleo incluem numerosas fontes estacionárias de
combustão, o mais comum dos quais são aquecedores de processo, caldeiras,
motores de combustão interna e turbinas de combustão. Estas fontes de
combustão são pontos de ventilação que ocorrem em toda a área de processo da
88
refinaria, emitindo todos os tipos de poluentes sendo necessário estima-los como
apresentado na figura 3.
Há uma variedade de processos e equipamentos em refinarias de petróleo,
que pode liberar poluentes diretamente para a atmosfera através de aberturas de
processo. Muitas destas aberturas de processos podem ser controladas através
do flare, incinerador térmico, ou outras técnicas de controle da poluição do ar.
Observa-se que a unidade de craqueamento catalítico e a unidade de
coqueamento têm que estimar todos os compostos pedidos, indo de encontro
com a literatura ao dizer que uma das principais fontes de emissão das refinarias
são as unidades de craqueamento catalítico.
National Petroleum Refinery Initiative (2011), realizado pela EPA, fez um
levantamento das emissões da unidade de craqueamento catalítico das refinarias
presentes nos Estados Unidos entre 1997 e 2005, como mostra a figura 4.
Figura 4: Evolução das emissões dos poluentes nas unidades de craqueamento catalítico
Fonte: EPA, 2011
É nítida a redução da emissão dos gases SOx e CO. Materiais particulados
e NOx houve uma redução porém não tão expressiva. O mesmo levantamento
89
analisa as emissões de todas as refinarias das indústrias petrolíferas situadas nos
Estados Unidos, revelando que todas as refinarias reduziram suas emissões.
9.1. Petrobras
A Petrobras conta com 13 refinarias no Brasil, 2 refinarias na Argentina, 1
refinaria no Japão e uma nos Estados Unidos. De acordo com os relatórios de
sustentabilidades emitidos pela Petrobras, os dados das emissões mostrados não
constam com os dados da refinaria do Japão.
Desde 2003, a Petrobras implementou o Sistema de Gestão de Emissões
Atmosféricas (SIGEA) que realiza o inventário de mais de 30 mil fontes de
emissões diretas e indiretas de todas as atividades da companhia (exploração e
produção; refino; fertilizantes; petroquímica; geração de energia elétrica;
transporte terrestre e marítimo; e atividades de distribuição no Brasil, Argentina,
Colômbia, México, Peru, Paraguai, Uruguai e Estados Unidos).
O Relatório de Sustentabilidade de 2012 apresentou a distribuição de
emissões de GEE por atividades: produção, refino, geração de eletricidade e
vapor, fertilizantes e outros nos anos de 2010, 2011 e 2012. Os setores de refino
e de produção contribuem de forma igual, representando 35,5% das emissões
totais cada um, como mostrado na o Gráfico 3.
Gráfico 3: Distribuição de GEE por atividade na indústria do petróleo
90
O mesmo relatório quantificou as emissões dos gases NOx, SOx, CO, VOC
e materiais particulados por atividade. Com esses dados foi possível calcular a
porcentagem da contribuição de cada atividade na emissão de cada gás, como
mostrado nos Gráficos 4, 5, 6, 7 e 8.
Gráfico 4: Distribuição das emissões de óxido de enxofre por setor na Petrobras
Gráfico 5: Distribuição das emissões de óxido de nitrogênio por setor na Petrobras
91
Gráfico 6: Distribuição das emissões de monóxido de carbono por setor na Petrobras
Gráfico 7: Distribuição das emissões de compostos voláteis por setor na Petrobras
Gráfico 8: Distribuição das emissões de materiais particulados por setor na Petrobras
92
De acordo com os resultados mostrados nos Gráficos 4 a 8, o setor de
refino e petroquímico tem participação significativa na emissão de todos os gases,
com destaque para a emissão de SOx onde o refino é responsável por 62% das
emissões totais. As emissões de NOx, CO, VOCs, e materiais particulares neste
setor foram 15%, 44%,19% e 24% respectivamente.
Vale ressaltar que os dados apresentados pela Petrobras englobam as
emissões do setor de refino e petroquímica em uma mesma atividade, porém não
é possível estimar com precisão qual a participação real de cada um nas
emissões. Sendo assim serão considerados esses valores encontrados para os
cálculos seguintes.
Considerando que a contribuição do setor do refino nas emissões de todos
esses gases não tenha sofrido uma mudança significante de 2003 a 2012, foi
utilizado essas porcentagens encontradas para calcular as emissões durantes
esses anos mostrados nos Gráficos 9, 10, 11, 12, 13 e 14.
Gráfico 9: Emissão de gases do efeito estufa entre 2003 e 2012 na Petrobras
O Gráfico 9 representa as emissões de GEE no setor, onde mostra um
acréscimo das emissões de GEE. Tal fato é explicado pelo crescimento das
atividades da companhia incluídas no SIGEA sendo no início 20.000 atividades
monitoradas e agora já são 30.000. Porém a Petrobras afirma no Relatório de
Sustentabilidade de 2010, que entre 2006 e 2010 evitou-se a emissão de
93
aproximadamente 6 milhões de toneladas de CO2 em suas operações, devido a
redução da queima em tochas, aplicação de novas tecnologias e utilização de
energias renováveis.
Gráfico 10: Emissão de óxidos de nitrogênio entre 2003 e 2012 na Petrobras
Gráfico 11: Emissão de materiais particulados entre 2003 e 2012 na Petrobras
94
Gráfico 12: Emissão de monóxido de carbono entre 2003 e 2012 na Petrobras
Os Gráficos 10 e 11 mostram que as emissões de óxido de nitrogênio e
materiais particulados aumentaram 43% e 27% respectivamente, podendo ser
explicado pelo aumento das atividades da companhia. O Gráfico 12 mostra que
as emissões de monóxido de carbono aumentaram em 5 vezes de 2003 a 2012.
Além do crescimento da companhia, pode ter havido uma mudança na forma
como foi monitorado e calculado essas emissões ocasionando esse aumento.
Como os resultados apresentados aqui foram baseados na distribuição das
emissões por atividades em 2012, talvez houve aumento das emissões em outros
setores nos outros anos contribuindo para o aumento total, impactando nos
cálculos feitos para o refino. A Petrobras não indica em seus Relatórios de
Sustentabilidades o porquê desses aumentos ao longo dos anos.
Gráfico 13: Emissão de óxidos de enxofre entre 2003 e 2012 na Petrobras.
95
Gráfico 14: Emissão de compostos voláteis entre 2008 e 2012 na Petrobras.
Os Gráficos 13 mostra redução de 22% das emissões de dióxido de
enxofre durante esses anos. O Gráfico 14 mostra a redução de 12% de 2008 a
2012, pois nos Relatórios de Sustentabilidades anteriores não apresentam os
dados referentes aos anos anteriores.
Os Relatórios de Sustentabilidade da Petrobras indicam ainda a redução
de 21% das emissões do gás metano de 2003 a 2012 em todas as atividades da
companhia. Sabe-se que as emissões do gás metano são mais expressivas no
setor de exploração e produção por causa do gás natural. Porém como a
Petrobras não indica as emissões por atividade, não é possível saber qual a
parcela real de emissões de CH4 no setor de refino.
9.2. British Petroleum (BP)
British Petroleum (BP) é uma indústria petrolífera atuando desde a
exploração do petróleo até a fabricação de produtos petroquímicos utilizados
em nosso cotidiano, operando em 80 países diferentes. O setor do refino conta
hoje com 15 refinarias próprias localizadas em: Estados Unidos, Alemanha,
Holanda, África do Sul, Austrália e Nova Zelândia.
A BP divulga os dados das emissões atmosféricas da companhia através
do HSE Charting Tool. Os dados de emissões de GEE são os resultados das
96
emissões de todos os setores, não dividindo por setores. Mesmo assim, é
interessante mostrar a redução em 35% suas emissões de 1999 até 2012,
como mostra a Gráfico 15.
Gráfico 15: Evolução das emissões de GEE em todos os setores da BP
Os dados das emissões dos outros gases são dividos em três grupos:
upstream, downstream e outros. O downstream da BP engloba o setor de
refino, fabricação, comercialização, transporte e abastecimento de derivados,
produtos petroquímicos e serviços relacionados ao cliente.
De acordo com MERSCHMANN (2010), as emissões da distribuição de
derivados representam 20% das emissões das refinarias, e as emissões da
comercialização são desprezíveis, concluindo assim que setor de refino
representou 47% das emissões de GEE em 2009. Porém, por não poder
afirmar se este número representa o cenário real da BP, os dados
apresentados a seguir mostram a evolução das emissões do setor de
downstream de 2003 até 2012.
Em relação as emissões dos outros gases, ocorreu uma expressiva
redução no setor de downstream entre 1999 e 2012, como mostra Gráfico 16:
97
Gráfico 16: : Emissões de poluentes atmosféricos por setor na BP
Em 1999, as emissões dos poluentes eram de 331ktₑ e após 14 anos
houve uma redução de 91% das emissões atingindo o patamar de 76ktₑ em
2012. Já o setor de upstream reduziu suas emissões em 34% entre 1999 e
2012. Os gráficos 17 a 20 apresentam as emissões de cada poluente no setor
de downstream, de acordo com o HSE Charting Tool.
Gráfico 17: Emissão da BP de dióxido de carbono ao longo dos anos no downstream
98
Gráfico 18: Emissão da BP de óxido de enxofre ao longo dos anos no downstream
Gráfico 19: Emissão na BP de óxido de nitrogênio ao longo dos anos no downstream
99
Gráfico 20: Emissão na BP de compostos voláteis ao longo dos anos no downstream
A redução de CO2 apresentado no Gráfico 17 foi de 16,6% entre 1999 e
2012. A redução de SOx representa a redução mais significante de 84,3% ao
longo desses anos como mostrado no Gráfico 18. As emissões de NOx,
apresentado no Gráfico 19, reduziu em 70,9% entre 1999 até 2012. Enquanto
isso, a redução de compostos voláteis foi de 78,6% do ano 2000, onde houve
o maior pico de emissões, para 2012 como pode ser analisado no Gráfico 20.
9.3. Principais ações mitigadoras adotadas por refinarias
Merschmann (2010) fez um levantamento das principais ações mitigadoras
adotadas pelas principais refinarias no mundo que têm como objetivos a
redução das emissões de GEE não só no setor de refino, mas também em
toda a cadeia produtiva em que atuam como apresentado na Tabela 14:
Observa-se que todas as refinarias estão investindo em projetos de
melhoria de eficiência energética para atingir metas de redução. Elas ainda
investem em pesquisas de novas tecnologias e CCS e busca por novas fontes
de energia renováveis. Observa-se também que para investimentos futuros
elas já consideram os custos do carbono para tomar as suas decisões.
100
Tabela 14: Principais medidas mitigadoras adotadas pelas refinarias mundiais:
Refinarias Principais medidas
Petrobras
Eficiência energética; investimentos em pesquisa
e desenvolvimento envolvendo 15 instituições
brasileiras; investimentos em biodiesel;
participação no desenvolvimento do CCS.
BP
Melhoria na eficiência energética das operações;
desenvolvimento de produtos mais eficientes;
investimentos em fontes de baixo carbono; uso
de energia renováveis; financiamento de
pesquisas na área de mudanças climáticas.
ExxonMobil
eficiência energética; investimentos em
cogeração; investimentos em CCS e tecnologia
de gaseificação; redução da queima em flare;
Sinopec eficiência energética
Shell
eficiência energética; CCS (a Shell captura e
injeta CO2 em poços de petróleo); investimentos
em tecnologia de cogeração; energias
alternativas; inclusão de custos futuros do CO2
nas decisões de investimentos.
Valero Energy
Eficiência energética; projetos de recuperação de
calor e matéria; inclusão de custos futuros do
CO2 nas decisões de investimentos; projetos de
baixo carbono.
China National Petroleum
Corporation
Projetos de estocagem de carbono através do
plantio de florestas; energias alternativas.
ConocoPhillips
Tecnologias de energias renováveis; eficiência
energética; inclusão de custos de carbono nas
decisões de investimentos; CCS; redução de
flare.
Total CCS; eficiência energética.
Fonte: Adaptado de MERSCHMANN (2010)
101
10. Conclusão
As refinarias de petróleo são consideradas uma das principais fontes de
emissões de poluentes atmosféricos no mundo. Os principais gases emitidos
são os gases do efeito estuda, representados principalmente, pelo dióxido de
carbono, óxido de nitrogênio, óxido de enxofre, monóxido de carbono,
materiais particulados e compostos orgânicos voláteis.
As principais fontes de emissões são: emissões de combustão, durante a
queima dos combustíveis; das emissões fugitivas durante os vazamentos
oriundos de falhas mecânicas de operação; imprevistos e acidentes, quando
devido alguma falha no regulador de pressão, este libera os gases para aliviar
a pressão do sistema; regeneração periódica dos catalisadores, sendo
considerada uma das principais fontes de emissões.
Estes gases causam inúmeras patologias como irritação nos olhos,
problemas no sistema cardiovascular e respiratório, além da perda de bem
estar. Ambientalmente, os poluentes são responsáveis pelo aquecimento
global, efeito estufa, chuva ácida, smog fotoquímico, diminuindo a visibilidade,
degradando animais, prejudicando a fauna, flora e toda a sociedade em geral.
As legislações ambientais estão ficando cada vez mais rigorosas e
propostas climáticas estão sendo acordadas entre os países visando reduzir
os gases de efeito estufa. As emissões estão sendo negociadas, como é o
caso do mercado de carbono baseado no sistema cap-and-trade, onde a partir
dos limites de emissões de gases estabelecidos para um determinado setor
são lançadas permissões de emissão e cada participante determina como
cumprirá estes limites. Através deste mecanismo, há uma alocação livre do
direito de poluir, pois é fixada a quantidade a ser emitida e o que varia é o
valor do preço do carbono.
De acordo com os resultados analisados, ao longo da última década as
emissões atmosféricas reduziram significantemente. As emissões de
poluentes do setor de downstream da British Petroleum (BP) reduziram em
91%.
102
A Petrobras afirma ter reduzido em aproximadamente 6 milhões de
toneladas de CO2 em 4 anos, mesmo em alguns dados mostrarem o contrário.
Tal fato pode ser explicado pelo crescimento da companhia ao longo dos
anos, como a aquisição de novas refinarias, comprovado pelo fato de que no
início 20.000 atividades eram monitoradas e atualmente são 30.000.
Diante deste cenário, pode-se concluir que as refinarias estão preocupadas
com os impactos ambientais provocados pelos seus gases poluentes e estão
procurando medidas para reduzirem cada vez mais. As ações mitigadoras
adotadas pelo setor envolvem eficiências energéticas, melhorias nos
processos produtivos, procura de novas fontes de energias renováveis,
investimentos em projetos de pesquisa e desenvolvimento do tema, além de
incluir os custos de carbono nas decisões de investimentos futuros.
Embora os resultados tenham mostrados que as emissões estão
reduzindo, é importante que se tenha continuidade nos próximos anos
procurando emitir cada vez menos. Pois, devido à organização da nossa
sociedade e a dependência econômica do petróleo, as refinarias continuarão a
existir nas próximas décadas.
Diante de toda a preocupação mundial com o meio ambiente, é importante
que as refinarias tenham consciência do seu potencial poluidor e levem em
consideração cada vez mais a importância dos fatores ambientais nas suas
operações atuais e futuras. As refinarias têm que buscar um desenvolvimento
sustentável, pois além de visar às questões ambientais se preocupam com o
desenvolvimento socioeconômico. Além de ser uma medida ética e produtiva,
também ganha espaço cada vez maior em questão de aceitabilidade dos
consumidores e sociedade em geral.
Os desafios que estão sendo colocados à sociedade são também desafios
do setor industrial que deve se engajar as iniciativas conjuntas para a busca
de soluções. O trabalho bem articulado entre governos, setores produtivos e a
sociedade é o caminho para um desenvolvimento econômico e social em
compromisso com as questões ambientais.
103
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