Gás natural

Feito por: Adriano Dias & Joel Sansana para a cadeira de Integração e Intensificação de Processos - Mestrado Integrado em Engenharia Química, Departamento de Engenharia Química da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.

Definição de gás natural

O gás natural é um combustível versátil, de queima limpa e de alta eficiência, gasoso às condições de pressão e temperatura normais. O seu principal componente é o metano, tendo um Índice de Wobbe de 46 500 a 53 500 kJ/m³ e limite de explosividade superior ao ar de 17% v/v e inferior de 6,5% v/v.. Este é de origem fóssil, produzido a partir da compressão, causada pela acumulação de sedimentos, da matéria orgânica pré-histórica.

Utilização do Gás Natural- http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/daviz/final-energy-consumption-of-natural-2#tab-chart_2

O gás natural de origem fóssil é extraído do solo, estando associado muitas vezes ao petróleo, havendo ainda extração de gás natural (shale gas) a partir de processos de fratura hidráulica.
Apesar de ter uma denominação diferente, o biogás é quimicamente idêntico ao gás natural, sendo este produzido a partir de uma digestão anaeróbia de matéria orgânica.
Em suma, o gás natural e o biogás, são semelhantes, sendo a sua maior distinção o facto de o primeiro ser produzido a partir de um processo físico-químico e o segundo por um processo biológico podendo ser um substituto mais limpo do gás natural clássico.

Transporte e armazenamento

O transporte é feito por gasodutos a pressões relativamente altas, para se poder transportar maiores quantidades, em que o gás tem de ser comprimido e arrefecido, pois o atrito com as paredes do gasoduto causa aquecimento e risco de ignição, embora também seja transportado em redes de média pressão (4-20 bar) e grande parte das suas aplicações seja a pressões baixas (<4 bar). O gás é armazenado nas próprias canalizações ou em depósitos esféricos.

Utilizações industriais

Caldeira flamotubular-http://www.viessmann.pt/pt/imprensa/caldeiras-de-vapor-vitomax-hs.html

O gás natural tem um enorme leque de aplicações industriais, designadamente caldeiras, turbinas, fornos, fornalhas ou é ainda introduzido em processos de fabrico como é o caso do hidrogénio utilizado para a produção de amoníaco que resulta da reação de metano com vapor de alta pressão. As caldeiras industriais podem ser aquotubulares ou flamotubulares, sendo que nas primeiras é utilizada água em grandes pressões e a combustão é feita numa câmara, onde passam tubos com a água, enquanto que nas segundas o depósito de águas é aquecido pelos gases de combustão que passam no interior dos tubos a altas temperaturas.

Caldeira aquotubulares-http://www.slideshare.net/Sergio1500/caldeiras-44542296?nomobile=true

A principal função das caldeiras é a produção de vapor ou a produção de água quente, que serve de utilidade nos processos. O vapor pode ainda ser utilizado para a produção de energia elétrica. As turbinas são equipamentos que aproveitam a redução de pressão do gás natural da linha de distribuição para linha fabril de maneira a produzir energia eléctrica. Os fornos são reatores que precisam de alta temperatura e ambiente oxidante, onde o aquecimento é feito a partir de chama directa. As fornalhas são sistemas de aquecimento que utilizam a queima de gás natural para aproveitamento energético por radiação e convecção (gases de combustão).

Medidas de segurança

As instalações de gás natural têm de estar equipadas com vários equipamentos de segurança como vávulas de corte e detetores de fuga que atuam em caso de incêndio ou fuga do gás, para além de terem de estar devidamente sinalizadas e protegidas de descargas elétricas. Também devem haver sistemas de purgas para retirar os líquidos condensados de modo a evitar entupimentos nas tubagens.

Vantagens

A grande vantagem do gás natural prende-se com o seu custo reduzido face ao fuelóleo e outros combustíveis. Sendo um subproduto da prospeção de petróleo acaba por ser escoado a baixo preço. Por outro lado as técnicas de fracking também não envolvem investimentos avultados, mantendo assim a competitividade do gás natural. Como já foi referido, o transporte deste combustível é relativamente barato, pois havendo pipelines é possível transportar grandes quantidades sem grande esforço ou preparação, exceptuando a compressão e arrefecimento. O gás natural tem ainda a vantagem de ter uma queima limpa, sendo menos poluente que outros combustíveis fosséis como o fuelóleo, o petróleo carburante (tratol), a gasolina, etc.

Desvantagens

As precauções com a segurança são a maior preocupação a ter com o gás natural, pois o risco de explosão é real e evitável. No caso do shale gas tem havido suspeitas de danos ambientais, atribuídas à técnica de fratura hidráulica. Alegadamente, o denominado fracking causa ilfiltrações de gás natural nos cursos de águas, provocando água inflamável, e desabamento de terras. Estas suspeitas estão ainda em investigação por parte das autoridades competentes.

Custos

Os maiores produtores de gás naturais são a Federação Russa e os Estados Unidos da América. Os maiores comercializadores são a Gazprom e a EDF.

Em Portugal, o custo do gás natural industrial é negociado com o fornecedor. A média do custo para o ano de 2016 foi de 11,61 €/GJ. Já o gás natural para uso doméstico foi de 25,35 €/GJ.

Informações relativas a outros paises da União Europeia

Referências

• Gás natural - Wikipédia
• Ficha de segurança do gás natural
• Distribuição do gás natural - Galp Energia
• Armazenamento e transporte de gás natural (em inglês)
• Usos do gás natural (em inglês)
• Manual de especificações técnicas - EDP Gás Distribuição
• Vantagens do gás natural - Galp Energia
• Consumo energético de gás natural por sector (em inglês)
• Preços do gás natural para utilizadores domésticos e industriais