Previsão de Geohazards na Era da Exploração de Hidrados de Gás

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Previsão de Geohazards na Era da Exploração de Hidrados
de Gás
Os hidratos de gás são compostos sólidos que se formam à medida que a água gelada retém gases,
mais comumente metano, em uma estrutura cristalina sob baixa temperatura e alta pressão. Eles são
encontrados sob o fundo do mar de todos os oceanos, bem como sob lagos profundos de água doce e
permafrost do Ártico. A quantidade de metano no gás hidrata rivais que nos depósitos tradicionais de
gás natural – mais de 6 trilhões de toneladas estão presas apenas sob o fundo do mar.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012821X04005321?via%3Dihub
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Usando instrumentos como este, que mede a sobrepressão no fundo do
fundo do fundo do fundo do fundo do fundo do fundo, os pesquisadores
esperam prever com mais precisão os perigos geográficos causados pela
dissociação de hidratos de hidratação. Crédito da imagem: Chaoqi Zhu
Os hidratos de gás podem ser uma rica fonte de gás natural, mas a indústria de extração que os rodeia
ainda está em sua infância. O processo de extração de hidratos de gás de seu ambiente subterrâneo é
complexo, pois os compostos tendem a se desintegrar quando removidos. A tecnologia depende da
despressurização do material enquanto ainda está no fundo do mar e depois canalizar o gás para a
superfície. Embora o Japão e a China tenham testado com sucesso procedimentos de extração de
hidratos de metano no Mar do Sul da China e em outros lugares, o processo permanece longe de ser
comercialmente viável.
Alguns dos principais obstáculos para a extração generalizada de hidratos de gás, no entanto, são
geológicos e não tecnológicos. Remover o metano de seu ambiente frio e de alta pressão pode liberar
uma enorme quantidade de gás – o metano em hidratos é concentrado em 164 vezes o seu volume no
nível atmosférico. Como o hidrato se dissocia em gás e fluidos, pode desencadear deformações súbitas
do fundo do mar, como vulcões de lama, marcas e deslizamentos de terra submarinos, que por sua vez
podem levar a desastres como tsunamis.
Para ser capaz de gerenciar esses perigos geográficos, desenvolver uma maneira de detectar hidratos
de gás dissociante no fundo do mar é essencial. Como resultado, Chaoqi Zhu, geólogo da Universidade
https://www.theatlantic.com/politics/archive/2013/12/is-methane-hydrate-the-energy-source-of-the-future/444258/
https://www.theatlantic.com/politics/archive/2013/12/is-methane-hydrate-the-energy-source-of-the-future/444258/
https://arstechnica.com/science/2017/05/energy-dense-methane-hydrate-extracted-by-japanese-chinese-researchers/
https://arstechnica.com/science/2017/05/energy-dense-methane-hydrate-extracted-by-japanese-chinese-researchers/
https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/methane-hydrates-and-contemporary-climate-change-24314790/#:~:text=Nominally%2C%20methane%20hydrate%20concentrates%20CH,liberate%20large%20volumes%20of%20gas.
https://orcid.org/0000-0003-3687-3615
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Oceânica da China e do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia Marinha de Qingdao, e seus
colegas se estabeleceram para examinar mudanças de temperatura e pressão durante a dissociação de
hidratos de gás e como essas mudanças influenciam as deformações do fundo do mar. Seu
experimento, publicado na revista Energy Reports, tem como objetivo ajudar a prever os perigos
geográficos causados pela dissociação de hidratos de gás.
Trazendo o Ocean Floor para o laboratório
Zhu e seus colegas recriaram uma cena que normalmente transpira centenas ou milhares de metros
abaixo do nível do mar em seu laboratório. Como a criação de condições de temperatura e pressão que
os hidratos de metano exigem é difícil em um ambiente de laboratório, os pesquisadores usaram um
hidrato de gás artificial chamado R11, que pode se formar abaixo de 8,5oC a pressão atmosférica.
Como os pesquisadores monitoraram a pressão sobre o fundo do seral, eles
observaram um padrão curioso de um aumento lento seguido por uma queda
súbita que se assemelhava à respiração.
Usando um secador de cabelo, eles sopraram ar quente no hidrato para desestabilizá-lo e viram o gás
se expandir em tubos desnatado e pequenas bolhas de gás. Como eles monitoraram a pressão, eles
observaram um padrão curioso de um aumento lento seguido por uma queda súbita que se
assemelhava à respiração.
“Podemos comparo do fundo do sernívore a um balão. Quando explodimos o balão, seu volume
aumenta, impulsionado pela pressão”, escreveu Zhu em um e-mail.
Da mesma forma, a pressão no fundo do mar aumenta gradualmente durante a dissociação do hidrato e
pode formar estruturas de elevação, como vulcões de lama. Quando a pressão atinge um nível crítico,
algumas das vias de fluido se conectam à água do mar, resultando em uma súbita liberação de pressão
que pode desencadear subsidência, marcas e até deslizamentos de terra. “O fundo do mar sobe e
desce, impulsionado pela pressão relacionada ao hidrato, semelhante à mudança de volume do nosso
tórax ou pulmões com a respiração dentro e fora”, acrescentou Zhu.
Beatrice Castellani, professora assistente da Universidade de Perugia, na Itália, muitas vezes cria
hidratos em reatores de laboratório, mas não estava envolvida na nova pesquisa. Ela disse que, embora
o estudo fosse inovador, ela tinha dúvidas sobre o quão bem um hidrato artificial pode representar
processos naturais.
“Geralmente tentamos nos aproximar das condições naturais dentro do reator. Tentamos reproduzir
hidratos com o mesmo sedimento e usar metano puro ou uma mistura semelhante ao gás natural”, disse
Castellani.
“É muito difícil monitorar os processos de dissociação de hidratos porque você
teria que olhar para o fundo do fundo do fundo do fundo o tempo todo, e isso
não é possível.”
Embora a dissociação de hidratos em uma configuração de laboratório artificial possa não ser uma
réplica exata do que acontece no fundo do oceano, a partir da perspectiva de um geólogo os resultados
ainda são significativos, disseram outros especialistas como Judith Elger, geofísico do Centro GEOMAR
https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.08.187
https://www.unipg.it/personale/beatrice.castellani
https://www.geomar.de/en/jelger
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Helmholtz de Pesquisa Oceânica em Kiel, Alemanha, que não esteve envolvido no estudo: Finalmente,
podemos observar o comportamento do gás e do fluido durante a dissociação em tempo real.
“A abordagem do estudo é única, pois usa esses experimentos de laboratório”, disse Elger. “É muito
difícil realmente monitorar esses processos [de dissociação de hidratos] porque você teria que olhar para
o subsolor o tempo todo, e isso não é possível.”
Os desafios da exploração de hidratação comercial
Na disputa por uma parte do tanque de esgotamento de combustíveis fósseis, os hidratos de gás
provavelmente se tornarão uma importante fonte de energia não renovável. Vários países – incluindo
China, India, Japão, Coreia e Estados Unidos – colocaram os olhos no desenvolvimento da produção de
hidratos comerciais e estão atualmente testando métodos de exploração. Com a China e o Japão
liderando o caminho, é possível que a exploração de hidratos atinja níveis comerciais entre 2030 e 2040.
De acordo com Zhenyuan Yin, professor assistente da Tsinghua Shenzhen International Graduate
School na China, muito mais trabalho deve ser feito para trazer a exploração de hidratos com segurança
para um nível comercial. Além de aumentar a eficiência do processo, devemos lidar com a questão dos
riscos geográficos, disse Yin, que não estava envolvido na pesquisa.
Zhu e seus colegas estão trabalhando para levar sua análise para testes de produção offshore. “O
monitoramento da pressão economiza tempo para as pessoas lidarem com os perigos geocolantes
iminentes durante a próxima exploração comercial de hidratação de gás”, disse ele.
—Fanni Daniella Szakal (FanniDaniella), Escritora de Ciência
Citação: Szakal, F. D. A. (2021), previsão de riscos geográficos na idade de exploração do hidrato de gás, Eos, 102,
https:/doi.org/10.1029/2021EO210582. Publicado em 3 de novembro de 2021.
Texto? 2022. Os autores. CC BY-NC-ND 3.0 (em versão 3.0)
 
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https://www.prnewswire.com/news-releases/the-methane-hydrate-extraction-market-is-projected-to-reach-66-901-8-thousand-cubic-meter-by-2025--growing-at-a-cagr-of-6-3-from-2021-to-2025--300950582.html#:~:text=Some%20countries%20that%20actively%20participate,2017%2C%20thus%20dominating%20the%20market.
https://www.sigs.tsinghua.edu.cn/yzy_en/main.htm
https://twitter.com/FanniDaniella
https://doi.org/10.1029/2021EO210582
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/