Uso de técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de raios-x por dispersão em energia (EDS) para análise e monitoramento de problemas geoambientais da atualidade

por Jonas Dias de Britto Filho publicado 26/06/2025 17h44, última modificação 26/06/2025 17h44

Prof. Dr. Tiago Gomes Barroso Carvalho

 

  • Autor

Jonas  Dias de Britto Filho

O uso da microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de raios x por dispersão em energia (EDS) tem tido ampla utilização na ciência como ferramenta auxiliar de detecção e monitoramento dos mais diversos problemas que afetam a indústria ou ao meio ambiente. Neste trabalho, foram analisados, com esta técnica, dois tipos de amostras: águas produzidas (AP) e dois tipos de solos. A primeira amostra é oriunda da exploração de petróleo – águas produzidas (AP) e a segunda, amostras de solo de uma reserva ambiental, localizado no estado do Rio de Janeiro. A AP, é um efluente proveniente da exploração e produção de petróleo e gás e sua porção origina-se de água de formação, que está aprisionada nas camadas geológicas e transportada à superfície juntamente com sedimentos, petróleo e gás. O primeiro capítulo, visou a caracterização química das águas produzidas em pontos coletados na bacia de Campos. A localização destes pontos é descrita no apêndice 2 deste trabalho. Os objetivos, metodologias e resultados foram descritos individualmente em cada artigo. A descrição das técnicas de MEV/EDS é detalhada no apêndice 1 deste trabalho. Os resultados indicaram que o uso do MEV/EDS permite que em curto espaço de tempo as amostras possam ser analisadas com manipulação mínima do técnico e os custos envolvidos para análise demonstraram ser relativamente baixos se comparados com possíveis interrupções de produção por conta de falência nas linhas de produção causadas por fenômenos de incrustação e ou corrosão associadas. Buscaram demonstrar a eficiência da gestão de performance através da metodologia de caracterização química de diversos sólidos inclusos na AP. Os dados obtidos pelas análises servem de norteadores na compreensão, monitoramento e gerenciamento de processos de produção de óleo e gás em regime offshore. O capítulo III refere-se ao uso das técnicas de MEV – EDS para caracterizar quimicamente (qualitativa e quantitativa) os solos da Reserva Particular do Patrimônio Natural Águas Claras I, com vistas a sugerir estratégias de adequação necessárias à redução dos processos de degradação ambiental do solo, com consequente diminuição de impactos negativos na qualidade das águas da microbacia do rio Carukango, no município de Conceição de Macabu / RJ. Nesta abordagem foi evidenciado o alto teor de alumínio no solo, característico de alta acidez e infertilidade, sendo necessárias intervenções urgentes para recuperação das condições do solo. Conclui-se, através dos três trabalhos, aqui denominados capítulos que compõem esta dissertação, onde se confirmou que as análises por MEV / EDS demonstraram ser técnicas de alta performance para estabelecer parâmetros quantitativos e qualitativos dos elementos e suas composições permitindo uma melhor compreensão e gestão tanto do processo industrial de produção de petróleo, tanto da ação antrópica de degradação e poluição do meio ambiente.
Palavras-chave: Água Produzida; Meio Ambiente; Petróleo; Solos Degradados; Tratamento.

The use of Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) has been widely applied in science as an auxiliary tool for detecting and monitoring various problems that affect industries or the environment. In this study, two types of samples were analyzed using this technique: produced water (PW) and two types of soil. The first sample originates from oil exploration— produced water (PW), while the second consists of soil samples from a natural reserve located in the state of Rio de Janeiro. PW is an effluent resulting from oil and gas exploration and production, comprising formation water that is trapped in geological layers and brought to the surface along with sediments, oil, and gas. The first chapter aimed to chemically characterize the produced water collected at various points within the Campos Basin. The location of these points is described in Appendix 2 of this work. The objectives, methodologies, and results are individually presented in each article. The description of the SEM/EDS techniques is detailed in Appendix 1. The results indicated that SEM/EDS enables the analysis of samples within a short time frame, with minimal handling by technicians. The costs involved in the analysis proved to be relatively low compared to potential production interruptions caused by failures in production lines due to scaling and/or corrosion phenomena. The study sought to demonstrate the efficiency of performance management through the chemical characterization of various solids included in PW. The data obtained from the analyses serve as guiding tools for understanding, monitoring, and managing offshore oil and gas production processes. Chapter III focuses on using SEM-EDS techniques to chemically characterize (qualitatively and quantitatively) the soils of the Águas Claras I Private Natural Heritage Reserve, with the aim of suggesting strategies for reducing soil degradation processes and their consequent negative impacts on the water quality of the Carukango River microbasin, located in the municipality of Conceição de Macabu / RJ. This approach highlighted the high aluminum content in the soil, which is characteristic of high acidity and infertility, requiring urgent interventions to restore soil conditions. It is concluded, through the three studies presented in this dissertation (referred to as chapters), that SEM/EDS analyses have proven to be high-performance techniques for establishing quantitative and qualitative parameters of elements and their compositions, enabling better understanding and management of both industrial oil production processes and the anthropogenic impacts of environmental degradation and pollution.

Keywords: Produced Water; Oil; Degraded Soil; Treatment; Environment.

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