Neste capítulo serão abordados as principais características das atividades da indústria de petróleo em ambiente marinho no Brasil que podem gerar impactos no meio ambiente. As atividades em ambiente marinho envolvem inúmeras situações que podem impactar o meio ambiente, tais como eliminação de substâncias tóxicas, geração de resíduos, eliminação de gases que prejudicam a atmosfera, mas com certeza nenhum deles se compara ao impacto gerado por um grande vazamento de óleo. É por existir a possibilidade de grandes vazamentos ao longo de toda a cadeia que a indústria teve de se adequar, o que envolveu a elaboração de Planos de Contingência no intuito de diminuir os possíveis impactos gerados por esses vazamentos, além do desenvolvimento de tecnologias e equipamentos para monitorar e auxiliar no combate a esses vazamentos.
A cadeia de produção marítima da indústria de petróleo pode ser dividida em 4 etapas principais:
i. Pesquisa ou Exploração – De acordo com a Agência Nacional de Petróleo (ANP), esta etapa engloba o conjunto de operações ou atividades para avaliar áreas, com o objetivo de descobrir e identificar jazidas de petróleo ou gás natural (Lei 9.478/97). Operações tais como aquisição de dados sísmico e geofísicos e o mapeamento da geologia de superfície.
ii. Desenvolvimento – De acordo com a ANP, esta fase envolve o conjunto de operações e investimentos que objetivam viabilizar as atividades de produção de um campo de petróleo ou gás (Lei 9.478/97). Logo após a localização de uma jazida, são feitos estudos a respeito da viabilidade econômica daquele campo, e caso seja viável é feito todo um planejamento para o início da produção.
iii. Produção – De acordo com a ANP, esta etapa envolve o conjunto de operações de extração de petróleo ou gás natural de uma jazida e de preparo para sua movimentação (Lei 9.478/97). Envolve desde a separação da mistura retirada do reservatório, até o transporte do que foi produzido.
iv. Abandono – Ocorre geralmente quando poços já antigos deixam de ser economicamente viáveis, sendo assim fechados. De acordo com a ANP é a série de operações destinadas a restaurar o isolamento entre os diferentes intervalos permeáveis que podem ser:
34 b) Temporário, quando por qualquer motivo houver interesse de retorno ao poço.
As etapas serão agora melhor descritas e avaliadas, bem como seus possíveis impactos ao meio ambiente. Será analisado também o transporte do óleo do ambiente marítimo para o terrestre.
3.1 – Perfuração, Produção e seus Impactos Ambientais
Para se falar dos impactos ambientais causados pela indústria do petróleo, primeiro devemos definir o que é impacto ambiental. Segundo o Artigo 1º da Resolução CONAMA nº 001 de 23 de janeiro de 1986:
Para efeito desta Resolução, é considerado impacto ambiental qualquer alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, causada por qualquer matéria ou energia que resulte das atividades humanas que, direta ou indiretamente, afetam:
i. A saúde, a segurança e o bem-estar da população; ii. As atividades sociais e econômicas;
iii. A biota;
iv. As condições estéticas e sanitárias do meio ambiente; v. A qualidade dos recursos ambientais.
Estes impactos dependem de fatores tais como, tamanho e complexidade dos projetos, estágio de desenvolvimento dos processos, natureza e sensibilidade do meio onde irá ser desenvolvida a atividade, eficácia do planejamento e das técnicas de prevenção, controle e mitigação da poluição, além dos efeitos proporcionados pelo próprio meio ambiente (MARIANO, 2007).
O primeiro passo da atividade de exploração é a localização e identificação de reservatórios de petróleo e gás natural que sejam comercialmente viáveis. Para tal fim são feitas inúmeras pesquisas e mapeamentos sísmicos, estudos geofísicos avaliando os dados sísmicos, além do conhecimento geológico geral. Dessa forma são definidas áreas ou regiões com grande chance de possuírem reservas de petróleo e gás. Porém, mesmo com as mais avançadas técnicas de estudos sísmicos, pesquisas e dados geológicos não é
35 possível se afirmar que a região identificada possui de fato um reservatório de óleo e gás. Tal afirmação só pode ser feita após a perfuração de poços exploratórios.
A função primordial do primeiro poço exploratório é confirmar se a área definida realmente contem óleo e/ou gás, mas outros testes podem ser realizados, inclusive teste de poço, através do qual se pode obter pressão do reservatório, permeabilidade da formação e estimativas da reserva encontrada. O projeto do poço deve ser aprovado pela ANP, dentro do Plano de Desenvolvimento dos campos.
Para perfuração dos poços são utilizadas plataformas ou até mesmo navios adaptados. Os principais modelos são1:
i. Plataformas Fixas: são as preferidas em campos localizados em lâminas d’água de até 300m. São constituídos de módulos instalados sob uma estrutura chamada “jaqueta” no local da operação, com estacas cravadas no fundo do mar. São planejadas para receber todos os equipamentos de perfuração, estocagem de materiais e instalações necessárias para a produção dos poços.
ii. Plataformas Semisubmersíveis: são dotadas de uma estrutura de um ou mais conveses, apoiadas por colunas em flutuadores submersos. Por sofrer movimentações devido a ondas, correntes e ventos, esta é dotada de sistema de ancoragem e um sistema de posicionamento dinâmico, para evitar que os movimentos danifiquem os equipamentos. São as preferidas para a perfuração de poços exploratórios. A figura 06, abaixo, mostra uma plataforma desse tipo.
iii. Navios Sonda: é um navio planejado para a perfuração de poços submarinos. Possui uma torre de perfuração localizada no centro do navio, onde uma abertura no casco possibilita a passagem da coluna de perfuração. Possui um sistema de posicionamento que anula os efeitos das ondas, ventos e correntes que tendem a tirá-lo de sua posição. A figura 07, abaixo, mostra um exemplo de navio sonda.
As atividades de perfuração já são diretamente associadas à geração de resíduos, principalmente cascalho e lama de perfuração. São utilizados separadores especiais para separar e limpar o cascalho da lama. As lamas separadas e os fluidos de limpeza do cascalho são parcialmente reciclados para o sistema. O restante usualmente é descarregado no mar, mas também pode ser transportado para terra e descartado de forma adequada. A maior fonte de poluição das operações de perfuração são os cascalhos cobertos por óleo, ou até mesmo cobertos por fluidos tóxicos. Já as lamas de perfuração
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Disponível em: < http://www.petrobras.com.br/pt/quem-somos/perfil/atividades/exploracao-producao- petroleo-gas/>
36 apresentam um perigo para o meio ambiente por geralmente apresentarem na sua composição materiais lubrificantes, contendo assim bastante hidrocarboneto estável e tóxico. A areia retirada juntamente com os hidrocarbonetos também pode ser uma fonte de poluição (MARIANO, 2007).
Figura 06: Plataforma Semisubmersível P-18 Fonte: <www.odebrechtonline.com.br/>2
No que diz respeito às atividades de produção, praticamente todas as fases em ambiente marítimo geram efluentes líquidos e gasosos e resíduos sólidos indesejáveis. Durante o comissionamento das instalações podem surgir mudanças de desempenho temporárias dos processos, gerando emissões atmosféricas inesperadas, descarte de efluentes químicos no mar e geração de água de produção de qualidade inferior.
Na cadeia produtiva de exploração e produção de petróleo e gás, os maiores impactos ambientais são causados por grandes vazamentos de óleo. Estes podem ser originados por um blowout, por acidentes causados por falhas humanas que podem levar a ruptura de dutos, choque de embarcações, ou até mesmo o afundamento de plataformas.
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Figura 07: Navio sonda Petrobras 10000. Fonte: <www.blogmercante.com>3
3.2 – Transporte de Petróleo e Gás Natural e seus Impactos Ambientais
O transporte de hidrocarbonetos no Brasil se resume a três funções: escoamento da produção, importação ou exportação tanto do óleo bruto quanto de seus derivados e distribuição dos produtos processados. São utilizados nos transportes, dutos, terminais marítimos e navios petroleiros.
O Brasil possui a produção de petróleo concentrada no ambiente marítimo. Como em boa parte dos casos as instalações de produção ficam a quilômetros da costa brasileira, a instalação de dutos para o transporte da produção é economicamente inviável. Por isso o principal meio de transporte do petróleo no Brasil se dá por meio de navios petroleiros, que utilizam os terminais marítimos espalhados ao longo da costa brasileira para transferir para terra a produção. Isso não significa que o transporte por dutos não é utilizado, apenas é pouco utilizado.
Uma das principais unidades de produção utilizadas no Brasil hoje são as FPSO’s (Floating Producing Storage and Offloading) que são capazes de produzir, armazenar e
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Disponível em: <http://www.blogmercante.com/2010/12/quem-e-dono-do-navio-sonda-petrobras- 10000/>
38 descarregar a produção. Além disso possuem uma planta de processo que separa e trata os fluidos que são produzidos pelos poços. Para descarregar essa produção são utilizados tanto navios petroleiros quanto navios aliviadores, cujas diferenças são pequenas particularidades. Na figura 09 podemos observar como é uma operação de descarga.
Figura 08 – FPSO Cidade de Angra dos Reis. Fonte: <www.agenciapetrobras.com.br>4
O transporte de petróleo e seus derivados envolve um volume muito grande, o que torna essa atividade potencialmente arriscada com relação ao impacto ambiental que pode ocasionar. Nas operações já ocorrem algumas descargas operacionais, porém essas são de pequeno porte.
Já um derramamento de óleo das embarcações tem um grande porte, e pode gerar um impacto no meio ambiente incalculável. Além da poluição no mar, o óleo pode atingir o litoral, afetando toda uma população que depende daqueles recursos (pesca, lazer, turismo, etc). Além do derramamento de óleo, esse transporte também gera impactos ambientais crônicos, tais como emissões atmosféricas e geração de resíduos (CALIXTO, 2011).
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Figura 09 – Operação de Offloading. Fonte: <www.worldmaritimenews.com>5
3.3 – Eventos Acidentais em Ambiente Marítimo
As atividades da indústria de petróleo e gás natural no ambiente marítimo estão constantemente sob o risco da ocorrência de acidentes. São muitas variáveis, que diante do menor erro de cálculo, falha técnica ou humana, ou qualquer outro imprevisto, podem resultar em um acidente.
Existe o tipo mais comum de acidente, que são os vazamentos de óleo. Normalmente envolvem óleo cru e em pequenas quantidades. Podem acontecer tanto nas atividades de perfuração quanto nas de produção (mais comum). Estes vazamentos podem ter várias origens: vazamentos de tanques, principalmente em operações de descarga, vazamentos em válvulas, conexões, juntas e nos dutos de transferência dos fluidos. Na perfuração pode ocorrer vazamento da lama de perfuração a base de óleo. Mas geralmente o impacto desses tipos de vazamentos são pequenos (MARIANO, 2007).
Já outro evento mais raro, porém muito mais grave, é o blowout. Pode ocorrer em qualquer etapa de desenvolvimento de um poço, porém ocorre mais durante as operações
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40 de perfuração e completação. Este acidente ocorre quando os fluidos contidos nos poros da formação exercem uma pressão maior do que a pressão dos fluidos de perfuração, ocasionando o influxo dos fluidos da formação para o poço, e caso esse influxo não seja controlável, os fluidos podem escoar descontroladamente para a superfície. Estes fluidos liberados pelo poço podem gerar explosões e incêndios, principalmente se houver a presença significativa de gás. Em alguns casos isso pode gerar a perda completa da plataforma e até mesmo de vidas humanas. O controle desse escoamento incontrolado de óleo pode ser rápido em algumas situações, mas em ambientes marítimos tudo é mais delicado, e o controle pode demorar meses (MARIANO, 2007).
Outros eventos acidentais que podem ocorrer e ocasionar vazamento de óleo são: i. Explosões e incêndios nas plataformas;
ii. Desastres naturais e suas implicações nas operações; iii. Guerras e sabotagem;
iv. Furos ou rupturas nos dutos de escoamento da produção; v. Colisão de navios aliviadores;
vi. Encalhe de navios aliviadores;
3.4 – Efeitos do Vazamento de Óleo
Para entender o impacto causado pelo derramamento de petróleo no mar, vamos primeiro analisar composição química do petróleo e também o seu comportamento quando este é derramado no mar.
O petróleo é formado a partir de matéria orgânica de origem biológica. Os restos de plantas e animais se sedimentam e passam por transformações aeróbicas e anaeróbicas feitas por bactérias. Esse produto na presença de água, ácido sulfúrico, enxofre e outros componentes inorgânicos são transformados sob alta pressão e temperatura. Por processo migratório o petróleo vai se acumulando, e finalmente são formados os reservatórios de petróleo (SPEERS & WHITEHEAD, 1969). Por depender de vários fatores diferentes para sua formação, é impossível definir precisamente a composição do petróleo, pois cada óleo será diferente do outro.
O petróleo quando é derramado no mar se espalha e forma uma mancha com espessura variável. A trajetória da mancha vai depender de alguns fatores, tais como velocidade e direção do vento, correntes marinhas e fatores climáticos. Tudo isso contribuirá para a expansão da mancha (CALIXTO, 2011).
41 A mancha de óleo, durante sua trajetória sofrerá vários processos intempéricos, que vão depender de vários fatores: características da água do mar tais como pH, temperatura e salinidade, presença de material em suspensão na água, das condições do clima e principalmente das propriedades físico-químicas do óleo derramado no mar. O petróleo interage na água, sofrendo os seguintes processos:
i. Espalhamento: este processo depende da gravidade, da volatilidade, tensão superficial e viscosidade do óleo, e das condições do clima. No início do derramamento, este é um dos processos que mais afeta o comportamento do óleo, pois este se espalha, aumentando sua área e diminuindo sua espessura, aumentando assim a transferência de massa por dissolução e evaporação. A viscosidade influencia, pois óleos menos viscosos se espalham muito mais. Depois de um tempo a maior influência no espalhamento se dá devido ao vento que vai direcionando a mancha. Então é que correntes e ondas começam a predominar na influência do espalhamento. Tanto a observação quanto a previsão deste fenômeno são ótimas medidas no auxílio durante a efetivação de um plano de contingência, otimizando os recursos disponíveis (CALIXTO, 2011).
ii. Evaporação: este processo depende de fatores como volatilidade do óleo, área e espessura da mancha, vento, estado do mar, radiação solar, temperatura do mar e do ar. Quanto mais componentes com baixo ponto de ebulição, maior será a evaporação do óleo. O grau de espalhamento influencia também, pois quanto maior a superfície de contato com o ar, maior será a evaporação. Também colaboram para acelerar o processo de evaporação: mares agitados, altas temperaturas e grandes velocidades de vento (CORSON, 1993).
iii. Dispersão: é um processo que realiza a quebra da mancha de óleo em pequenas gotículas, aumentando a área de contato do óleo com a água, colaborando com a sedimentação e a biodegradação do óleo. Colaboram para o processo de dispersão as ondas e a turbulência marinha (CORSON, 1993).
iv. Emulsificação: Com a dispersão do óleo na água, formam-se gotículas que formam emulsões do tipo: água + óleo. Quando são formadas gotículas muito pequenas, essa emulsão de óleo na água passa quase que despercebida. Em águas calmas as emulsões se aglomeram, formando a película superficial. Uma vez emulsionados na água, os hidrocarbonetos agilizam os processos de dissolução, fotoxidação e biodegradação. O derramamento pode também gerar emulsão de água no óleo, sendo esta mais estável, podendo persistir por um longo período após o derramamento (CALIXTO, 2011).
v. Dissolução: processo este que ocorre logo após o derrame, quando o óleo está sofrendo fotoxidação e biodegradação, gerando compostos mais solúveis.
42 Tem grande influência nas consequências biológicas em um ambiente marinho. Depende de fatores como temperatura e turbulência da água, espalhamento e composição da mancha (CALIXTO, 2011).
vi. Oxidação: neste processo as moléculas de hidrocarbonetos reagem com o oxigênio do ambiente, gerando compostos solúveis que se dissolvem na água, e também substâncias mais resistentes e persistentes às alterações. Geralmente estas reações ocorrem na superfície, portanto, quanto mais espalhadas estiverem as películas, mais rápidas estas reações ocorrerão. Este é um processo relativamente lento, e depende principalmente da quantidade de oxigênio que consegue penetrar na película. Sais presentes na água e metais no óleo podem servir de catalisadores para o processo. Outro fator que pode ser um catalisador são os raios ultravioletas, e que nesse caso a oxidação é chamada fotoxidação. Influenciam neste processo a espessura da mancha, concentração de materiais particulados suspensos e concentração de aromáticos com grande peso molecular (CALIXTO, 2011).
vii. Sedimentação: processo que ocorre com partículas de sedimentos e até mesmo matérias orgânicas se agregando ao óleo. Poucos óleos crus são capazes de afundar na água. A gravidade específica dos óleos intemperizados se aproxima da densidade da água a uma temperatura de 15º C. Existe a possibilidade de formação de bolas de piche, que podem causar sérios danos às areias das praias (CALIXTO, 2011).
viii. Biodegração: microorganismos presentes no mar agem naturalmente, degradando o óleo. Ambientes marinhos poluídos tendem a ter mais microorganismos. A temperatura e a quantidade de oxigênio e nutrientes são os principais fatores que influenciam na biodegração. Quando o óleo se transforma em gotículas suspensas na água, a área interfacial se torna maior, o que facilita a biodegradação. Cada microorganismo é capaz de degradar um hidrocarboneto específico, mas existem alguns capazes de biodegradar quase todos os compostos do óleo cru (CALIXTO, 2011).
Em um primeiro estágio do derramamento, os processos que mais influenciam são espalhamento, dispersão, evaporação, emulsificação e dissolução. Já os processos de longo prazo e que acabam por definir o destino final do óleo são os processos de biodegradação, oxidação e sedimentação (CALIXTO, 2011).
Quando há o derramamento de petróleo no mar, apenas os componentes solúveis afetam toxicologicamente os organismos da superfície. Apenas com a ação de ventos e
43 ondas que o óleo é misturado à água, fazendo com que componentes não solúveis passem a afetar os organismos presentes (MONTEIRO, 2003).
Os efeitos que podem ser causados em função do óleo dependem da quantidade de óleo, da composição específica e toxicidade desses componentes, do tempo de permanência do óleo no ambiente, como ele se comporta diante da ação de fatores físicos, químicos e climáticos do ambiente, e dependem também do contato dos componentes do óleo com o ambiente aquático. Estes efeitos podem ser agudos, que em um curto prazo (1 a 4 semanas) são muito tóxicos e colocam em risco todos que mantem contato direto com o óleo e seus constituintes. Os efeitos podem também ser crônicos, que em longo prazo (1 mês a 10 anos) podem acumular substâncias tóxicas na cadeia alimentar, merecendo uma certa atenção e cuidado (CALIXTO, 2011).
A gasolina, querosene e nafta são mais tóxicas que o óleo diesel e o óleo cru, porém estes causam impactos de longa duração. Existem indícios de que alguns compostos tem efeitos mutagênicos. Estes compostos podem ser transferidos para ao homem, caso este ingira um organismo marinho contaminado. Os hidrocarbonetos nos organismos marinhos podem tanto matar, quanto afetar seu crescimento, comportamento, reprodução, colonização e distribuição das espécies. Os principais efeitos nas comunidades biológicas costeiras são (CALIXTO, 2011):
i. Morte direta por recobrimento e asfixia. ii. Morte direta por intoxicação.
iii. Morte de larvas e recrutas. iv. Redução na taxa de fertilização.
v. Perturbação nos recursos alimentares dos grupos tróficos superiores. vi. Incorporação e bioacumulação.
vii. Incorporação de substâncias carcinogênicas. viii. Efeitos indiretos subletais (morte ecológica).
Uma parte importante que envolve os acidentes com derramamento de óleo é o seu monitoramento, que é uma etapa muito importante ao ajudar na diminuição dos efeitos do vazamento de óleo. A localização da mancha de óleo é de fundamental importância para que sejam tomadas atitudes em tempo hábil, e de forma eficaz, com o intuito de diminuir os prejuízos ambientais causados pelo derramamento de óleo.
Uma tecnologia já difundida e que vem ajudando muito em casos de acidente com derramamento de óleo é o sensoriamento remoto de derramamento de óleo. Nos próximos capítulos serão feitos estudos a respeito das principais tecnologias dos sensores remotos,
44 bem como dos principais sistemas de detecção de derramamento de óleo atualmente disponíveis no mercado.