O que é o Petróleo?

O petróleo é um composto orgânico constituído apenas por 2 elementos químicos: o hidrogênio e o carbono (às vezes, aparecem uns contaminantes indesejados, como o enxofre). Por isso, o nome científico do petróleo é hidrocarboneto. Na verdade, hidrocarbonetos, no plural, posto que existem diferentes tipos de petróleo, que podem se apresentar nas fases líquida (óleo) ou gasosa (gás). Exatamente por serem orgânicos, os petróleos diferem entre si como nós, animais, diferimos de qualquer outro animal, mesmo da nossa espécie.

Antes de qualquer coisa, é importante saber que a origem do petróleo não vem dos dinossauros. A matéria orgânica que dá origem ao petróleo é matéria orgânica microscópica, presente de forma sobrenadante nos corpos d’água não corrente, como lagos, mares interiores (Mar Negro, Mar Cáspio, por exemplo) e oceanos abertos. Estas matérias orgânicas microscópicas são fitoplânctons, zooplânctons, algas e fragmentos microscópicos de vegetais superiores. Eles são tão pequenos que se diz que cabem uns 10 mil plânctons em uma cabeça de alfinete (aqueles com uma bolinha colorida na cabeça) (Figura 1, de domínio público). Cada um deles (os seres orgânicos citados acima) é formado por diferentes compostos orgânicos, como lipídios, proteínas, carboidratos e ligninas (casa da matéria orgânica vegetal microscópica). Cada um destes componentes orgânicos gerará um petróleo diferente.

Dito isso, vamos raciocinar de forma probabilística. Para que todos os petróleos sejam iguais, as combinações destes elementos deveriam ser únicas em todos os locais do mundo ao longo do tempo geológico. Isso é estatisticamente impossível. Daí porque cada petróleo será gerado por uma assembleia de compostos orgânicos, qualitativa e quantitativamente diferente, variando no espaço (entre bacias sedimentares) e no tempo (no tempo geológico). Assim sendo, a combinação multivariada destes compostos orgânicos gerará petróleos com diferentes arranjos moleculares entre os elementos hidrogênio e carbono.

Na Química Orgânica, estas moléculas são conhecidas como alcanos (mais comuns dentre os petróleos) alcenos, alcinos, etc. Os alcanos, por sua vez, apresentam diferentes tipos de arranjos moleculares, conhecidos como cadeias lineares, ramificadas e cíclicas. Todas estas variáveis contribuem para a “idiossincrasia” orgânica de cada tipo de petróleo. Se não bastasse, a quantidade de átomos de hidrogênio e de carbono que compõem a molécula também contribui para diferenciar os petróleos. Por exemplo, a molécula mais simples de um hidrocarboneto é o CH4 (1 carbono e 4 hidrogênios). Este é o gás metano (a maioria absoluta do que chamamos de “gás natural” é metano). Depois vêm: C2H6 (etano), C3H8 (propano) e C4H10 (butano). Aqui se encerra a fase gasosa dos hidrocarbonetos. Se forem adicionados mais átomos, o hidrocarboneto passará para a fase líquida. Observem que, do metano ao butano, houve um aumento na proporção de carbono em relação ao hidrogênio. No primeiro caso, a proporção é de 0,25; no segundo, de 0,40.

Aqui cabe uma digressão, posto que isso tem uma implicação ambiental curiosa, senão vejamos: o gás de cozinha (botijão) é uma mistura de butano (principalmente) e propano. Como vimos, estes 2 gases contêm mais carbono do que o metano; logo, as suas queimas liberarão mais carbono na atmosfera do que a do metano. Desta forma, para o mesmo volume, ao preparar nossa comida em um fogão a gás, liberamos mais carbono na atmosfera do que um carro movido a metano. É óbvio que o volume de gás que usamos para cozinhar é muito menor do que o usado pelos motores dos carros. Em contrapartida, há infinitamente mais fogões a gás do que carros a gás; logo, com absoluta certeza, a quantidade de carbono que liberamos para preparar a nossa comida é maior do que a liberada pelos carros a gás.

Voltemos às origens do petróleo. Os geoquímicos costumam dizer que cada tipo de petróleo tem um DNA herdado da combinação (qualitativa e quantitativa) de matéria orgânica que lhe deu origem. O DNA do petróleo é revelado em um gráfico chamado cromatograma (figura 2, em domínio público). Nele, é possível identificar as moléculas dos diferentes tipos de arranjo de hidrocarbonetos (eixo X) e a quantidade de cada uma (eixo Y). Nenhum outro petróleo será igual a este. Haverá, por menores que sejam, diferenças nos valores lidos. Como se não bastasse toda esta complexidade na origem dos hidrocarbonetos (petróleos), estes ainda podem ser modificados após a sua geração. Isso ocorre quando o hidrocarboneto é biodegradado por bactérias aeróbicas (lembremos que é um composto orgânico).

Agora vamos falar um pouco de geologia para entender como ocorrem as acumulações de petróleo nas bacias sedimentares. Todo o processo de formação do petróleo ocorre em um tipo de rocha chamado “rocha geradora”. Acontece assim: aqueles seres microscópicos que vivem de forma sobrenadante nos corpos de água, morrem e são decantados no fundo da bacia. O normal é que os fundos das bacias sejam ambientes oxidantes (com oxigênio). Nestas condições, as bactérias aeróbias, sempre presentes em ambientes oxidantes, consomem (biodegradam) a matéria orgânica e não sobrará nada para gerar petróleo no futuro. Porém, em certas condições excepcionais, os fundos das bacias sedimentares encontram-se, ainda que temporariamente, sob condições redutoras ou anóxicas (sem oxigênio). Nestas condições, as bactérias aeróbicas não vivem; logo, a matéria orgânica planctônica que morreu e decantou no fundo da bacia não será biodegradada, mas será preservada junto com os sedimentos inorgânicos que estão sendo depositados e, no futuro, comporão uma rocha geradora de petróleo.

A transformação da matéria orgânica presente na rocha geradora em petróleo ocorre pela ação térmica, ou seja, pelo aumento de temperatura. Conforme a rocha vai sendo soterrada na bacia sedimentar, ela é submetida a temperaturas mais altas. Vai chegar um ponto em que a matéria orgânica vai “fritar” (mais ou menos como acontece com a produção de banha de porco) e gerar petróleo. Ao “fritar” a matéria orgânica, que era sólida, ela passa para as fases líquida e/ou gasosa. Isso provoca um aumento do volume na rocha geradora, com consequente aumento da pressão interna e, a um certo nível de pressão, a rocha geradora fraturará e liberará o petróleo de suas entranhas. Uma vez livre, o petróleo migrará pela bacia através de rochas que o deixem passar (sejam permeáveis), tomando sempre a direção dos locais de menor pressão (quando se coloca óleo de cozinha em uma panela com água, vê-se que este ficará como uma camada sobrenadante na superfície da água. Isso acontece porque o óleo é menos denso que a água).

Se nada detiver a migração do petróleo, ele finalmente atingirá a superfície, exsudará e será biodegradado ao longo do tempo geológico. Isso, por incrível que pareça, é o que mais acontece. Estima-se que cerca de 80% de todo o petróleo que sai das rochas geradoras se perca e que apenas 20% seja acumulado nas jazidas (campos) exploradas para sua retirada.

Antes de falarmos de geologia, nos três parágrafos anteriores, estávamos falando sobre a possibilidade de o petróleo ter sua composição modificada mesmo após sair da rocha geradora. Isso se dá quando o petróleo se acumula em reservatórios relativamente rasos (até uns 2 mil metros de coluna sedimentar) com situação onde a temperatura é inferior a 60 °C. Neste caso, haverá bactérias aeróbias, que vão comer o petróleo. Antes, elas comiam a matéria orgânica que poderia originar petróleo. Agora elas vão comer o próprio petróleo. Aí, “como elas não são bobas, nem nada” (como diria a minha avó), elas vão comer as partes nobres do petróleo, ou seja, os compostos orgânicos mais leves (o filé mignon e a picanha), deixando o petróleo mais pesado.

Assim sendo, o petróleo pode sair da rocha geradora com um petróleo de boa qualidade (rico em moléculas leves) e ser biodegradado, já quando estiver aprisionado no reservatório e tornar-se um petróleo de baixa qualidade (rico em moléculas pesadas). Isso acontece na Bacia de Campos, no Rio de Janeiro. Há campos de petróleo que produzem petróleo pesado em reservatórios da seção sedimentar pós-sal (mais rasa) e petróleo leve na seção sedimentar pré-sal (mais profunda). Na origem, estes petróleos foram gerados pela mesma mãe (rocha geradora); portanto, eram os mesmos.

Para finalizar, como este texto já está muito longo, falemos rapidamente sobre as implicações econômicas desta questão. Simples: o refino de um petróleo leve resultará em produtos de maior valor agregado, tais como diesel leve (S10), gasolina, querosene, nafta (a base da indústria petroquímica) e gás. Já o refino de um petróleo pesado gerará apenas produtos de baixo valor, tais como asfalto (resíduo, na verdade), óleos combustíveis pesados e diesel pesado (S500). Como tal, a densidade do petróleo (mais leve ou mais pesado) é o principal fator que determinará o preço a que o petróleo cru será negociado. O valor que vemos no noticiário sobre o preço do petróleo refere-se a um petróleo de densidade média (30 °API, padrão). Se o petróleo negociado for mais pesado do que isso, será mais barato; se for mais leve, mais caro. Um último comentário: este é um dos principais problemas da Venezuela, a despeito de ter a maior reserva de petróleo do planeta, este, em grande maioria é petróleo pesado; portanto, de baixa qualidade.