Aspectos ambientais e MMV (Monitoramento, Medição e Verificação)
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REALIZAÇÃO:
Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul – PUCRS
Centro de Excelência em Pesquisa sobre Armazenamento de
Carbono - CEPAC
APOIO:
Petrobras
Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis - ANP
Rede Carvão
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AGENDA
1. Potenciais impactos ambientais (positivos X negativos) das atividades de CBM, ECBM e UCG.
2. Cenários de vazamento de CO2 e/ou outras substâncias & Gerenciamento de risco;
3. Monitoramento, Medição e Verificação (MMV)
4. Medidas de segurança e planos de contenção/remediação
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Redução de emissões de GEE (fato) – Minimizar o aquecimento global (possibilidade)
Produção de combustíveis limpos a partir de fontes fósseis (sustentabilidade)
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Riscos em atividades de CBM,
ECBM e UCG
Risco local
- Efeitos da concentração elevada de CO2 e de outras substâncias em ambientes superficiais;
- Contaminação de aqüíferos de água doce;
- Deslocamento de fluidos para outros ambientes devido à injeção.
Risco global
- Grande vazamento de CO2 para atmosfera, acentuando as mudanças climáticas (probabilidade muito baixa)
1 - Potenciais impactos negativos do CBM, ECBM e UCG (Riscos associados à atividade)
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Impactos do CO2 na água (aqüíferos e lençol freático)
Quando em meio aquoso, forma ácido carbônico (H2CO3)
- Acidificação de aqüíferos de água doce e do lençol freático (poços);
- Morte de microorganismos presentes no subsolo (reservatório e ambientes adjacentes);
- Contaminação da zona vadosa, afetando raízes de plantas e a biota local;
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2 - Cenários de vazamento (Leakage X Seepage)
Sally Benson (LBNL)
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2 - Gerenciamento de risco
1. Seleção de site
2. Análise de risco
3. MMV
4. Plano de remediação
• Pré-Injeção- Caracterização do site;- Análise de risco de longo prazo;- Monitoramento de background;- Análise de medidas de remediação;
• Operação- Predição de curto-prazo (modelos refinados);- Monitoramento ostensivo para validar modelos e verificar operacionalidade,
• Abandono- Nova análise de risco de longo prazo;- Decisão sobre MMV de longo prazo
• Pós-abandono- Novas análises e transferência de responsabilidade (expectativa de vida de uma empresa é curta)- MMV específico, se necessário
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- Questões de Saúde, Meio Ambiente e Segurança (SMS);
- Responder questões levantadas por formuladores de política, quando do estabelecimento de instrumentos de regulação da atividade;
- Verificar o comportamento da pluma de CO2 e/ou outras substâncias em subsolo;
- Validar modelos matemáticos e simuladores de fluxo de CO2 e/ou outras substâncias;
- Promover aceitação pública quanto à tecnologia.
3 - Monitoramento, Medição e Verificação (MMV)
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- Aquíferos de água doce, causando contaminação de recursos hídricos;
- Zona vadosa e solo, afetando a biota local e a vegetação;
- Biosfera, através do surgimento na superfície da pluma de CO2 e/ou outras substâncias;
- Atmosfera, quando do aporte de CO2 e/ou outras substâncias em quantidades expressivas, podendo causar danos à saúde humana e de animais.
As áreas a serem monitoradas não são somente as passíveis de contaminação
Áreas impactadas por vazamento de CO2
e/ou outras substâncias
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Áreas monitoradas - Pluma de injeção (reservatório): Não detectará pequenos vazamentos;
- Selo e zona acima da injeção: Primeiro indicador. Monitoramento estável de áreas específicas (geologia + análise de risco).;
- Aquíferos: Detecta variações de pH e presença de íons carbonatos dissolvidos (amostragem);
- Solo e zona vadosa: Elemento dinâmico (variações sazonais de [CO2])
- Biosfera: Elemento dinâmico (impactos graves)
-Atmosfera: Rota improvável para o CO2
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Uma abordagem efetiva para MMV em projetos de CBM, ECBM e UCG se baseia em quatro estágios:
1 – Avaliação e planejamento
- Caracterização do site;
- Simulação e modelagem das condições de MMV;
- Planejamento do arranjo e do design das ferramentas empregadas;
2 – Determinação do (background) – padrão de [CO2] para detectar futuras anomalias
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Uma abordagem efetiva para MMV em projetos de CBM, ECBM e UCG se baseia em quatro estágios:
3 – Monitoramento operacional durante a fase de injeção
- Fase com maiores riscos associados de vazamento (poço de injeção e abandonados).
4 – Layout de monitoramento durante e após a injeção
- Componentes superficiais e subsuperficiais;
- Ênfase em zonas de maior risco (com ferramentas adicionais);
- Recorrência e duração determinada por parâmetros locais.
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Técnicas de subsuperfície (geofísica e poços de monitoramento)
Sísmica 4D
Sísmica passiva
Sísmica entre poços
Resistividade entre poços
Tomografia de resistividade
Amostragem de fluidos
Ground Penetration Radar (GPR)
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MMV para os cenários de vazamento de CO2
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4 Medidas de segurança e planos de contenção/remediação
Elementos de risco devem ser priorizados
- Planejamento é a chave: Seleção de site de acordo com rígidos coeficientes de segurança;
- Plano de MMV baseado em rigorosa análise de risco do local;
- Caracterização e compreensão de mecanismos locais ou meios de maior permeabilidade (descontinuidades, poços, heterogeneidade da rocha selo, etc)
- Predição de eventos improváveis de alto impacto (asfixia de animais ou contaminação de água) (cenários catastróficos)
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Principais mecanismos de escape X medidas de remediação
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Planos de contenção
- Re-injeção do CO2
- Aplicação de barreiras de contenção (reativas)
- Aplicação de biofilmes (redução de k)
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Biofilmes (ex: Shewanella fridgidimarina)
Estrutura cristalina da Shewanella frigidimarina Fcc3
Microorganismos fixados na rocha selo capazes de produzir Substâncias Poliméricas Extracelulares (EPS) à sua volta;
Reduz a permeabilidade da rocha selo (até 4 ordens de magnitude), selando fraturas ou descontinuidades;
Injeção de nutrientes junto ao CO2
(crescimento da bactéria)
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Planos de emergência
- Determinação da rota provável da pluma de CO2 com base na topografia e ocupação da superfície (modelagem computacional);
- Planos de evacuação dos trabalhadores e da população local (regime de ventos, geomorfologia, etc.);
- Sistema de comunicação e alarmes em caso de área habitada (caso extremo).
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