Como eliminar definitivamente o dióxido de carbono
O que acontece quando o CO2 capturado é bombeado para o solo? Simulações informáticas altamente sofisticadas permitem prever o seu comportamento a longo prazo
Não há dúvida de que temos de deixar de emitir dióxido de carbono (CO2) se quisermos salvar o clima. Mas só isso não será suficiente. Para além disso, será também necessário capturaro CO2 que já está presente na atmosfera e armazená-lo permanentemente, por exemplo, bombeando-o para as profundezas do solo. Isto levanta naturalmente a questão de saber o que acontece a esteCO2 a longo prazo. É garantido que permanecerá no solo ou é possível que se escape ao longo de décadas ou séculos?
Simulações numéricas altamente sofisticadas em supercomputadores mostram agora, pela primeira vez, exatamente o que acontece quandoo CO2 se mistura com as águas subterrâneas: numa interação complexa entre as zonasmais ricas emCO2 e as zonasmaispobres em CO2, a águamais rica em CO2 desce lentamente, permitindo que oCO2 seja permanentemente armazenado no subsolo.
O CO2 aumenta - maso CO2 dissolvido na água afunda-se
Nas profundezas do subsolo, a pressão é tão elevada que o dióxido de carbono permanece líquido, mas com uma densidade muito inferior à da água. Assim, poder-se-ia pensar queo CO2 subiria imediatamente quando fosse bombeado para as águas subterrâneas. Mas a questão é um pouco mais complicada.
"O CO2 puro tem uma densidade inferior à da água, mas a situação muda quandoo CO2 é dissolvido na água. Quando os dois são misturados, o volume total diminui, criando um líquido mais denso", explica Marco De Paoli, responsável pelo projeto de investigação. A água com um elevado teor deCO2 tem uma densidade mais elevada do que a água com um teor deCO2 mais baixo e, por conseguinte, afunda-se.
Marco De Paoli trabalha atualmente na Universidade de Twente, em Enschede, nos Países Baixos, e no Instituto de Mecânica dos Fluidos e Transferência de Calor da TU Wien, estando em vias de se mudar para Viena. Em 2024, foi-lhe atribuída uma bolsa ERC pelo Conselho Europeu de Investigação, e irá implementar este projeto no Instituto de Mecânica dos Fluidos e Transferência de Calor da TU Wien a partir do outono de 2025.
Estruturas irregulares que se afundam
"Uma vez que a água com um teor deCO2 mais elevado tem uma densidade mais elevada do que a água com um teor deCO2 mais baixo, a dinâmica na rocha porosa é muito interessante", afirma Marco De Paoli. "Onde a concentração deCO2 é mais elevada, a mistura afunda-se mais rapidamente, o que, por sua vez, garante uma mistura ainda melhor". Isto resulta num padrão semelhante a uma rede de áreas com concentraçõesde CO2 mais elevadas e mais baixas.
De um modo geral, a equipa conseguiu demonstrar, com as suas simulações em computador, que oCO2 se afunda e aí permanece - por períodos de tempo ilimitados. A partir dos cálculos, a equipa conseguiu derivar modelos simples que podem agora ser utilizados pelos engenheiros para prever o fluxo deCO2 no solo e conceber estratégias de injeção sem ter de realizar simulações informáticas complexas e maciças para cada situação.
Condições geológicas adequadas
É claro que isto não funciona em todo o lado. Em primeiro lugar, é necessária uma camada de rocha tão impermeável quanto possível, sob a qual oCO2 pode inicialmente acumular-se até se dissolver na água. A rocha que se encontra por baixo deve ser o mais porosa possível, para que a águaque contém CO2 possa descer facilmente. Quando isto acontece, a camada de rocha impermeável que se encontra por cima deixa de ter qualquer papel. Mesmo as alterações geológicas, como um terramoto ou actividades antropogénicas, deixam de afetar a situação. OCO2 é armazenado em segurança no solo.
"Estas condições geológicas não são assim tão raras", diz Marco De Paoli. "Podiam-se utilizar reservatórios de petróleo esgotados. Existem também grandes áreas denominadas aquíferos salinos, localizadas no fundo do mar ou no interior, onde o armazenamento deCO2 seria possível de acordo com este esquema. Pelo menos seis aquíferos salinos estão também presentes na Áustria".
Nos próximos anos, Marco De Paoli planeia responder a outras questões importantes no seu projeto de investigação ERC na TU Wien. Por exemplo, deverá ser clarificada a forma como a rocha se altera quando a águacontendo CO2 flui através dela. Certas reacções químicas podem provocar a dissolução dos minerais das rochas, o que permitiria um fluxo ainda maior deCO2 para baixo. "Todas estas questões devem ser respondidas em pormenor se quisermos atenuar os efeitos das alterações climáticas em grande escala através da captura deCO2", afirma Marco De Paoli.
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