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universidade federal do maranhão
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Recursos Marinhos Não Renováveis
Profa. Silvia Helena Arcanjo
II Semestre/2012
Programa Unidade 1:Introdução. Definições. Revisão de Conceitos.
Conceito de Recurso Natural. Importância dos Recursos Minerais. Conceitos de Recursos Renováveis e Recursos Não Renováveis; Recursos Minerais, Minérios e Jazidas. Divisão de Recursos Não Renováveis em Minerais e Energéticos.
Unidade 2:Acordo internacional de exploração mineral dos fundos oceânicos. O Brasil e a Lei do Mar. A Convenção das Nações Unidas sobre o Direito do Mar (CNUDM). Conceitos estabelecidos pela CNUDM (Mar Territorial e Conceitos conexos; Zona Contígua; Zona Econômica Exclusiva; Plataforma Continental; Alto Mar; Área Internacional).
Unidade 3:Potencialidade mineral dos compartimentos fisiográficos marinhos. Potencialidade da Plataforma Continental Jurídica Brasileira.
Unidade 4:Classificação dos Recursos Minerais Marinhos: 1) Superficiais Não Metálicos (Granulados Terrígenos e Carbonáticos; Placeres; Fosforita) Superficiais Metálicos (Nódulos Polimetálicos; Nódulos ou Crostas de Ferro-Manganês; Depósitos Hidrotermais) 2) Subsuperficiais (Carvão; Evaporitos de Águas Rasas e Profundas e Enxofre). 3) Energéticos (Petróleo; Gás Natural; Hidratos de Gás).
Unidade 5:Minerais da água do Mar. Depósitos Minerais Marinhos (Depósitos em praia; Depósitos minerais da Margem Continental; Depósitos Minerais das Bacias e Cordilheiras Oceânicas).
Bibliografia
L. A. Bizzi, C. Schobbenhaus, R. M. Vidotti e J. H. Gonçalves. 2003.Geologia, Tectônica e Recursos Minerais do Brasil - Texto, Mapas & SIG. CPRM (eds.) Brasília. 692 p.
PROJETO REMAC. 1979. Recursos minerais da margem continental brasileira e das áreas oceânicas adjacentes. Reconhecimento global da margem continental brasileira. Petrobrás. DNPM.CPRM.CNPq. N° 10.
Objetivos
Compreender os aspectos geológicos, econômicos, ambientais e sociais referentes a exploração dos recursos minerais do meio marinho e fundos oceânicos como fonte alternativa, e ou suplementar, dos recursos minerais atualmente explorados nos continentes.
Conceitos
Recurso Natural
Um recurso natural é tudo o que existe na natureza e serve para satisfazer as necessidades do homem.
Atendendo a sua velocidade de renovação os recursos naturais podem ser:
Recursos Renováveis: são os recursos que se esgotam facilmente.
Recursos não Renováveis: são recursos que se esgotam a uma velocidade superior a da renovação.
RECURSOS NATURAIS
RENOVÁVEIS NÃO RENOVÁVEIS
São todos os elementos do meio natural que poderão ser inesgotáveis, se o homem os souber preservar.
São todos os elementos do meio natural que se esgotam à medida que vão sendo utilizados.
Os recursos minerais são acumulações ou concentrações de matéria-prima mineral na crosta terrestre.
Os minérios são todos os minerais em que um ou mais elementos podem ser extraídos de uma forma rentável.
Quando as acumulações de rochas ou minerais têm interesse econômico designam- se de jazidas minerais.
RECURSOSNÃO RENOVÁVEIS
podem ser
MINERAIS ENERGÉTICOS• Ouro• Prata• Estanho• Ferro• Bauxita• Cobre (..)
• Carvão• Petróleo• Gás natural
Recicláveis Não recicláveis
RECURSOSNÃO RENOVÁVEIS
VANTAGENS:• Mais baratos;
DESVANTAGENS:• Mais poluentes;• Mais perigosos no caso de
acidentes;• Esgotam-se
CARVÃO
RECURSOS NÃO RENOVÁVEIS ENERGÉTICOS
PETRÓLEO GÁS NATURAL
Foi a principal fonte de energia no arranque da Revolução Industrial. Contudo, tem vindo a perder importância devido:• Esgotamento de
muitas minas;• Elevados custos;• Graves
problemas ambientais (Ex. Efeito de Estufa)
São as fontes de energia mais utilizadas na atualidade. • São fontes de energia limpas e mais
baratas que o carvão;• Fácil transporte• Eficazes para o aquecimento;
Contudo, têm as seguintes desvantagens:• Podem esgotar-se (50 a 70 anos);• Levam ao aumento do efeito estufa,
chuvas ácidas entre outros;
ENERGÉTICOSGEOTÉRMICA: Energia geotérmica ou geotermal (geo:Terra; térmica:calor) é a energia obtida a partir do calor proveniente do interior da Terra.
EÓLICA
NUCLEAR
MAREMOTRIZ: Energia maremotriz é o modo de geração de energia através da utilização da movimentação da água dos oceanos, provocada pelas marés
A energia eólica é a energia que provém do vento.
Energia nuclear é a energia liberada numa reação nuclear decorrente de processos de transformação de núcleos atômicos.
ENERGÉTICOS
SOLAR
CENTRAL ELÉTRICA
CENTRAL DE BIOENERGIA
FERRO
MINERAIS
É uma matéria-prima fundamental para a atividade industrial, sobretudo para o setor siderúrgico e para a produção de aço.
BAUXITA
É a matéria-prima de onde se extrai o alumínio, sendo a mais abundante na superfície terrestre.
É fundamental para a indústria de aeronáutica, naval, construção civil, embalagem, automóvel, etc.
COBRE
É uma matéria-prima fundamental para a produção de condutores elétricos.
Importância dos recursos mineraisElemento construtivo X Principais substâncias minerais
1. Tijolo - argila
2. Fiação elétrica - cobre, petróleo
3. Lâmpada - quartzo, tungstênio, alumínio
4. Fundações de concreto -areia, brita, calcário, ferro
5. Ferragens - ferro, alumínio, cobre, zinco, níquel
6. Vidro - areia, calcário, feldspato
7. Louça sanitária - caulim, calcário, feldspato, talco
8. Azulejo - caulim, calcário, feldspato, talco
9. piso cerâmico - argila, caulim, calcário, feldspato, talco
10. isolante - quartzo, feldspato, mica
11. Impermeabilizante - folhelho pirobetuminoso, petróleo
12. Pias - mármore, granito, ferro, níquel, cobalto
13. Encanamento metálico - ferro ou cobre 14. Encanamento PVC - petróleo, calcita 15. Forro de gesso - gipsita 16. Esquadrias - alumínio ou ligas de ferro-
manganês 17. Piso pedra - ardósia, granito, mármore 18. Calha - ligas de zinco-níquel-cobre ou
fibro-amianto 19. Telha cerâmica - argila20. telha fibro-amianto - calcário, argila,
gipsita, amianto 21. pregos e parafusos - ferro, níquel 22. pintura (tinta) - calcário, talco, caulim,
titânio, óxidos metálicos23. caixa de água - calcário, argila, gipsita,
amianto, petróleo
Revisão de conceitos
Estudo dos Minerais
Unidade II – Minerais: Constituintes Básicos das
Rochas
elemento ou composto químico de ocorrência natural formado como produto de processos inorgânicos.
Mineral:
Minerais - Conceitos e Definições
Minerais constituem fases sólidas e são formados por átomos localizados sistematicamente e organizados tridimensionalmente.
Estrutura Cristalina.
Estrutura cristalina: é o arranjo atômico de um mineral; é o padrão geométrico que os átomos assumem em um sólido (mineral). As superfícies planas de um cristal são manifestações externas da estrutura cristalina.
Minerais e sua química Importância: já que os
minerais são substâncias químicas com estruturas
cristalinas (arranjos atômicos), é necessário conhecer a estrutura
do átomo a fim de entender os fatores que governam as
propriedades dos minerais.
Um átomo é a menor partícula que retém todas as propriedades de um elemento químico.
Átomo: prótons + neutrons + elétrons Íon: átomo carregado positivamente
(cátion) ou negativamente (ânion). Composto químico: se forma quando da
combinação de um ou mais cátions com um ou mais ânions, ex. NaCl (halita), CaF2 (fluorita).
Minerais e sua química Ligações atômicas nos minerais Os átomos que constituem os minerais se mantém
unidos em uma estrutura cristalina por meio de ligações atômicas.
Tipos: Ligação iônica
Ligação covalente
Ligação metálica
Ligação de Van Der Waals
Estrutura Cristalina
Os minerais, a partir de um processo lento de resfriamento, crescem e formam uma estrutura cristalina tendendo a apresentar uma forma poliédrica, compatível com o arranjo atômico interno quando há espaço disponível para seu crescimento.
Nota: Mineral=composição química+estrutura cristalina propriedades físicas
Estrutura Cristalina e suas propriedades Devido à estrutura interna, muitos
minerais apresentam propriedades importantes
Isomorfismo= mesma forma: Propriedade apresentada por minerais que possuem a mesma, ou quase a mesma, estrutura cristalina mas composições químicas levemente diferentes.. Ex. Série albita-anortita.
Polimorfismo: Propriedade de minerais que possuem a mesma composição química mas estruturas cristalinas diferentes. Ex. grafite-diamante, calcita-aragonita, quartzo-tridimita-cristobalita, rutilo-anatásio-brookita.
Grafite
Diamante
Estrutura Cristalina Formas Cristalinas: são o conjunto de
faces que compõem um cristal. Em seu significado mais comum, o termo forma é usado para indicar a aparência externa geral, porém na cristalografia, esta aparência é denominada Hábito Cristalino.
Faces – só podem ser geradas quando o mineral cresce livremente em espaço aberto. O tamanho das faces varia mas o â entre elas não.
Alguns minerais apresentam uma forma tão distintiva que podemos usar essa propriedade como uma ferramenta de identificação sem a necessidade de medir seus ângulos diedros. Galena, por ex. tem um hábito cúbico, magnetita octaédrico, malaquita fibroso etc.
Os cristais A B e C mostram combinações de berilo. A e B tem o mesmo número de faces, e diferentes hábitos ao contrário de B e C que têm o mesmo hábito e faces diferentes.
Berilo - Prismático – quando o mineral se cristaliza na forma de prisma (trigonal, tetragonal, hexagonal, etc.)
Estrutura Cristalina Elementos Geométricos dos Cristais Os cristais como poliédros, são sólidos em
3 dimensões e apresentam os seguintes elementos:
faces arestas ângulos planos (formados por 2 arestas) ângulos diedros (fromados por 2 faces) vértices (ângulos formados por 3 ou mais
arestas ou faces)
Estrutura Cristalina Elementos de Simetria dos Cristais Os minerais mostram, pelo arranjo de suas faces uma
simetria definida, que permita agrupá-los em diferentes classes. As várias operações que podem ser efetuadas com um cristal, que resultam em fazê-lo coincidir com a posição inicial, são conhecidas como operações de simetria. Essas operações são feitas com base nos seguintes elementos de simetria:
Plano de simetria (plano imaginário que divide o cristal em duas metades onde uma é o espelho da outra)
Eixo de simetria (linha imaginária em torno da qual se pode girar o cristal e repetir n posições idênticas no espaço)
Centro de simetria (ponto imaginário no interior do cristal a partir do qual em sentidos opostos e iguais distâncias encontra-se elementos iguais.
Estrutura Cristalina - Classes e Sistemas Cristalinos
Os cristais possuem conjuntos de elementos de simetria; esses conjuntos chamados grupos de simetria são descritos segundo notações de simetria. Ex. cubo: 3E4 4E3 6E2 C 9P
Existem 32 combinações possíveis dos vários elementos de simetria (32 gps) que dão origem a 32 classes de cristais. Estas classes são agrupadas em 6 sistemas cristalinos, os quais agrupam as classes com características de simetria comum entre si.
Planos de simetria do cubo
32 Classes cristalinas
Sistemas Cristalinos
Conceito: são grupos distintos de classes cristalinas agrupadas pela natureza análoga dos elementos de simetria que se combinam ou pelo modo com que esta combinação se efetua.
Exceção: substância sem estrutura cristalina – amorfa. São também conhecidas como mineralóides e podem adquirir estrutura cristalina no estado sólido.
Ex. opala (SiO2.H2O) amorfa calcedônia (SiO2) criptocristalina quartzo (SiO2) micro ou macrocristalinoEx. limonita (Fe2O3.H2O) amorfa hematita (Fe2O3) microcristalina.
Magnetita - Octaédrico – quando os cristais do mineral estão na forma de um octaedro.
Bandado – quando o mineral ocorre em camadas, faixas ou bandas estreitas de cor e/ou textura (aspecto físico) diferentes.
Inclusões:- minerais englobados por outro (hospedeiro);
Exemplos dos Sistemas:
Sistema Cúbico:
Sistema Tetragonal:
Sistema Hexagonal
Propriedades Físicas dos Minerais
a) Clivagem b) Dureza c) Hábito d) Tenacidade e) Densidade
a) Clivagem é a propriedade de um mineral partir-se em planos definidos e paralelos
b) Dureza - É a resistência oferecida por um mineral à abrasão ou ao risco. Essa propriedade ajuda no reconhecimento rápido dos minerais. Todo mineral tem uma dureza ou variação de dureza que, em última análise, depende da resistência das suas ligações químicas. Alguns minerais apresentam resistência diferente em faces diferentes ou segundo direções diferentes em uma mesma face, indicando que a dureza é uma propriedade vetorial. Por exemplo, na cianita a dureza é igual a 5 paralela ao comprimento, mas é 7 perpendicular ao comprimento do cristal.
Os graus diferentes de dureza podem ser determinados riscando-se um mineral com o outro. Esta operação, relativamente simples, quebra as ligações e desorganiza o arranjo atômico do mineral mais mole.
Indica-se a dureza de um mineral, ou de qualquer outra substância, em termos da escala de Mohs, escala que consiste em dez minerais arranjados na ordem crescente de dureza relativa.
O método idealizado pelo austríaco Mohs baseia-se no seguinte princípio: cada mineral padrão risca todos que estão em posição inferior na escala e é riscado pelos que lhes são superiores. Assim a fluorita, por exemplo, risca a calcita, a gipsita e o talco e é riscada pela apatita e os que lhe seguem até o diamante.
Na prática, pode-se usar a unha como dureza igual a 2 - 2,5 e o vidro, lima ou canivete como dureza de 5- 5,5. Para testar a dureza, traço, cor, etc., devem-se tomar superfícies frescas (não alteradas) do mineral, porque as superfícies alteradas apresentam propriedades um pouco diferentes.
c) Hábito É a aparência externa geral, reflete a estrutura cristalina de um cristal, ou a combinação de formas em que um mineral cristaliza. O hábito do cristal inclui a configuração geral e as irregularidades de seu crescimento. Ex. equidimensional, prismático, acicular, tabular, placóide. Em agregados cristalinos: compacto, terroso, botrioidal, fibroso.
Hábito botrioidal e fibroso
d) Tenacidade - É a resistência que os minerais oferecem ao choque, corte e esmagamento. Os minerais quanto a tenacidade podem ser denominados de:
Rúptil (Frágil) - quando se quebra ou pulveriza facilmente ao ser golpeado. Exemplo: diamante, quartzo;
Maleável - quando se reduz a lâmina quando esmagado. Ex. ouro
Fratura - É a maneira pela qual o mineral se rompe ao longo de uma superfície que não seja o plano de clivagem ou plano cristalográfico. Numa fratura, as ligações químicas são rompidas de modo irregular não relacionado com a simetria da estrutura interna do mineral. As fraturas dos minerais são expressas por termos que dão uma idéia da natureza do rompimento. Ela é denominada conchoidal quando as superfícies são lisas e curvas, semelhante a superfície interna de uma concha. O quartzo e o vidro exibem fratura desse tipo. Quando o mineral se rompe mostrando estilhaços ou fibras diz-se que a fratura é estilhaçada ou fibrosa (amianto). Serrilhada é o nome dado à superfície de fratura de um mineral que mostra bordas dentadas, irregulares e cortantes.
Fratura
Dúctil - quando pode ser estirado para formar fios. Ex.: cobre
Séctil - quando se corta em lâminas com facilidade. Ex.: talco, gipsita.
Elástico - Quando cessada a pressão original o mineral retorna a sua posição original.
Plástico - Quando cessada a pressão original o mineral não retoma a posição original.
e) Peso Específico ou Densidade Relativa – É um número adimensional que indica quantas vezes um certo volume do mineral é mais pesado que um mesmo volume de água destilada a temperatura de 4o C.
A densidade é uma propriedade importante na identificação dos minerais, principalmente, quando se manuseia cristais raros ou pedras preciosas, porquanto muitos outros testes ou ensaios danificam as amostras.
Para a determinação do peso específico o mineral deve ser pesado imerso e fora d'água. O processo usa a balança de Jolly, aplicando a seguinte fórmula
onde b = Peso do mineral fora d'águaa = Referência inicial da Balançac = Peso do mineral dentro da água
assim, por exemplo, se um mineral tem densidade 3,0, significa que ele pesa três vezes mais que igual volume d'água.
Propriedades Óticas dos Minerais
Brilho: É a capacidade de reflexão da luz incidente. Os tipos mais comuns são: Brilho Metálico, que ocorre nos minerais não transparentes e opacos, e Brilho Não Metálico, que ocorre nos minerais transparentes e translúcidos. Podem ocorrer também brilho adamantino, vítreo, sedoso, resinoso, etc.
Cor: É um caráter importante na determinação dos minerais. A cor depende da absorção seletiva da luz, restando uma fração transmitida e outra refletida.
Cores dos Minerais Metálicos Vermelho: cobre nativo Amarelo: pirita, ouro, calcopirita Branco Argênteo: prata nativa Branco Acinzentado: galena, arsenopirita Preto Acinzentado: cassiterita, hematita, esfalerita.Cores dos Minerais Não Metálicos Preto: augita, biotita, anfibólio, piroxênio. Azul: lazulita Azul-da-Prússia: cianita Verde-esmeralda: esmeralda Amarelo-citrino: enxofre Amarelo: topázio Vermelho-escarlate: cinábrio Vermelho-acastanhado: limonita Castanho-avermelhado: zircão
Cor do traço
Cor do traço – é a cor do pó do mineral quando riscado contra placa de cerâmica
Outra Propriedade:-magnetismo: mede a facilidade do mineral ser atraido pelo ímã.
Classificação dos Minerais - Base Química
* Elementos : metais e não-metais* Sulfetos : metais + S, Se, Te* Sulfossais : Pb, Cu, Ag + S, Sb, As, Bi* Óxidos : metal + O2
* Hidróxidos : óxidos + H 2 O ou OH-* Carbonatos : CO3
* Nitratos : NO3
* Boratos : BO3
* Fosfatos : PO4
* Sulfatos : SO4
* Tungstatos : WO4
* Silicatos: SiO4 - Perfazem mais de 90 % dos minerais da crosta terrestre !
* Os silicatos combinam os dois elementos mais abundantes na crosta: Oxigênio e Silício. O silício fica no centro de cada estrutura e os átomos de oxigênio se dispõem nos vértices de um tetraedro.* Os tetraedros de silício e oxigênio podem ordenar-se isoladamente ou em conjunto, formando estruturas diversas. Essas estruturas são as responsáveis pelas diversas formas (hábitos) que os minerais apresentam.Ex: Folhas : micasAnéis : turmalinasCadeias : olivinas
Outros MineraisMinerais de Interesse Econômico: aqueles que, por suas características, têm alto valor no mercado
Minerais Petrográficos: minerais formadores das principais rochas da crosta terrestre.
Minerais Raros: existem em quantidades muito pequenas nas rochas
Minério: Denomina-se minério toda a massa monomine-rálica. poliminerálica ou mineralóide de onde podemos extrair, economicamente, um elemento químico ou um composto químico.
JAZIDA - É qualquer depósito mineral que contenha reservas economicamente desejáveis de alguma substância útil mas que ainda não sofreu exploração.
Principais minerais formadores de Rochas
ígneas- Feldspatos, Quartzo,
Piroxênios, Anfibólios, Micas e Olivina (minerais da Classe dos Silicatos).
Constituição Química: Cerca de 98,5% da
massa da Crosta terrestre é constituída por apenas oito elementos químicos, que em ordem decrescente de abundância são os seguintes:
Oxigênio, Silício, Alumínio, Ferro, Cálcio, Sódio, Potássio e Magnésio.
http://www.dnpm.gov.br/
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