Alquimia subterrânea transforma mina de carvão em mina de hidrogênio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/06/2010

A gaseificação tem a grande vantagem de dar uma utilização para pequenos depósitos de carvão ou minas exauridas, que são tradicionalmente deixados de lado por não serem viáveis economicamente, geralmente representando passivos ambientais.
[Imagem: Huge2]

Será possível transformar uma mina daquele que é considerado o mais sujo dos combustíveis fósseis, o carvão, diretamente em uma fonte daquele que é considerado o combustível do futuro, o hidrogênio?

É exatamente isto que um grupo de cientistas poloneses está testando: transformar uma mina de carvão em uma mina de hidrogênio.

Mineração de hidrogênio

Em uma área de mineração de carvão na região de Katowice, no sul da Polônia, a equipe está usando uma mina de carvão para avaliar experimentalmente um método alternativo para a produção de energia limpa.

Na teoria e no laboratório, introduzir vapor e oxigênio diretamente no carvão resulta na produção de hidrogênio. O que os cientistas estão tentando verificar é se a técnica é viável em larga escala e, sobretudo, se ela é segura.

O hidrogênio pode ser utilizado para alimentar turbinas a gás, caldeiras e células a combustível. Mas a sua produção nas profundezas das minas de carvão é, ao menos nesta fase experimental, complexa e arriscada.

Alquimia subterrânea

O processo começa com um tanque de oxigênio líquido, colocado na entrada da mina. De lá, o gás liquefeito desce por tubulações até uma piscina localizada nas galerias da mina de carvão, onde ele se expande e se evapora já na forma de gás.

Válvulas de controle guiam o oxigênio através de outras tubulações no interior da mina, levando-o diretamente para os depósitos de carvão, onde começa o processo de gaseificação.

Há três tipos de gaseificação de carvão: a gaseificação com dióxido de carbono produz um gás com alto teor de monóxido de carbono; a gaseificação com vapor gera um gás rico em hidrogênio; mas a gaseificação com hidrogênio irá produzir um gás com alto teor de metano.

Ou seja, a produção de hidrogênio por esta técnica pode ser perigosa e requer um alto nível de controle para evitar explosões. Não apenas o hidrogênio e o metano, mas vários outros gases que são produzidos durante o processo de gaseificação, são explosivos ou tóxicos.

Geo-reator

Para estudar os riscos, e tentar eliminá-los, os cientistas construíram primeiro um geo-reator, um equipamento de 10 metros de largura, 15 metros de comprimento e com paredes de 1,5 metro, onde o processo foi testado experimentalmente antes de ser levado para a mina.

No subsolo, o experimento está sendo cuidadosamente monitorado com sensores e câmeras, capazes de detectar instantaneamente qualquer irregularidade, como elevações repentinas de temperatura, pressão, ou vazamentos.

O monitoramento também é feito a partir da superfície, fora da mina, por geólogos e químicos. Os pesquisadores querem ter certeza de que o gás produzido não vaza através de camadas de solo poroso. Um radar é utilizado para verificar a ocorrência de alterações estruturais na mina subterrânea.

Cerca de 50 kg de carvão estão sendo gaseificados por hora, até agora sem quaisquer vestígios de vazamento.

Passivos ambientais

Os cientistas estão recolhendo amostras e fazendo análises do hidrogênio e os outros gases resultantes da reação. Eles estão usando uma técnica chamada cromatografia para identificar os vários componentes dos gases: dióxido de carbono, monóxido de carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e alguns poluentes, como compostos de enxofre, por exemplo.

O plano agora é focar os esforços em melhorias visando aumentar a taxa de produção de hidrogênio e diminuição dos níveis de gases perigosos.

A gaseificação tem a grande vantagem de dar uma utilização para pequenos depósitos de carvão ou minas exauridas, que são tradicionalmente deixados de lado por não serem viáveis economicamente, geralmente representando passivos ambientais.