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Fogo e Gelo: A História dos Hidratos Gasosos

 

Estrutura cristalina de hidrato gasoso

Hidratos gasosos -- uma fonte gás natural tão abundante que suas reservas são o dobro de todas as outras reservas conhecidas de combustível fóssil! Ainda hoje elas continuam a ser um recurso inexplorado.

Esse material consiste de pequenas estruturas de gelo tipo gaiola contendo em seu interior moléculas de metano (gás natural). Uma aglomeração de hidratos gasosos parece muito com uma bola de neve – mas inflamável! Você poderia acendê-la e observá-la queimar em uma chama azul limpa.

Por que você nunca viu hidratos gasosos? Por que não os utilizamos como fonte de energia?

Abrindo a Gaiola de Energia

Imensas quantidades de gás natural podem ser encontradas em depósitos congelados de hidratos gasosos, mas chegar até eles é um grande desafio.

Gelo para Queimar

A humanidade utiliza gás natural (metano, CH4)), um dos combustíveis fósseis, para fornecer 25% da energia utilizada diariamente. No momento, isso significa a queima de cerca de 2,4 trilhões de metros cúbicos (85 trilhões de pés cúbicos) de gás natural por ano. Infelizmente, estimamos que as reservas de gás natural no mundo sejam suficientes para outros 60 anos se o consumo continuar nessa freqüência. Isso significa que os netos dos atuais alunos do colegial podem presenciar o fim da utilização de gás natural, como conhecemos hoje.

Há algumas boas notícias para esse panorama desolador. Existe outro recurso mundial de gás natural suficiente para suprir 100% de nossas necessidades atuais de energia, por até 2.000 anos no futuro. Isso resolve o problema dos netos! Infelizmente, temos que encontrar uma forma de extrair esse gás natural de forma econômica. Mas estamos trabalhando nisso.

Essas reservas particulares de gás natural, chamadas de hidratos gasosos, consistem de pequenas estruturas tipo gaiola de gelo, contendo em seu interior moléculas de metano (gás natural). A unidade básica de hidrato é um cristal oco de moléculas de água com uma única molécula de gás natural aprisionada em seu interior. Os cristais se agrupam em uma rede (treliça) densa. As poucas vezes nas quais os hidratos gasosos foram observados intactos, eles pareciam gelo. Mas eles não agem como o gelo: quando acesos com um fósforo, eles queimam!

Esse é um tópico particularmente "quente" para o mundo do século XXI. As vastas estimativas de hidratos gasosos em todo o mundo têm levado vários países a iniciar programas de exploração e pesquisa para entender o comportamento dos hidratos, identificar os acúmulos e desenvolver possíveis métodos de extração. Japão, Índia, EUA, Canadá, Noruega e Rússia estão entre os países com pesquisas em andamento sobre os hidratos gasosos.

Uma estrutura cristalina de hidrato gasoso. Cada célula desse hidrato gasoso consiste de 46 moléculas de água que formam duas pequenas lacunas dodecaédricas e seis grandes lacunas tetradecaédricas. Os hidratos gasosos podem conter somente pequenas moléculas de gases, como metano e etano. Em condições padrão de temperatura e pressão (STP), um volume de hidrato de metano saturado pode conter até 189 volumes de gás metano. Essa grande capacidade de armazenamento dos hidratos gasosos pode representar uma importante fonte de gás natural.

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