15. Exploração sustentada dos recursos geológicos

15.Exploração sustentada dos recursos geológicos

Biologia e Geologia 11ºano

Aprendizagens essenciais

• Distinguir recurso, reserva e jazigo, tendo em conta aspetos de natureza geológica e económica.

• Interpretar dados relativos a processos de exploração de recursos geológicos (minerais, rochas, combustíveis fósseis, energia nuclear e energia geotérmica), potencialidades, sustentabilidade e seus impactes nos subsistemas da Terra.
• Relacionar as características geológicas de uma região com as condições de formação de aquíferos (livres e cativos).

• Analisar dados e formular juízos críticos, cientificamente fundamentados, sobre a exploração sustentável de recursos geológicos em Portugal.

Natureza dos recursos geológicos

Recurso natural

Toda a matéria ou energia proveniente da natureza e que é útil ao ser humano.

Imagem: Pixabay

Recursos geológicos

Bens naturais de natureza geológica(provenientes da geosfera)

+info

Recursos geológicos

Fonte: Porto editora

CLASSIFICAÇÃO DOS RECURSOS GEOLÓGICOS

Fonte: Areal Editores

Desenvolvimento sustentável

Fonte: Texto Editora

Economia circular

Consumo e exploração dos recursos geológicos de forma sustentável, devendo a humanidade procurar, sempre que possível, estratégias que lhe permitam recorrer a recursos renováveis ou, quando tal não é possível, tentar incorporar nas suas cadeias produtivas os recursos que já foram utilizados. Promoção da reutilização e a reciclagem.

Fonte: Areal Editores

Fonte: Porto Editora, manual p. 167

Correção

Fonte: Porto Editora

Fonte: Porto editora

Recursos minerais

Recursos minerais

O volfrâmio extraído na mina da Panasqueira é um recurso mineral metálico

O mármore explorado nas pedreiras alentejanas é u m recurso mineral não metálico.

Fonte: Areal Editores

Recursos minerais metálicos

Recursos minerais metálicos

• A substância útil extraída é um metal
• A exploração ocorre quando o teor do recurso é superior ao clarke
• Exploram-se em jazigos minerais

• É necessário extrair o minério da ganga ou estéril;
• A ganga acumula-se em escombreiras.

Fonte: Porto Editora

Recursos minerais metálicos

Fonte: Areal Editores

Exploração subterrânea de jazigos minerais

Bingham Canyon (Utah, EUA). Fonte: Magnus mundi

Exploração de jazigos minerais a céu aberto

+info

Mina de sal (Cracóvia, Polónia). Fonte: https://turistaprofissional.com/

Fonte: Areal Editores

Fonte: Porto Editora, manual p. 169

Correção

Fonte: Porto Editora

Recursos minerais não metálicos

Recursos minerais não metálicos

Saber +

Historial de um processo extrativo de recursos geológicos

Trabalhos de prospeção e pesquisa.

Selagem dos materiais rejeitados.

Escavação de galerias.

Trituração de minério.

Realização de estudos de impacto ambiental da exploração.

Recursos minerais - Impactes ambientais negativos

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Recursos minerais - Impactes ambientais negativos

As escombreiras podem originar: • desabamentos de terrenos , quando têm encostas vezes mal consolidadas. • por ação da água das chuvas, estes materiais são lixiviados e transportados, em solução, até aos aquíferos, contaminando-os. • águas subterrâneas impróprias para consumo humano. • após o processo de moagem dos minérios, as partículas resultantes podem ser dispersas pelo vento, contaminando os solos, que poderão ficar impróprios para a prática da agricultura. • a exploração de jazigos minerais pode mesmo causar doenças profissionais aos mineiros, principalmente doenças respiratórias, das quais a mais comum é a silicose (doença pulmonar que resulta da inalação de pó de sílica).

Fonte: Areal Editores

Adoção de medidas que minimizem impactes ambientais negativos

• Utilização de tecnologias de extração e de tratamento do minério que causem menos perturbações ambientais.

• Armazenamento, impermeabilização e selagem de estéreis das escombreiras em locais devidamente preparados para o efeito. Impermeabilização por argilas, por exemplo, e selagem com utilização de telas e ocupação por zonas verdes.

• Construção de sistemas de drenagem de águas pluviais.

• Tratamento de efluentes (resíduos provenientes desta atividade).

• Aproveitamento dos subprodutos (resíduos) da exploração.

• Reflorestação (colonização vegetal).

• Valorização turística – recuperação de minas e pedreiras desativadas.

Recuperação de uma pedreira de granito (Estádio - Braga)

Recursos energéticos

Combustíveis fósseis

Combustíveis fósseis

• Resultam da acumulação e evolução, ao longo de milhões de anos, de restos biológicos acumulados em bacias de sedimentação.

• Grande parte dessa matéria orgânica resultou da fixação do dióxido de carbono e da captação da energia luminosa durante a fotossíntese.

• O consumo de combustíveis fósseis acelerou a emissão de CO2, um gás de efeito de estufa, contribuindo para o aquecimento global.

Fonte: Porto Editora

Formação do petróleo

Info

Compactação e afundamento

ação de bactérias anaeróbias

Fonte: Texto Editora

Tipos de armadilhas petrolíferas

Info

Fonte: Texto Editora

Síntese

Fonte: Porto Editora

Petróleo

Fonte: Areal Editores

Gás natural

Fonte: Areal Editores

Carvão

• Rocha carbonosa resultante da incarbonização de material vegetal que não foi completamente decomposto, devido a um ambiente anaeróbio;

• É o combustível fóssil mais abundante na crusta terrestre;

• É usado principalmente na produção de eletricidade em centrais termoelétricas;

• É o combustível que liberta mais CO2 para a atmosfera;

• A sua combustão produz fumos e cinzas.

Fonte: Porto Editora

Carvão

Fonte: Porto Editora

Combustíveis fósseis Principais consequências ambientais

Uma das consequências muito associadas à queima de combustíveis fósseis é o aumento do efeito de estufa e, consequentemente, o aquecimento global.

Fonte: Areal Editores

Fonte: Areal Editores

Fonte: Areal Editores

Elevadas emissões de gases, que ao combinarem-se com o vapor de água atmosférico, produzem-se ácidos que são arrastados pelas chuvas. Chuvas ácidas Diminui o pH dos solos e das águas Morte de organismos e consequente desequilíbrio dos ecossistemas Danos em aquíferos (águas subterrâneas) Acidificação dos solos e cursos de águas Destruição de edifícios, monumentos, (…)

Derrames de combustível nos mares e oceanos Morte de seres vivos / desequilíbrio nos ecossistemas

Maré negra causada pelo afundamento do petroleiro Prestige próximo da costa galega (2002)

Fonte: Areal Editores

Energia nuclear

Energia nuclear

Muito rentável!

• A energia nuclear é obtida a partir da fissão de átomos de urânio, retirados de minerais como a torbernite e a autunite e outros (euxenita, a carnotita, a branerita e a coffinita).

• A fissão é obtida em centrais nucleares.

• Uma das consequências é a produção de grandes quantidades de calor, aproveitado para a produção de eletricidade.

• Libertação de grandes quantidades de energia térmica

• O calor é utilizado na vaporização de água

• O vapor é utilizado na produção de energia elétrica

Fonte: Porto Editora

Energia nuclear - Principais consequências ambientais

Energia nuclear - Principais consequências ambientais

Fonte: Areal Editores

Energia geotérmica

Energia geotérmica

Fonte: Areal Editores

Energia geotérmica

• Em algumas regiões da crusta terrestre, o gradiente geotérmico elevado permite o aproveitamento do calor interno da Terra para a produção de eletricidade e/ou para aquecimento.

• O aproveitamento ocorre em centrais geotérmicas.

• É uma fonte de energia renovável.

Fonte: Porto Editora

Energia geotérmica

A água que é utilizada como fluido de “transporte” do calor interno da Terra. Pode infiltrar-se naturalmente ou ser injetada artificialmente em furos. Uma vez aquecida, esta é captada em furos feitos para o efeito. O calor é depois convertido em energia elétrica através de um sistema de turbinas.

Fonte: Plataforma Leya

Energia geotérmica

Fonte: Porto Editora

O que fazer?

• Investir nas energias renováveis.
• Criar incentivos e apoios a empresas, indústrias e particulares para investimentos em energia renováveis.
• Adequar as regras de construção de edifícios e horários de trabalho a um maior aproveitamento da luz solar.
• Educar as populações para hábitos menos consumistas (reduzir consumos).
• Apostar nos aparelhos elétricos que economizem energia.
• Introduzir ecotaxas sobre o consumo das energias fósseis.
• Investir na reciclagem e reutilização de materiais (menos custos energéticos).

Recursos hidrogeológicos

Ciclo hidrológico

Cerca de 15% da água que precipita sobre a superfície terrestre infiltra-se no solo, por ação da gravidade, dando origem à água subterrânea - esta representa a maioria das reservas disponíveis de água doce líquida e faz parte do ciclo hidrológico.

Fonte: Texto Editora

Volume estimado da água nos respetivos reservatórios

Tempo de permanência estimado da água nos respetivos reservatórios

Fonte: Porto Editora, manual p.183

Fonte: Porto Editora, manual p.183

Recursos hidrogeológicos

Fonte: Porto Editora

Aquífero

Fonte: Areal editores

(alguma água)

(nível freático)

Fonte: Porto Editora

A capacidade de uma rocha ser um bom aquífero depende da sua porosidade e permeabilidade

Porosidade – relação percentual entre o volume de poros (vazios) de uma amostra de rocha e o volume total dessa amostra.

Permeabilidade - grau de facilidade com que uma rocha se deixa atravessar pela água

Fonte: Porto Editora

Porosidade

Depende de um conjunto de fatores:

• granulometria e calibragem dos sedimentos
• a forma dos grãos
• a forma dos vazios
• grau de compactação e cimentação da rocha

Fonte: Porto Editora

Porosidade

Fonte: Areal Editores

Porosidade

Fonte: Areal Editores

Fonte: Porto Editora, manual p. 184

Representação gráfica dos vários tipos de porosidade

Nos sedimentos mal calibrados,os de menores dimensões ocupam o espaço entre os de maiores dimensões , diminuindo os espaços vazios e, assim, a porosidade.

Fonte: Porto Editora

Permeabilidade Capacidade de circulação de um fluido/água numa formação rochosa.

Atividade - Manual p. 185

A água vai ocupar os espaços vazios ...

O volume de água utilizada = volume de poros (vazios)

E aguardar

Fonte: Porto Editora

Por que razão a argila apesar de apresentar elevada porosidade, é praticamente impermeável? Os seus poros são muito pequenos o que dificulta a comunicação entre eles e, por isso, dificulta a circulação de fluidos/água.

*Retêm a água nos poros minúsculos por elevadas forças de adesão

Fonte: Porto editora

Tipos de aquíferos

Fonte: Porto Editora

Fonte: Porto Editora, manual p. 187

Tipos de aquíferos

Fonte: Plataforma Leya

Tipos de aquíferos

Fonte: Plataforma Leya

No aquífero cativo:

Captação artesiana

Captação artesiana repuxante

Fontes de contaminação de aquíferos

Fonte: Texto Editora

Info

(mais densa)

Fonte: Porto Editora

Má gestão

Eliminação da cobertura vegetal / Impermeabilização dos solos

A exploração excessiva de aquíferos pode desencadear o abatimento de terrenos, principalmente em áreas de rochas sedimentares

Fonte: Porto Editora, manual p.189

Fonte: Porto Editora, manual p. 191

Thanks!

O aumento contínuo do peso dos sedimentos depositados por cima da rocha sedimentar que contém a matéria orgânica aprisionada – rocha-mãe – causa, por um lado, a compactação e, por outro lado, o seu afundamento,ficando sujeita a maiores pressões e temperaturas. Simultaneamente, por ação de bactérias anaeróbias, ocorrem reações químicas que transformam lentamente a matéria orgânica em querogénio e, posteriormente, este produto em petróleo (e, a maiores profundidades, em gás natural). Após a sua formação, e devido à sua menor densidade, o petróleo e o gás natural têmtendência a abandonar os poros da rocha-mãe e a ascender, migrando para uma rocha mais porosa e permeável –rocha-armazém –, onde ficarão armazenados, se esta estiver delimitada no topo por uma rocha impermeável –rocha-cobertura –, capaz de impedir a sua ascensão até à superfície.

(Manual escolar, p. 189)

O armazenamento destes produtos na rocha-armazém é feito em função da sua densidade: a água salgada*, mais densa, fica na base; depois, fica opetróleo, sobrejacente à água; por último, no topo, encontra-se o menos denso, ou seja, o gás natural. As armadilhas petrolíferas correspondem a formações (rocha-cobertura e rocha-armazém) e estruturas geológicas que permitem a retenção e a concentração do petróleo, originando jazigos petrolíferos, cuja exploração é economicamente rentável. *

Uma vez que esta formação ocorre na plataforma continental,a água é salgada, encontrando-se nos poros da rocha-mãe.