Resumo

A partir da vasta ocorrência de solos e águas subterrâneas contaminadas por derivados de petróleo, estudos para melhor compreensão dos processos que envolvem a movimentação e interação dos contaminantes com o meio poroso são essenciais para auxiliar nos diagnósticos ambientais e na escolha das melhores técnicas de controle e remediação. Assim, neste estudo, se propõs a avaliar a influência do grau de saturação inicial com água de um Latossolo Ferrífero (LF) e de um Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA) na retenção de diesel e biodiesel, em diferentes misturas, e na infiltração/percolação de diesel nesses meios porosos.
Para tal avaliação, foram realizados dois distintos experimentos. Para determinação da saturação residual dos combustíveis, colunas de solo com distintos graus de saturação (S) receberam, no seu topo, alíquotas equivalentes a 7% do volume de poros (VP) da amostra de solo para posterior quantificação do volume de LNAPL retido nesse meio. Para avaliar a movimentação da fase livre do LNAPL no meio poroso, aplicou-se, em permeâmetro sob carga constante, diesel (B0) no topo de colunas de solo com diferentes graus de saturação (S) com água. A partir disso, foi possível observar a infiltração/percolação do diesel sobre a coluna de solo e, com isso, monitorar a profundidade da frente de avanço da fase livre, ao longo do tempo.
Com os resultados obtidos, verificou-se redução na saturação residual dos combustíveis em ambos latossolos com o aumento no grau de saturação inicial do solo, sendo que o LVA proporcionou maior retenção dos combustíveis que o LF, devido ao seu maior teor de matéria orgânica, silte e argila, dentre outros fatores. Nos ensaios de movimentação da fase livre, observou-se maior taxa de infiltração/percolação de diesel no LF que no LVA, além de influência direta do grau de saturação inicial com água em ambos os solos.

Introdução

O suprimento energético mundial a partir de produtos de petróleo ainda é essencial à cadeia produtiva, sendo a extração, o refino, o processamento, o transporte e sua utilização, uma necessidade. No entanto, esses processos representam riscos cada vez maiores de eventos passíveis de contaminação dos solos e águas subterrâneas por hidrocarbonetos presentes no petróleo (TAHHAN et al., 2011). Uma das principais fontes dessas contaminações são os vazamentos acidentais, tanto nas atividades de refinamento, como na distribuição e armazenamento em tanques subterrâneos de combustíveis em postos de abastecimento (SERRANO et al., 2006; CETESB, 2014).

Os hidrocarbonetos totais de petróleo (TPHs) são, tipicamente, misturas orgânicas complexas compostas de multicomponentes químicos. Dentre estes, estão compostos monoaromáticos como benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos totais (BTEX) e os policíclicos aromáticos (PAHs), que são compostos orgânicos voláteis (VOCs) e semi-voláteis (SVOCs) de elevado potencial contaminador, persistentes no meio e, sob determinadas concentrações em solos e águas subterrâneas, podem representar alto risco ao ambiente e à saúde humana, por serem cancerígenos, mutagênicos e teratogênicos (ATSDR, 2015).

Dentre os produtos de petróleo, o diesel puro (B0) é o combustível mais utilizado na cadeia produtiva brasileira, tendo sido consumido, somente no ano de 2015, aproximadamente, 57 milhões de metros cúbicos (ANP, 2016). Essa demanda de combustíveis pode aumentar o risco de contaminação de solos e águas subterrâneas decorrentes de acidentes e vazamentos ao longo de sua produção, transporte e armazenamento (RAMOS et al., 2014).

Além disso, ao longo das últimas décadas, no Brasil e no mundo, tem aumentado o interesse na utilização de combustíveis alternativos, como forma de utilizar fontes de energias renováveis para minimizar a dependência de combustíveis fósseis nos setores de transporte e nas atividades industriais (OPEC, 2015). Atualmente, o biodiesel vem sendo um dos biocombustíveis mais produzidos e consumidos no mundo e, no Brasil, o diesel comercializado para fins de transporte, vem recebendo, obrigatoriamente desde 2007, uma parcela, em volume, de biodiesel em sua mistura. O percentual de biodiesel no diesel comercial, em termos de volume, é atualmente de 7%, com obrigatoriedade de aumento crescente nessa adição, para 10% (B10) até o ano de 2019 (BRASIL, 2016).

Na sua condição natural, os TPHs apresentam-se formando uma fase livre não aquosa (Non-Aqueous Phase Liquid – NAPLs). Essa fase imiscível, por ação da gravidade, infiltra-se e percola na zona não saturada e, quando o volume derramado é suficiente, pode alcançar o lençol freático. No caso específico do NAPL diesel, por ser um produto de densidade menor que a da água (Light Non-Aqueous Phase Liquids – LNAPLs), quando alcança o lençol freático, permanece acima do nível d’água e, quando exposto ao contato com a água do meio poroso, é parcialmente dissolvido, podendo formar extensas plumas de contaminação nas águas subterrâneas.

Quando fluidos imiscíveis água-LNAPL estão presentes no solo, podem estar ocupando total ou parcialmente seu meio poroso, o que dependerá do grau de saturação desse meio com água e a quantidade de LNAPL presente. No fluxo bifásico, a água, por ser geralmente o fluido molhante, ocupa os poros menores, não sendo facilmente deslocável pelos LNAPLs (CARDOSO, 2011). Por essa razão, em solos não secos, os LNAPLs tendem a ocupar os poros de maior diâmetro, que são os poros que dão maior mobilidade ao contaminante.

Além das características das substâncias, o conhecimento das características do meio poroso é essencial para a previsão da movimentação e destino dos contaminantes. Com isso, é essencial a realização de estudos que tragam maior conhecimento sobre a influência das condições físicas do solo no transporte dos contaminantes nesse meio poroso. Assim, neste trabalho, tem-se por objetivo avaliar a capacidade de retenção e investigar as características de infiltração/percolação de diesel e biodiesel, na forma de fases livres, em dois latossolos típicos do Estado de Minas Gerais, sob diferentes graus de saturação com água.

Autores: Rodrigo Trindade Schlosser; Antonio Teixeira de Matos; Camila Costa de Amorim e Bruno Miranda de Paula.