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21-08-2017 : Relatório

As atenções do mundo já estão voltadas para outra fonte não convencional de combustíveis fósseis

No mundo todo há grandes quantidades de hidrato de metano −jazidas congeladas de gás natural no fundo do mar. Mas à medida que a perfuração experimental avança, muitos especialistas questionam a conveniência de explorar caros recursos de combustível fóssil que representam um risco para o meio-ambiente e a aceleração do aquecimento global.

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Hidrato de metano . J. Pinkston and L. Stern/USGS

Em maio deste ano, a China conquistou um grande feito na exploração de estranhos recursos de combustível fóssil: pesquisadores de lá conseguiram sugar um fluxo constante de gás metano da lama congelada no fundo do mar. No mesmo mês, o Japão repetiu o feito. E nos Estados Unidos, pesquisadores tiraram uma lama de gelo ensopada de metano do fundo do Golfo do México.

Duas décadas atrás, a ideia de explorar esta extravagante fonte de combustível, tanto cara quanto perigosa, teria sido considerada uma loucura. Até pouco tempo atrás se acreditava que o gelo de metano fosse explosivamente instável. No Golfo do México as plataformas petrolíferas tradicionais caminharam pisando em ovos ao redor destas jazidas congeladas durante anos, tratando de evitá-las.

“Estas jazidas provocaram dores de cabeça nos exploradores petrolíferos”, afirma Scott Dallimore, do Geological Survey of Canada. O derretimento acidental dos depósitos que cobrem as jazidas tradicionais de petróleo e gás poderia colapsar a infraestrutura de perfuração ou obstruir as tubulações com gelo. Após a explosão sofrida pela plataforma petrolífera Deepwater Horizon no Golfo do México em 2010, por exemplo, a água e o metano formaram uma tampa gelada que frustrou uma tentativa de deter o derramamento de petróleo.

Pedaço de hidrato de metano encontrado por cientistas norte-americanos na costa do Oregon. USGS

A maré agora está mudando, já que os estudos sobre o gás congelado aplacaram alguns dos maiores temores. “Nós sempre achamos que estes hidratos de metano fossem explosivos e perigosos, mas não são”, constata Dallimore, que participa das explorações destas jazidas no Canadá. Estes resultados tranquilizadores, combinados com a crescente demanda de energia, estimularam alguns países −sobretudo as nações pobres em combustíveis fósseis como a Índia e o Japão− a pensar seriamente na extração comercial.

Mas algumas preocupações quanto à conveniência de explorar este recanto inexplorado da paisagem dos combustíveis fósseis ainda permanecem, incluindo a possibilidade de desencadear deslizamentos submarinos ou tsunamis, perturbar os ecossistemas oceânicos e –o mais importante de tudo− mais do que duplicar as fontes de gás natural do planeta e, consequentemente, as emissões que contribuem para o aquecimento global. Portanto, será realmente uma boa ideia perfurar em busca de hidratos de metano?

Há décadas a humanidade vem buscando combustíveis fósseis nas menores fissuras da Terra, as mais estranhas e difíceis de alcançar

Na década de 1990, os sedimentos betuminosos das areias asfálticas de Alberta começaram a parecer um recurso viável; em 2003, graças às novas tecnologias e às mudanças econômicas, o Canadá foi lançado espetacularmente ao segundo lugar nos rankings internacionais de reservas petrolíferas, atrás apenas da Arábia Saudita. Mais tarde, por volta de 2008, o fraturamento hidráulico, também conhecido pelo termo fracking, difundiu-se fortemente: as empresas exploradoras de hidrocarbonetos começaram a injetar água, areia e aditivos químicos nas rochas de xisto para fraturá-las e extrair o gás natural de suas fissuras. Ambas as tecnologias, com seus consequentes problemas ambientais, têm frequentado as manchetes desde então.

O gelo com metano preso é o recurso mais recente e mais estranho na concorrência para entrar na lista dos gases exploráveis.

Há décadas a humanidade vem buscando combustíveis fósseis nas menores fissuras da Terra, as mais estranhas e difíceis de alcançar.

Estes depósitos, denominados tecnicamente hidratos de metano ou clatratos de metano, são gelo simples com moléculas de metano presas dentro das estruturas cristalizadas das moléculas de água. Os hidratos de metano são formados em lugares gasosos, úmidos, frios e sob pressão, como o permafrost ou o fundo do mar. Um pedaço de hidrato de metano tem um aspecto benigno, como uma bola de neve suja. Mas ao aproximar um isqueiro aceso, a bola de neve transforma-se em uma chama. Algumas pessoas o chamam de “gelo de fogo”.

Até a década de 1960 sequer se sabia da existência dos hidratos na natureza; a primeira amostra retirada do fundo do oceano data de 1979. Mas, na época, os pesquisadores concluíram precipitadamente que as quantidades deste recurso eram ridículas. Hoje em dia, acredita-se que haja entre 1,5 e 15 trilhões de toneladas de carbono encerradas nos hidratos no mundo todo –comparável aos cinco trilhões de toneladas de carbono em todo o petróleo, o gás e o carvão do planeta. Mesmo que apenas uma fração destas reservas seja extraível, nos Estados Unidos calculou-se que a exploração de hidratos poderia multiplicar por sete os depósitos de gás natural do país.

Os primeiros testes para verificar se os hidratos podiam ser aproveitados de forma eficiente não ocorreram debaixo d’água, mas nos gelos permanentes do norte do Canadá. Em 2002, e outra vez cinco anos mais tarde, pesquisadores como Dallimore abordaram os hidratos de Mallik, um lugar situado em uma ilha do delta do rio Mackenzie, perto do mar de Beaufort. A ideia, tanto antes quanto agora, não é desenterrar fisicamente os hidratos, mas fundi-los (ou “dissociá-los”) in loco, para que o gás possa ser bombeado para fora. O que eles descobriram foi que aquecer os hidratos não funcionou muito bem, mas despressurizá-los deu bons resultados. Quando a água é extraída do solo por meio de bombeamento e a pressão subterrânea diminui, os hidratos tornam-se instáveis. A seguir, eles se desintegram em seus componentes de água e gás, o que permite extrair o metano.

Talvez seja mais fácil acessar os locais de permafrost, mas o veio mãe de hidratos (99% das reservas mundiais) está debaixo d’água. O primeiro teste de produção de hidratos de águas profundas foi feito no Japão em 2013. Engenheiros japoneses perfuraram um quilômetro de água e duas centenas de metros de lama para chegar a uma camada de areia rica em hidratos de 60 metros de espessura na fossa de Nankai. O bombeamento de água fez com que a pressão caísse e gerasse um fluxo de gás de 20.000 m3 por dia, dez vezes maior que o de Mallik. O teste foi suspenso quando o poço ficou obstruído com areia.

Mapa das jazidas onde já foram localizados e/ou confirmados hidratos de gás. Clique na imagem para ampliá-la. PNUMA

Ambos os testes foram realizados no curto prazo, em um período de semanas, não de anos. Mas os resultados foram promissores o suficiente para estimular mais trabalho. Em 2015, o Governo indiano descobriu uma jazida explorável na baía de Bengala e prevê sua comercialização para 2020. Os detalhes dos testes realizadas no Japão em 2017 foram mantidos em segredo até agora, indica Tim Collett, um especialista em hidratos do USGS (U. S. Geological Survey) com sede no Colorado. No entanto, a China relatou um fluxo máximo de 35.000 m3 de gás em apenas um dia em seu experimento realizado em 2017. Ainda que os trabalhos dos Estados Unidos tenham até agora tido mais caráter científico do que comercial, a perfuração no Golfo do México mostrou que o lugar é um possível candidato à exploração de hidratos de metano no futuro.

A preocupação inicial com os hidratos do fundo do mar era que, em teoria, as perfurações e as penetrações poderiam acarretar que grandes pedaços de hidrato fossem desestabilizados acidentalmente. Esta preocupação tinha, no mínimo, dois motivos: por um lado, a possibilidade de que a liberação de bolhas de gás na água diminuísse a densidade desta a ponto de afundar barcos que se encontrassem na superfície, e, por outro, o metano é no mínimo 20 vezes mais poderoso que o dióxido de carbono como gás de efeito estufa, pelo qual, caso fossem liberadas grandes quantidades na atmosfera, a mudança climática seria acelerada. Felizmente, ambas as preocupações se esvaíram.

Provavelmente já tenha havido fraturas de grandes hidratos no passado, provocadas pela natureza, não pela intervenção humana. Acredita-se que as crateras de um quilômetro de largura no fundo oceânico do Ártico devam-se a bolsas de gás metano que colapsaram há por volta de 12 mil anos. 55 milhões de anos atrás, a liberação de 1,2 a 2,1 trilhões de toneladas de carbono metano dos hidratos foram as culpadas pelo aumento brusco de 5 °C (9 °F) nas temperaturas globais.

Mas estas explosões e liberações em massa são muito menos frequentes do que se pensava, segundo Carolyn Ruppel, diretora do projeto de hidratos de gás do SGS em Woods Hole, Massachusetts. Ela explica que agora se acredita que outras grandes descargas de metano na história do planeta provenham dos pântanos, não dos hidratos. “Não vemos muitas evidências de explosões catastróficas”, constata Ruppel.

Os testes de produção feitos até agora mostraram que a parte difícil é puxar o gás para fora, e não evitar que escape. Os perfuradores precisam de energia para bombear a água, diminuir a pressão e extrair o gás; quando se deixa de se bombear, a dissociação para, tornando impossível uma desestabilização por fugas. “Vimos isto acontecer uma e outra vez em amostras e testes de campo em Mallik, no Alaska, e no Japão”, diz Dallimore.

Mesmo que o metano escape dos depósitos do fundo do mar, acrescenta Ruppel, é pouco provável que chegue à superfície. Os estudos mostraram que a maior parte do metano fica presa nos sedimentos, é engolida por micróbios ou se dissolve na água. “Quase nada chega à atmosfera”, confirma Dallimore.
Ao contrário do fracking, não há aditivos químicos envolvidos na extração de hidratos: somente metano e água.

No entanto, algumas preocupações reais persistem. Os micróbios na água que consomem metano também gastam oxigênio e liberam dióxido de carbono, tornando a água mais ácida. Estas condições podem provocar estresse nos organismos marinhos. Isto foi provado acidentalmente pela explosão da plataforma Deepwater Horizon, que liberou não apenas petróleo, mas também gás metano (do depósito, não de hidratos). Depois se observou uma mudança nos níveis de oxigênio da água, ainda que os pesquisadores não tenham conseguido atribuir o impacto negativo sobre o ecossistema somente à liberação de metano. Ruppel e outros pesquisadores planejam pesquisar alguns vazamentos de metano natural no Atlântico nos próximos meses para ver de que modo eles poderiam afetar a química da água.

Vista aérea do local da perfuração de Mallik perto do mar de Beaufort, no Canadá. SUZANNE WEEDMAN/USGS

A perfuração e a extração de gás também poderiam desestabilizar o fundo do mar a ponto de causarem um deslizamento de terra debaixo da água. “O maior risco é o de uma falha na encosta”, adverte Klaus Wallmann, que dirige uma iniciativa de pesquisa alemã para explorar os hidratos como recurso de gás natural. Os hidratos podem agir como uma espécie de cimento para manter os sedimentos do fundo do mar unidos; quando alterados, eles podem provocar o colapso do solo, destruir ecossistemas locais ou inclusive, ainda que teoricamente, provocar tsunamis. Mas, segundo Wallmann, “um tsunami de grandes proporções é muito pouco provável”.

Há modos de atenuar estes riscos, como, por exemplo, não explorar áreas com encostas íngremes ou onde os hidratos estejam perto da superfície do fundo do mar. Os mineiros também poderiam trocar o metano nos hidratos de carbono pelo dióxido de carbono capturado em centrais elétricas de carvão ou outras fontes, fazendo desaparecer habilmente alguns gases de efeito estufa e mantendo estáveis os hidratos em forma de gelo. Os Estados Unidos testaram essa ideia em alguns solos de gelo permanente do Alaska em 2012; funcionou, ainda que não tenham conseguido extrair metano em quantidades elevadas.

Um relatório do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) de 2014 concluiu que os riscos ambientais da exploração dos hidratos “provavelmente seriam semelhantes aos dos projetos convencionais [de gás natural]”, o que significa que continua existindo um grave problema a ser resolvido: a exploração de outra fonte enorme de gases de efeito estufa. Esse é o verdadeiro perigo, avisa Yannick Beaudoin, editor do relatório do PNUMA. “Com os custos das fontes renováveis aproximando-se em alguns lugares dos do carvão, talvez possamos contornar este ‘perigo’ simplesmente por uma economia em rápida mutação”, acrescenta Beaudoin, cientista-chefe da GRID-Arendal, uma fundação com sede na Noruega que apoia o desenvolvimento sustentável. Países como a China, afirma ainda Beaudoin, poderiam optar por aumentar seu investimento em energias renováveis em vez de destinar recursos a novos combustíveis fósseis.

O que de fato está detendo a mineração de hidratos não é nem a tecnologia, nem a política, nem a ecologia; é a economia

As incógnitas ainda deixam alguns observadores preocupados e perguntando-se se e como a indústria poderia ser regulamentada antes de começar a crescer. “Precisamos de um conhecimento maior dos riscos desta atividade e de como administrá-los”, escrevem Haoran Dong e Guangming Zeng da Universidade de Hunan (China) em uma publicação recente da Nature. Wallmann diz que Vladimir Golitsyn, presidente do Tribunal Internacional do Direito do Mar, perguntou-lhe se era necessária uma regulamentação e como poderia ser feita.

Enquanto isso, o que de fato está detendo a mineração de hidratos não é a tecnologia, nem a política, nem a ecologia; é a economia. “Aqui na América do Norte o gás natural é abundante e ninguém se importa com os hidratos”, resume Dallimore.

Um poço típico de gás natural de águas profundas extrai mais de um milhão de metros cúbicos de metano por dia, indica Collett, uma taxa 50 vezes maior que a dos hidratos até agora. Mas talvez o problema não seja tão grave quanto parece, acrescenta ele. A Índia importa mais de um terço de seus recursos energéticos, e o Japão, mais de 90%. “O custo do gás natural deles é quatro vezes mais alto do que o nosso”, observa Collett. Para eles, os hidratos estão ficando cada vez mais atrativos.

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Nicola Jones

SOBRE A AUTORA
Nicola Jones é uma jornalista free-lance residente em Pemberton, British Columbia, nos arredores de Vancouver. Com conhecimentos de química e oceanografia, escreve sobre as ciências da física, em grande parte para o jornal Nature. Também colaborou com meios como Scientific American, Globe and Mail e New Scientist e exerce como jornalista cientista residente da Universidade de British Columbia (University of British Columbia).