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Geologicamente, xisto é uma das principais rochas metamórficas de origem sedimentar, de textura foliácea e de lâminas muito delgadas. O termo mais exato para as rochas oleíferas seria “folhelhos”, os quais conforme possam produzir óleo mediante o emprego de solventes ou por destilação destrutiva (pirólise) são classificados respectivamente, em “folhelhos betuminosos” ou “folhelhos pirobetuminosos”. Os folhelhos são rochas resultantes da decomposição de matérias minerais e orgânicas no fundo de grandes lagos ou mares interiores. Agentes químicos e microorganismos transformam, ao longo de milhões de anos, a matéria orgânica em um complexo orgânico de composição indefinida, denominado querogênio (gerador de cera), que, quando convenientemente aquecido, produz um óleo semelhante ao petróleo.
Existem dois tipos de xisto, o betuminoso e o pirobetuminoso, cujas diferenças são as seguintes:
• Betuminoso: a matéria orgânica (betume) disseminada em seu meio é quase fluida, sendo facilmente extraída;
• Pirobetuminoso: a matéria orgânica (querogênio), que depois será transformada em betume, é sólida à temperatura ambiente.
Ao ser submetido a temperaturas elevadas, o xisto libera um óleo semelhante ao petróleo, água e gás, deixando um resíduo sólido contendo carbono. É considerado, mundialmente, a maior fonte em potencial de hidrocarbonetos. Gera uma infinidade de subprodutos e rejeitos que podem ser aproveitados pelos mais diversos segmentos industriais. É utilizado na produção de vidros, cimento e cerâmicas vermelhas, além de ser ótima matéria-prima na produção de argila expandida, empregada em concretos estruturais e isolantes termoacústicos.
No refino tradicional se obtém nafta, gasolina, óleo diesel, óleo combustível e gás liquefeito, correspondentes aos mesmos derivados do petróleo extraído dos poços. As características desses produtos dependem do tipo de matéria orgânica e inorgânica que possuem e do solo onde foram formados.
A exploração do xisto nos Estados Unidos já ocorria no final do século XVIII. Os produtos obtidos eram querosene e óleo. No Brasil, a primeira extração é datada de 1884, na Bahia. No ano de 1935, uma usina instalada em São Mateus do Sul (PR) chegou a produzir 318 litros de óleo de xisto por dia e teve início pela iniciativa de um senhor, aleijado de uma perna, que extraia para usar o óleo em lampiões.
Em 1949, o governo federal decidiu investigar a viabilidade econômica e as potencialidades do produto. A exploração do xisto pela Petrobras teve início em 1954, no município de Tremembé, Vale do Paraíba (SP). Três anos depois, em 1957, foram realizados os primeiros testes com o xisto da Formação Irati, extraído da jazida de São Mateus do Sul. Em 1959, a diretoria da Petrobras aprovou a construção de uma usina no município paranaense, que começou a operar em 1972. Com a entrada em operação do Módulo Industrial, em dezembro de 1991, concluiu-se a última etapa de consolidação da tecnologia Petrobras de extração do xisto.
A Unidade de Negócio da Industrialização do Xisto, da Petrobras, localizada em São Mateus do Sul, a 140 quilômetros de Curitiba, está dentro de uma das maiores reservas mundiais de xisto, a Formação Irati, que abrange os estados de São Paulo, Paraná, Santa Catarina, Rio Grande do Sul, Mato Grosso do Sul e Goiás. Desta formação podem ser extraídos 700 milhões de barris de óleo, 9 milhões de toneladas de gás liquefeito (GLP), 25 bilhões de metros cúbicos de gás de xisto e 18 milhões de toneladas de enxofre.
As operações da Petrobras foram concentradas na jazida de São Mateus do Sul, onde o minério é encontrado em duas camadas: a camada superior de xisto com 6,4 metros de espessura e teor de óleo de 6,4%, e a camada inferior com 3,2 metros de espessura e teor de óleo de 9,1%.
A Petrobras possui a única tecnologia comprovada por mais de 30 anos de desenvolvimento e operação industrial, conhecida como Tecnologia Petrosix. A gama completa da Petrosix é um dos processos mais modernos em operação no mundo e ela pode ser utilizada para outros xistos pirobetuminosos.
A tecnologia desenvolvida pela Petrobras tem como principal característica a simplicidade operacional. O xisto minerado a céu aberto passa por um britador que o reduz a pedras de 6 a 70 milímetros. Esse material é levado a uma retorta para sofrer a pirólise sob uma temperatura de aproximadamente 500 graus centígrados. A ação do calor libera o conteúdo orgânico na forma de óleo e gás.
A viabilidade técnica do Petrosix foi comprovada com a entrada em operação da Usina Protótipo do Irati (UPI), em 1972; enquanto que o início da produção do Modulo Industrial em plena escala, em dezembro de 1991, marcou a consolidação da tecnologia.
O processo de retortagem corresponde ao tratamento térmico. A rocha é aquecida a altas temperaturas em atmosfera isenta de gás oxigênio. O betume e o querogênio se decompõem pela ação do calor, sendo que uma grande parte dela vaporiza da rocha-mãe na forma de hidrocarboneto gasoso (inclusive o gás hidrogênio). A matéria orgânica que permanece agregada é denominada carbono residual. Após o resfriamento, os hidrocarbonetos gasosos se condensam e constituem o óleo e a fração que não se condensa constitui os gases da pirólise: sulfídrico (H2S), carbônico (CO2), hidrogênio (H2) etc. Entre os produtos oriundos do xisto que a Petrobras gera, estão o óleo combustível, a nafta, gás combustível, gás liquefeito e enxofre e ainda subprodutos que podem ser utilizados nas indústrias de asfalto, cimenteira, agrícola e de cerâmica. O Parque Tecnológico da SIX é um dos maiores do mundo em plantas-piloto de grande porte. É composto por unidades criadas para suprir as demandas dos variados processos de refino e também laboratórios com equipamentos de última geração que dão suporte a todas as unidades do Parque Tecnológico.
O projeto também contribui com o meio ambiente. Por meio da utilização de uma tecnologia única, licenciada junto ao IAP (Instituto Ambiental do Paraná) e IBAMA (Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis), a Petrobras/SIX reaproveita pneus inservíveis no processamento do xisto, obtendo desse material gás, óleo e enxofre. Desde que a tecnologia foi implantada, em maio de 2001, a SIX promoveu a reciclagem de mais de 9 milhões de pneus. Essa é mais uma das formas que a empresa encontrou para contribuir com a melhoria da qualidade da vida urbana. O volume de pneus adicionado corresponde a 5% do volume total de xisto processado. A unidade de destilação da Petrosix também processa cargas petroquímicas para a produção de cortes para elaboração em gasolinas especiais de competição, em especial na Gasolina Podium Fórmula1, fornecida pela Petrobras, com exclusividade, para a equipe Williams de F1.
No mundo o maior produtor de xisto é os EUA, seguido pelo Brasil e a antiga União Soviética. Depois vem o Zaire, Canadá, Itália, China e os outros.