Pesquisadores do Fapesp Shell Research Centre for Gas Innovation (RCGI) investigam a possibilidade de abrir imensas cavernas para estocar gás natural com alto teor de CO₂ na camada de sal que recobre os reservatórios do pré-sal. O armazenamento de metano (CH₄) e outros hidrocarbonetos em cavernas de sal já é realizado em países como Alemanha, EUA e Canadá. Há hoje cerca de 5 mil cavernas de sal usadas para tais finalidades no mundo. A novidade é o armazenamento de CO₂ em cavernas salinas offshore em águas ultra profundas. O projeto já gerou uma patente, depositada recentemente por cientistas do RCGI.

“Em um primeiro momento, o objetivo é injetar esse gás natural rico em carbono na caverna com o objetivo de confiná-lo. Numa segunda fase do projeto, pretende-se desenvolver a tecnologia de separação gravitacional do CO₂, objeto de uma patente do nosso grupo, a partir da qual será possível aproveitar comercialmente o gás natural”, afirma Pedro Vassalo Maia da Costa, um dos pesquisadores ligados ao projeto e que se dedica ao assunto há 6 anos.

A patente está registrada como Método de separação gravitacional do gás natural em cavernas, sistema de captura e armazenamento definitivo de gás natural com CO₂ e sistema de captura e armazenamento definitivo de CO₂ e foi depositada pelo pesquisador juntamente com Álvaro Maia da Costa, Júlio Meneghini – diretor científico do RCGI –, Kazuo Nishimoto – diretor do programa de abatimento de carbono do RCGI –, Cláudio Oller e Felipe Rugeri, todos ligados ao projeto.

“Mantendo a caverna em altas pressões, o CO₂ passa para estado supercrítico e decanta, depositando-se na porção inferior da caverna. O gás natural permanece na parte superior da caverna, em estado gasoso. Retiramos, então, o gás natural e aliviamos a pressão no interior da caverna até o ponto em que o CO₂ volte ao estado gasoso. Esse ciclo é repetido até o total preenchimento da caverna com CO₂, momento em que a caverna seria selada e abandonada.”

As cavernas são construídas por processo de lixiviação: dissolve-se a rocha salina pela injeção de água doce, ou de água do mar com menor saturação de sal, e assim a caverna vai sendo aberta na rocha. “A rocha salina é um excelente material para o armazenamento de fluidos e gases, mesmo sob altas pressões, pois possui porosidade e permeabilidade desprezíveis se comparada a outras rochas”, afirma Costa. Mas, segundo ele, nem todas se prestam à construção de cavernas. A halita é a mais adequada, devido a sua pureza e à taxa de deformação pelo efeito de fluência (deformação da rocha sob pressão constante ao longo do tempo).

A profundidade e as altas pressões são um desafio para a equipe, mas não o único. Ela também precisa saber mais sobe o comportamento do CO₂ em estado supercrítico. No geral, as cavernas de sal são usadas para o armazenamento de hidrocarbonetos, e não de CO₂. “Estudos indicam que é possível armazená-lo nessas condições. Estamos caracterizando o comportamento do CO₂ nesse estado, pois ele tem características químicas e fator de compressão diferentes do CH₄.” Costa lembra que o RCGI está montando um laboratório de caracterização de propriedades físico-químicas de CO₂, CH₄ e da mistura dos dois sob altas pressões.

Pressão e monitoramento – A equipe trabalha com um depósito na bacia do Espírito Santo, a 50 km da costa, que comporta a construção de 14 cavernas gigantes, com 450 m de altura e 150 m de diâmetro. Por meio de modelagem computacional, estuda a possibilidade de abertura das cavernas no local.

“Trabalhamos com uma laje de segurança experimental: a espessura de rocha salina acima da caverna tem de ser de, no mínimo, 700 a 800 m. A possibilidade de vazamento é remota, mas é preciso atenção para o efeito de fluência”, diz Costa.

Depois de preenchida a caverna, procede-se a uma etapa chamada de ‘abandono’. Quer dizer que ela não será mais alvo de novas injeções de substâncias armazenáveis. “Para evitar riscos desnecessários, é preciso um projeto de abandono bem feito, e monitoramento para garantir que a caverna se mantenha estanque sem riscos de vazamentos. Isso pode ser feito com equipamentos que monitoram a temperatura e a pressão no interior da caverna.”

Sobre o RCGI: O FAPESP SHELL Research Centre for Gas Innovation (RCGI) é um centro de pesquisa financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e pela Shell. Conta com cerca de 200 pesquisadores que atuam em 45 projetos de pesquisa, divididos em quatro programas: Engenharia; Físico/Química; Políticas de Energia e Economia; e Abatimento de CO₂. São projetos que visam reduzir as emissões globais de gases de efeito estufa (GEEs), em especial o CO₂.