Aspectos ambientais e MMV (Monitoramento, Medição e Verificação)

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1 Aspectos ambientais e MMV (Monitoramento, Medição e Verificação)
Workshop "Produção regional de combustíveis limpos a partir do carvão no RS" Porto Alegre, 4 de março de 2009 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

2 AGENDA Potenciais impactos ambientais (positivos X negativos) das atividades de CBM, ECBM e UCG. Cenários de vazamento de CO2 e/ou outras substâncias & Gerenciamento de risco; Monitoramento, Medição e Verificação (MMV) Medidas de segurança e planos de contenção/remediação

3 1 - Potenciais impactos ambientais positivos do CBM, ECBM e UCG
Redução de emissões de GEE (fato) – Minimizar o aquecimento global (possibilidade) Produção de combustíveis limpos a partir de fontes fósseis (sustentabilidade)

4 Riscos em atividades de CBM, ECBM e UCG
1 - Potenciais impactos negativos do CBM, ECBM e UCG (Riscos associados à atividade) 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. Riscos em atividades de CBM, ECBM e UCG Risco global Grande vazamento de CO2 para atmosfera, acentuando as mudanças climáticas (probabilidade muito baixa)

5 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;

6 2 - Cenários de vazamento (Leakage X Seepage)
Sally Benson (LBNL)

7 2 - Gerenciamento de risco
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 Seleção de site Análise de risco MMV Plano de remediação

8 3 - Monitoramento, Medição e Verificação (MMV)
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.

9 As áreas a serem monitoradas não são somente as passíveis de contaminação
Áreas impactadas por vazamento de CO2 e/ou outras substâncias 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.

10 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

11 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

12 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.

13 Técnicas utilizadas em projetos de MMV

14 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)

15 MMV para os cenários de vazamento de CO2

16 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)

17 Principais mecanismos de escape X medidas de remediação

18 Planos de contenção Re-injeção do CO2
Aplicação de barreiras de contenção (reativas) Aplicação de biofilmes (redução de k)

19 Biofilmes (ex: Shewanella fridgidimarina)
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) Estrutura cristalina da Shewanella frigidimarina Fcc3

20 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).

21 Obrigado