Combustíveis fósseis

Os combustíveis fósseis são compostos orgânicos utilizados como fontes de energia e que têm sua origem na decomposição de organismos vivos, animais e vegetais soterrados há milhões de anos. Por conta disso, os combustíveis fósseis são classificados como uma fonte de energia não renovável. Esses compostos são encontrados em camadas profundas do solo, em misturas complexas conhecidas como carvão, xisto e petróleo, e suas aplicações são viabilizadas por uma cadeia de produção dividida em três etapas fundamentais, prospecção, extração e refino.

Os combustíveis fósseis são amplamente utilizados na área de transporte, em motores de veículos, aeronaves e embarcações, além de sistemas de aquecimento residencial e industrial, como fonte de energia. Apesar da grande importância dos combustíveis fósseis, a sua utilização se reflete em diferentes impactos socioambientais devido ao aumento de poluição, que tem contribuído para mudanças significativas no clima, além do desenvolvimento e agravamento de doenças.

Diante dos problemas gerados pelo uso e das limitações quanto às fontes de obtenção dos combustíveis fósseis, há uma busca incessante por alternativas mais sustentáveis de produção de energia que visam acelerar o processo de transição energética.

Leia também: Afinal, o que são os combustíveis?

Resumo sobre combustíveis fósseis

• Combustíveis fósseis são substâncias originadas da decomposição de organismos vivos e utilizadas para obtenção de energia.
• São formados em camadas profundas do solo e por meio da decomposição de animais e vegetais.
• Os principais combustíveis fósseis são o carvão e os derivados do petróleo, como gasolina, diesel, querosene e gás natural.
• Os combustíveis fósseis são utilizados como fonte de energia em motores de automóveis, aeronaves, geradores de energia e sistemas de aquecimento residencial e industrial, além de matéria-prima para obtenção de diferentes produtos, como plásticos, borrachas, tintas, parafinas e asfalto.
• Seu uso libera grandes quantidades de CO₂, intensificando o efeito estufa, além de SO₂ e NO, responsáveis pela chuva ácida.
• Existem diferentes alternativas aos combustíveis fósseis, como energia solar, eólica, geotérmica, hidrelétricas e biocombustíveis, como o etanol, biogás e biodiesel.
• As vantagens dos combustíveis fósseis se dão pela grande quantidade de energia por massa de combustível e o baixo custo de produção, devido a uma infraestrutura já estabelecida.
• As desvantagens estão relacionadas à emissão de gases poluentes, como o CO₂, CO, SO₂ e NO, intensificando o aquecimento do planeta, além de gerar e agravar doenças respiratórias.
• O fim do uso dos combustíveis fósseis está relacionado ao processo de transição energética e ao esgotamento das fontes não renováveis desses combustíveis.
• A principal consequência do uso de combustíveis fósseis é a crise climática que surge pelo aumento do aquecimento do planeta e resulta em ondas de calor e êxodo forçado, derretimentos das calotas polares, aumento dos níveis do mar, chuvas e alagamentos constantes, aumento da desigualdade social e surgimento de novas doenças.
• A matriz energética brasileira é a mais limpa do mundo, com uso de 49% de fontes renováveis, sendo superior à média global, de 45%.
• A história dos combustíveis fósseis é antiga, com os primeiros relatos do uso de petróleo datando de 4000 anos a.C.

O que são combustíveis fósseis?

Os combustíveis fósseis são substâncias orgânicas utilizadas para produzir energia por reações de combustão, que ocorrem liberando energia na forma de calor. Esses compostos são obtidos de misturas complexas de diferentes compostos que formam o petróleo, o xisto e o carvão. Essas misturas são formadas da decomposição de restos de animais e vegetais soterrados há milhões de anos.

Enquanto o carvão é utilizado quase que totalmente no seu estado bruto, o petróleo e o xisto requerem etapas posteriores de refino, em que diferentes frações de compostos são separadas do óleo bruto antes de serem direcionadas para suas aplicações.

Lista de combustíveis fósseis

Os combustíveis fósseis podem ser obtidos de diferentes fontes, como petróleo, xisto e carvão. Entretanto, a maior fonte de obtenção é o petróleo e o carvão mineral. A tabela a seguir lista os principais combustíveis com suas respectivas fontes de obtenção e aplicações.

Aplicação dos combustíveis fósseis

A principal aplicação dos combustíveis fósseis é a produção de energia, porém há uma diversificação quanto ao tipo de combustível e atividade desejada.

Entre os combustíveis derivados do petróleo, as principais aplicações são:

• Gás natural: é utilizado em sistemas de aquecimento doméstico e industrial e para a produção de energia elétrica, além de ser aplicado como combustível de automóveis movidos a gás.
• Gás de botijão (GLP): é comumente utilizado em cozinhas domésticas e industriais, apesar de também ser utilizado como combustível de automóveis adaptados.
• Benzina: é largamente utilizada como solvente de tintas e em diferentes processos industriais e em laboratórios químicos. Também é utilizada como combustível de lamparinas e como alternativa ao querosene.
• Nafta: apresenta várias aplicações industriais, sendo utilizada como combustível, solvente e matéria-prima para a produção de etileno e propeno.
• Gasolina: é utilizada como combustível de veículos de combustão interna, como carros e motos.
• Querosene: em larga escala, é utilizado como combustível de aeronaves, como aviões e jatos. Em sua forma mais refinada (RP-1), é utilizado em máquinas de foguetes. Em menores escalas, é utilizado como combustível de lamparinas e aquecedores.
• Óleo diesel: é utilizado como combustível em veículos mais pesados, como ônibus, caminhões, máquinas de construção e agrícolas, além de embarcações.
• Parafina: é utilizada como combustível em velas, porém apresenta outras aplicações, como revestimento e impermeabilização de papéis, roupas e madeira. Além disso, a parafina é utilizada na produção de diferentes cosméticos e na indústria alimentícia para prolongar a vida útil de queijos e conferir brilho às frutas. 
• Carvão mineral: tem sua aplicação relacionada a sua qualidade, definida pelo percentual de carbonos, e é comumente utilizado em fornos e fornalhas industriais, além de sistemas de gasogênio. 
• Turfa: é o principal combustível de fornalhas industriais, termoelétricas, além de ser utilizado como matéria-prima para a obtenção de gás combustível em processos de gaseificação. Também é utilizado para obter alcatrão, amônia, ceras e parafinas.
• Linhitos: são utilizados em gasogênios para obtenção de alcatrão e outras substâncias. As cinzas obtidas após esses processos são utilizadas na produção de cerâmicas.
• Hulha: é dividida em dois tipos, a de baixa qualidade é utilizada como combustível em fornalhas de termoelétricas, enquanto a de maior qualidade é utilizada na produção de coque, utilizado em metalúrgicas. 
• Antracito: é o mais indicado como combustível de uso doméstico por emitir pouca fuligem. Também é utilizado na fabricação de filtros de água.

Como os combustíveis fósseis são formados?

Os combustíveis fósseis são formados por meio da decomposição de animais, vegetais e microrganismos marinhos, como algas e plânctons, acumulados no fundo de oceanos, lagos e pântanos por milhões de anos.

Após a morte de animais e vegetais, a matéria orgânica, em decomposição, se mistura a sedimentos, como areia e argila, que tendem a ser soterrados por mais camadas de sedimentos, gerando uma compactação da matéria orgânica, devido ao aumento de pressão, e consequente afundamento.

Assim, os restos de matéria orgânica sofrem decomposição por microrganismos anaeróbicos, e o calor, junto da pressão, favorece a formação do petróleo, do carvão e do gás natural. Devido à viscosidade do óleo e à fácil dispersão do gás, ambos conseguem migrar através de rochas porosas até formarem bolsões entre rochas impermeáveis, dando origem aos campos de petróleo.

Enquanto o carvão se concentra mais próximo da superfície, com profundidade variando entre 30 e 1000 metros, o petróleo e o gás natural se concentram em regiões de maior profundidade que variam de 2000 a 8000 metros. Essas áreas de concentração são identificadas pelo processo de prospecção, que conta com estudos geológicos detalhados, sensoriamento remoto e sondagens sísmicas.

Após a identificação das fontes de petróleo, é feita a perfuração de poços que varia de acordo com a profundidade em que se encontra a mistura de gás e óleo. Após a perfuração, é instalada tubulações, pelas quais o óleo sobe espontaneamente por ação da pressão, caracterizando o processo de extração, que pode ser feita no mar (offshore) ou em terra (onshore).

Após a extração, o petróleo é armazenado e enviado para refinarias por dutos e navios. Nas refinarias, é feita a separação das frações do petróleo por meio de torres de fracionamento, em que são coletadas as frações que caracterizam cada combustível.

Impactos causados pelos combustíveis fósseis

Os impactos gerados pelos combustíveis fósseis se estendem desde sua extração até sua utilização, que se converte em poluição e danos sociais e à saúde humana. Entre os impactos, destacam-se os que veremos a seguir.

→ Emissão de gases do efeito estufa

Quando queimados, os combustíveis fósseis liberam gases poluentes, como dióxido de carbono (CO₂), monóxido de carbono (CO) e fuligem, além de óxidos de enxofre e nitrogênio.

O dióxido de carbono (CO2) é o principal responsável pela retenção de calor na atmosfera do planeta, gerando o efeito estufa.  Já o monóxido de carbono (CO), formado de combustões parciais, é um gás tóxico que se liga facilmente ao ferro presente na hemoglobina, impedindo o transporte de oxigênio para as células.

→ Formação de chuva ácida

A queima de combustíveis também libera na atmosfera o dióxido de enxofre (SO₂) e o monóxido de nitrogênio (NO), que, na atmosfera, reagem com oxigênio e água, formando ácidos, como descrito a seguir.

O dióxido de enxofre (SO₂) liberado reage com o gás oxigênio, formando o trióxido de enxofre (SO₃), que na sequência reage com água, formando o ácido sulfúrico (H₂SO₄).

CO₂(g) + ½ O₂(g) → SO₃(g)

SO₃(g) + H₂O(l) → H₂SO₄(aq)

Já o monóxido de nitrogênio (NO), quando liberado, reage com o gás oxigênio, formando o dióxido de nitrogênio (NO₂), que, posteriormente, reage com água e forma o ácido nítrico (HNO₃) e o ácido nitroso (HNO₂).

2 NO(g) + O₂(g) → 2 NO₂(g)

2 NO₂(g) + H₂O(l) → HNO₃(aq) + HNO₂(aq)

Os ácidos sulfúrico, nítrico e nitroso são os principais responsáveis pelas chuvas ácidas, que causam a deterioração de estruturas metálicas e monumentos históricos.

→ Poluição de oceanos e águas subterrâneas

A poluição de oceanos e de águas subterrâneas ocorre pelo vazamento do petróleo bruto em oceanos e oleodutos, destruindo ecossistemas marinhos. Por ser menos denso que a água, o petróleo se concentra na parte superior da água, criando uma camada de óleo que interfere na oxigenação da água, levando à morte de várias espécies aquáticas.

Além disso, o óleo pode cobrir recifes e corais, além de afetar microrganismos importantes, como plânctons e algas, alterando a cadeia alimentar de peixes, tartarugas e outras espécies. Aves marinhas também são afetadas e, ao entrarem em contato com o óleo, têm suas penas cobertas pelo petróleo, levando a uma diminuição da capacidade térmica e dificultando o voo.

e também: Quais são os danos causados por vazamento de petróleo nos oceanos?

Alternativas ao uso de combustíveis fósseis

Diferentes fontes de energia têm sido exploradas nos últimos anos como meio alternativo aos combustíveis fósseis, são:

• Energia solar: consiste na utilização de painéis fotovoltaicos para converter luz solar em energia elétrica. Essa aplicação tem se popularizado e ganhado força, com o desenvolvimento de painéis que permitem a produção de energia mesmo em dias nublados e chuvosos. Apesar do elevado custo inicial para instalação dos painéis, a energia solar se mostra uma alternativa promissora.
• Energia eólica: consiste na utilização de turbinas eólicas utilizadas para converter a energia cinética dos ventos em energia elétrica. Apesar de ser uma alternativa para diminuir a poluição de gases poluentes, os parques eólicos têm gerado poluição sonora, e moradores dos entornos tendem a desenvolver problemas de audição. Além disso, há impactos significativos no habitat de aves.
• Energia geotérmica: consiste em utilizar o calor da terra para gerar aquecimento e energia elétrica. Apesar de ser uma alternativa de baixo impacto ambiental, apresenta restrições geográficas e elevada poluição sonora.
• Energia hidrelétrica: consiste na utilização da força de correntes de água para mover turbinas e produzir energia elétrica. Apesar de não haver liberação de gases poluentes na produção de energia, a construção de uma hidrelétrica gera impactos ambientais significativos, pois é necessário alagar áreas de matas e mangues, alterando todo um ecossistema. Soma-se a isso o processo de desocupação de moradores que residem na área de interesse.
• Biocombustíveis: consiste na utilização de matéria orgânica para produzir combustíveis limpos como o etanol e o biodiesel. Apesar dos combustíveis diminuírem significativamente o índice de poluição, ainda há liberação de gases do efeito estufa. Um problema central relacionado aos biocombustíveis é a competição com a produção de alimentos.
• Hidrogênio verde: é produzido via eletrólise da água por meio de energia renovável. Apesar de ser uma fonte extremamente limpa e eficiente, apresenta um alto custo de produção e dificuldades de armazenamento.

Vantagens e desvantagens dos combustíveis fósseis

• Vantagens: apresentam uma grande quantidade de energia por massa, e soma-se a isso o fato de já existir sua infraestrutura estabelecida, o que torna o custo de produção baixo.
• Desvantagens: têm contribuído significativamente para a emissão de gases poluentes, como o CO₂, CO, SO₂ e NO, intensificando o aquecimento do planeta, além de gerar e agravar doenças respiratórias.

Fim dos combustíveis fósseis

O fim do uso dos combustíveis fósseis é a principal pauta política em nível mundial, em que a preocupação em encontrar meios de produção mais sustentáveis tem levado ao surgimento de projetos e acordos que visam efetivar uma transição energética.

Entretanto, à medida que essa transição ocorre lentamente, a demanda por energia só aumenta no planeta e isso aponta para um problema antigo relacionado ao fim dos combustíveis fósseis — o esgotamento das fontes de obtenção desses combustíveis, tendo em vista que elas não são renováveis.

O esgotamento das fontes energéticas e o agravamento de uma crise climática têm ligado o sinal de alerta e forçado chefes de Estado a pressionarem cada vez mais pelo desenvolvimento de alternativas sustentáveis que visem a um alinhamento entre eficiência energética, baixo custo de produção e poluição.

Quais as consequências do uso de combustíveis fósseis?

Dentre as principais consequências do uso dos combustíveis fósseis, destaca-se a crise climática. Esse é o maior desafio da humanidade no século XXI, que tem visto e sofrido com o aumento do aquecimento do planeta.

Esse aquecimento tem gerado ondas de calor intenso, iniciando um processo de imigração forçada para áreas menos quentes, dando origem a refugiados do clima. O aquecimento do planeta também tem contribuído para acelerar o derretimento de calotas polares. Isso tem resultado no aumento do nível dos mares e numa maior incidência de chuvas, que, somada aos problemas de saneamento, tem gerado alagamentos e desmoronamentos de áreas vulneráveis. Esses problemas surgem como um amplificador da desigualdade social, pois populações pobres são as mais afetadas por esses impactos.

Esses problemas têm sido alertados pela Organização das Nações Unidas (ONU), que, em seu relatório, aponta que é necessário a redução de 42% das emissões até 2030 e redução de 57% até 2035 para manter a meta do Acordo de Paris (limitar o aumento da temperatura média global a 1,5 °C).

Outro problema atrelado ao derretimento acelerado de calotas polares é o surgimento de novas doenças, além do ressurgimento do temido antraz, devido ao descongelamento de vírus e bactérias.

Esses problemas mostram a urgência de se encontrar alternativas mais sustentáveis para a produção de energia e frear o aquecimento do planeta.

Combustíveis fósseis no Brasil

Os combustíveis fósseis mais consumidos no Brasil são o GLP, seguido do diesel e da gasolina. De acordo com o relatório divulgado pela Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), em 2024, foram vendidos 397,1 milhões de botijões de gás de 13 kg, significando que 92,05 % do volume total de gás vendido (mais de 17 bilhões de metros cúbicos) são destinados para o uso doméstico.

O diesel é o segundo combustível fóssil mais consumido no Brasil, com mais de 67 milhões de metros cúbicos vendidos no ano de 2024. A gasolina, em terceiro, teve mais de 44 milhões de metrôs cúbicos vendidos nesse mesmo ano.

Vale destacar que o Brasil apresenta a matriz energética mais limpa do mundo, e, no último ano, o uso de fontes de energia renováveis aumentou para 49,1%, o que é um marco significativo rumo à transição energética. A composição da matriz energética brasileira está descrita no gráfico a seguir.

História dos combustíveis fósseis

Os primeiros relatos do uso de petróleo estão no Oriente Médio, por volta de 4000 anos a.C., quando povos do Egito, Mesopotâmia, Pérsia e Judéia já utilizavam betume para iluminação de casas e pavimentação de estradas.

Apesar de ser conhecido desde o segundo milênio a.C., o carvão mineral ou a ser utilizado em larga escala no final do século XVIII, em meio à Revolução Industrial.

Em 1850, na Escócia, James Young descobriu a possibilidade de extrair petróleo do carvão e de xisto betuminoso, o que levou à criação de processos de refino.

Em 1846, o primeiro poço moderno de petróleo foi perfurado no Azerbaijão e o país tornou-se o maior produtor de petróleo do século XIX.

Em 1859, Edwin Drake realizou a primeira perfuração comercial de petróleo dos EUA, com um poço de 21 metros de profundidade, e o feito foi considerado pelos americanos como o nascimento da indústria petrolífera dos EUA, pois a produção de petróleo saltou de dois mil barris, em 1859, para três milhões em 1863. 

Em 1889, o barão Paul Julius Reuter negociou acordos com a Pérsia para exploração de petróleo em suas terras, dando início à história de exploração de petróleo no Oriente Médio e marcando o início da rivalidade entre a Grã-Bretanha e o Império Russo.

Em 1960, foi criada a Organização dos Países Exportadores de Petróleo (Opep) pela Arábia Saudita, Kuwait, Irã, Iraque e Venezuela.

Em 1973, ocorreu a Guerra do Yom Kipur, levando ao primeiro choque petrolífero entre países. O choque se iniciou com a elevação do preço do barril em 70% pela Opep. Isso fez com que o Catar e o Kuwait, no ano seguinte, assumissem até 60% das companhias que atuavam em seus territórios.

Seguindo essa ideia, a Arábia Saudita nacionalizou a Arabian-American Oil Company (Aramco) em 1976. Isso fez com que o controle do mercado de petróleo asse a ser dos países produtores, prática que se mantém até os dias atuais.

Exercícios resolvidos sobre combustíveis fósseis

Questão 1

(Enem) Em 2011, uma falha no processo de perfuração realizado por uma empresa petrolífera ocasionou derramamento de petróleo na bacia hidrográfica de Campos, no Rio de Janeiro.

Os impactos decorrentes desse derramamento ocorrem porque os componentes do petróleo

A) reagem com a água do mar e sofrem degradação, gerando compostos com elevada toxicidade.

B) acidificam o meio, promovendo o desgaste das conchas calcárias de moluscos e a morte de corais.

C) dissolvem-se na água, causando a mortandade dos seres marinhos por ingestão da água contaminada.

D) têm caráter hidrofóbico e baixa densidade, impedindo as trocas gasosas entre o meio aquático e a atmosfera.

E) têm cadeia pequena e elevada volatilidade, contaminando a atmosfera local e regional em função dos ventos nas orlas marítimas.

Resolução:

Alternativa D.

Os problemas relacionados ao derramamento de petróleo no mar advêm das propriedades dos hidrocarbonetos, constituintes do petróleo.

Os hidrocarbonetos são compostos apolares e interagem por meio de forças do tipo dipolo induzido-dipolo induzido (interações fracas), o que os torna insolúveis na água, uma substância polar (interações fortes). Dessa forma, os hidrocarbonetos não se dissolvem na água e, por isso, a alternativa C está incorreta.

Também devido às fracas interações, os hidrocarbonetos apresentam densidade menor que a da água (d =1 g.cm^-3), o que faz com que o petróleo se concentre acima da água. Isso faz com que a troca de oxigênio entre o meio aquático e a atmosfera seja impedida, prejudicando a respiração de animais marinhos, como abordado corretamente na alternativa D. Esse impedimento da troca gasosa leva à morte de animais aquáticos e a um consequente desequilíbrio do ecossistema marinho.

Vale destacar que os hidrocarbonetos apresentam baixa reatividade e só reagem em condições extremas. Por isso, a alternativa A está incorreta.

Outra coisa que é importante lembrar é que os hidrogênios presentes nos hidrocarbonetos não são ionizáveis e, por isso, não acidificam o meio aquático; logo, a alternativa B também está incorreta.

Por fim, é importante lembrar que o petróleo é uma mistura de diferentes hidrocarbonetos com cadeias carbônicas pequenas, médias e longas, que variam entre 1 e 78 carbonos. Esse simples fato já torna a alternativa E incorreta.

Questão 2

(Enem) Algumas espécies de bactérias do gênero Pseudomonas desenvolvem-se em ambientes contaminados com hidrocarbonetos, pois utilizam essas moléculas como substratos para transformação em energia metabólica. Esses microrganismos são capazes de transformar o octano em moléculas menos tóxicas, tornando o ambiente mais propício para desenvolvimento de fauna e flora.

Essas bactérias poderiam ser utilizadas para recuperar áreas contaminadas com

A) petróleo.

B) pesticidas.

C) lixo nuclear.

D) gases tóxicos.

E) metais pesados.

Resolução:

Alternativa A.

Como as bactérias do gênero Pseudomonas utilizam hidrocarbonetos como fonte de energia metabólica, elas se tornam uma alternativa viável para recuperar áreas impactadas com o derramamento de petróleo, tendo em vista que o petróleo bruto é uma mistura de diferentes hidrocarbonetos.

Fontes

CAREY, Francis A. Química orgânica, vol. 1e 2.  7. ed; Porto Alegre, RS: AMGH Ed., 2011.

FELTRE, R. Química : química orgânica, volume 3, 4. ed. - São Paulo : Moderna, 1994.

Ministério de Minas e Energia. Fontes renováveis atingem 49,1% na matriz energética brasileira. Disponível em: https://www.gov.br/mme/pt-br/assuntos/noticias/fontes-renovaveis-atingem-49-1-na-matriz-energetica-brasileira.

ONU. Micróbios mortais podem ser liberados com derretimento do gelo, diz Pnuma. ONU News. Disponível em: https://news.un.org/pt/story/2025/01/1843251.

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PETROBRAS. Gás Liquefeito de Petróleo: combustível que vai muito além da cozinha. Disponível em: https://www.petrobrmundoeducacao-uol-br.noticiasdopara.net.br/quem-somos/gas-liquefeito-de-petroleo.

PETROBRAS. Óleo diesel: o combustível que movimenta o país. Disponível em: https://petrobrmundoeducacao-uol-br.noticiasdopara.net.br/quem-somos/oleo-diesel.

PETROBRAS. Refino: tecnologia que cria várias soluções com uma única matéria-prima. Disponível em: https://www.petrobrmundoeducacao-uol-br.noticiasdopara.net.br/quem-somos/refino.

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SGB. Gás do "Xisto". Disponível em: https://www.sgb.gov.br/gas-do-xisto.

WHO, UNEP. Emissions Gap Report 2024. Disponível em: https://www.unep.org/resources/emissions-gap-report-2024.