STUDY OF CHEMICAL REACTIVITY FOR CO2 MINERALIZATION POTENTIAL IN VOLCANIC ROCK PLUGS FROM THE SERRA GERAL GROUP

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5380/bpg.v83i2.99867

Resumo

This study investigates the potential of basalts from the Serra Geral Group for geological CO2 storage, focusing on the geochemical behavior of the rocks under reservoir-like conditions at a depth of 900 m. Massive and brecciated basalt samples were characterized in terms of porosity, permeability, and petrography. Closed-system reactor experiments will be conducted at 50 bar and 40 °C for 24 weeks to simulate fluid-rock interactions. Post-experimental analyses will include SEM-EDS, X-ray microtomography, petrographic descriptions to assess mineralogical alterations, and for the fluid; analysis of pH, electrical conductivity, total alkalinity, and chemical composition (ICP-MS and IC). The goal is to evaluate basalt reactivity and its potential for carbonate mineralization and long-term CO2 sequestration.

Biografia do Autor

William Jeovanini Fucks, IPR/PUCRS

Geólogo graduado pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Foi integrante da comissão coordenadora do projeto de extensão Modelamento Virtual de Afloramentos das Vias de Escalada, no Instituto de Geociências da mesma Universidade, empregando técnicas de geoprocessamento e geotecnologias. Em 2016, foi Bolsista de Iniciação Científica no Laboratório de Palinologia Marleni Marques Toigo - UFRGS desempenhando atividades relacionadas ao projeto de análise das palinofácies de depósitos miocênicos da Bacia de Pelotas. Também foi bolsista de iniciação científica do programa PIBIC CNPq-UFRGS, no Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica (CECO) - UFRGS. Atualmente trabalha como auxiliar de pesquisa no Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais (IPR/PUCRS), participando de projetos de monitoramento de CO2 próximo à superfície e temas relacionados à captura e armazenamento geológico de carbono e também é mestrando em Geologia pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)

João Pedro Tauscheck Zielinski, IPR/PUCRS

Pesquisador pleno no Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais (IPR) da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), onde desenvolve pesquisas aplicadas à Captura, Uso e Armazenamento Geológico de CO2 (CCUS). Graduado em Geologia pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC, 2015), com parte dos estudos realizados na Universidad Complutense de Madrid (UCM) durante o ano acadêmico de 2012-2013, como bolsista do programa Ciência sem Fronteiras. Concluiu o mestrado em Geociências pela Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) em 2017 e o doutorado pelo Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental (PPGRHSA) do IPH/UFRGS (2024), com pesquisa voltada à análise hidrogeoquímica e isotópica da interação CO2-água subterrânea-mineral em aquíferos rasos. Seus principais temas de interesse incluem: armazenamento permanente de CO2 por meio de abordagens de remoção de dióxido de carbono (CDR); reatividade geoquímica e potencial de mineralização in situ de CO2 em rochas basálticas; estudo da interação CO2-rocha-fluido em condições de reservatório; e aplicação de técnicas ambientais para Monitoramento, Medição e Verificação (MMV) de possíveis vazamentos de CO2 em ambientes onshore e offshore. Revisor convidado para o Journal of South American Earth Sciences (Elsevier).

Stéphanie Carvalho da Silva, IPR/PUCRS

Possui graduação em Geologia (2014) e Mestrado em Geociências (2018) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Atualmente é Doutoranda em Geoquímica pelo Programa de Pós-Graduação em Geociências da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) com período de doutorado sanduíche na Universitet it Troms (UiT), na Noruega. Atua principalmente em temas relacionados à Geoquímica, Geotectônica, Geologia Estrutural, Petrologia, Metamorfismo e Mapeamento Geológico. Seus interesses incluem particularmente: geoquímica, petrologia ígnea e metamórfica, modelamento termodinâmico de condições metamórficas, geologia estrutural, evolução tectônica, petrografia e microestruturas de rochas ígneas e metamórficas, magmatismo sintectônico e magmatismo colisional.

Erico Albuquerque Dos Santos, IPR/PUCRS

Bacharel em Geologia pela Universidade Federal de Santa Catarina (2017). Mestre em Geociências pelo Programa de Pós-Graduação em Geociências da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2019). Pesquisador Visitante no GEOTOP - Research Centre in Earth System Dynamics da Université du Québec à Montréal (2021 - 2022) pelo Programa PDSE - Programa de Doutorado Sanduíche no Exterior fomentado pela Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES. Doutor em Agroecossistemas pelo Programa de Pós-Graduação em Agroecossistemas da Universidade Federal de Santa Catarina (2024). Pesquisador no Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (2023 - presente).

Antonio Rosales Goncalves Oliveira, IPR/PUCRS

Geólogo formado pela Universidade do Vale do Rio dos Sinos – UNISINOS, com experiência nas áreas de hidrogeologia, geofísica, mapeamento aéreo com drones, micropaleontologia, Captura e Armazenamento de Carbono (CCS) e saídas de campo voltadas ao licenciamento ambiental. Atualmente atua no Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais (IPR), vinculado ao projeto “Captura e Armazenamento de Carbono Direto do Ar: estudo da integração e otimização dos processos de remoção de gases de efeito estufa da atmosfera e indicação de áreas favoráveis para implementação de tecnologias de emissões negativas (NET) no Brasil.” Em 2022, foi agraciado com Menção Honrosa na XXIX Mostra Unisinos de Iniciação Científica e Tecnológica, pela apresentação do trabalho “Utilizando base de dados e data mining para entender o impacto das mudanças climáticas globais.” Desde 2023, integra a gestão do AAPG UNISINOS Student Chapter, ocupando o cargo de Vice-Presidente. Atualmente é mestrando em Geologia pela Universidade Federal do Paraná (UFPR).

Pedro Costabile de Souza , UFRGS

Graduando em fase de conclusão de curso em Geologia na UFRGS, desenvolve o projeto temático com estratigrafia química do período Permiano na Bacia do Paraná e atualmente faz estágio no IPR na PUCRS no projeto DAC-SI com captura e armazenamento de CO2. Trabalhou com análises de isótopos de carbono e oxigênio em carapaças carbonáticas através de I.C. no projeto "Reconstrução Paleoambiental da Lagoa dos Patos". Estagiou na CPRM desenvolvendo atividades no SIAGAS.

Breno Leitão Waichel, UFSC

Possui graduação em Geologia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1995), mestrado em Geociências pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1999) e doutorado em Geociências pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2006). Atualmente é professor associado da Universidade Federal de Santa Catarina. Coordena o grupo de pesquisa ESPEPETRO- Estratigrafia, petrologia e petrofísica e participa dos seguintes grupos de pesquisa (CNPq): Petrologia e estratigrafia de sequências vulcânicas (UFRGS) e do Grupo de Análise de Bacias da USFC (ANBA). Tem experiência na área de Geologia, com ênfase em vulcanologia, estratigrafia e petrologia.

Victor Hugo Jacks M dos Santos, IPR/PUCRS

Possui Técnico Profissionalizante em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul - IFRS (2012), Graduação em Química Industrial pela PUCRS (2015) e Mestrado/Doutorado em Engenharia e Tecnologia de Materiais pela PUCRS (2018/2022). Atualmente atua como Pesquisador no Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais - IPR/PUCRS. 

Felipe Dalla Vecchia, IPR/PUCRS

Professor adjunto e pesquisador na PUCRS. Desde novembro de 2017 ocupa a posição de diretor do Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais da PUCRS (IPR). Atualmente faz parte do quadro de docentes permanentes do Programa de Pós Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais (PGETEMA). Possui doutorado e mestrado em Engenharia e Tecnologia de Materiais pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul. No ano de 2006 graduou-se em Engenharia de Controle e Automação pela mesma universidade.Tem experiência na área de Engenharia de Materiais participando do desenvolvimento de novos materiais e tecnologias para captura e conversão de CO2 (CCUS). Desenvolve atividades de pesquisa também na área de Integridade de poços na indústria do óleo e gás e corrosão de aços por CO2 em condições supercríticas, produção de hidrogênio de baixa intensidade de carbono, captura de CO2 direto do ar (DAC)e dispositivos de acumulação de energia.

Leonildes Soares de Melo Filho, Repsol Sinopec Brasil

Graduação Geologia pela Universidade de Brasília (1993) e mestrado em Geologia pela Universidade de Brasília (1996). Foi geofísico pela Petrobras SA, com experiência na área de Geociências e ênfase em Geofísica de Reservatórios de Petróleo e Gás. Atua principalmente nos seguintes temas: caracterização sísmica, modelagem geológica e geomecânica de reservatórios de petróleo e gás. Atualmente é pesquisador na Repsol Sinopec Brasil.

Cassiane Maria Nunes Ferreira, Repsol Sinopec Brasil

Possui Doutorado em Geologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2008). Atualmente é pesquisadora na Repsol Sinopec Brasil. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Geofísica. Engenheira com 15 anos de experiência na área de exploração e produção de petróleo, com especialidade em petrossísmica, integração rocha-perfil-fluido-sísmica, análise de atributos elásticos, experimentos e modelagem estatística de física de rochas, classificação de fácies, análise de viabilidade, AVO, inversão sísmica e interpretação sísmica quantitativa das propriedades de reservatórios. Atualmente tem realizado estudos e implementação de modelos de física de rochas que forneçam módulos elásticos efetivos aplicáveis às rochas carbonáticas em geral; e estudos petrossísmicos avançados de modelagem e calibração dos reservatórios do Pré-Sal. A utilização destes modelos na inversão geoestatística e geração de parâmetros para construção dos modelos geomecânicos

Referências

HORN, B.L.D., OLIVEIRA, A.A., SIMÕES, M.S., BESSER, M.L., ARAÚJO, L.L. DE, 2022. mapa_geologico_bacia_do_parana_vr1.

MATTER, J. M., STUTE, M., SNAEBJORNSDOTTIR, S. O., OELKERS, E. H., GISLASON, S. R., ARADOTTIR, S., BROECKER, W. S. (2016). Rapid carbon mineralization for permanent disposal of anthropogenic carbon dioxide emissions. Science, 352(6291), 1312–1314.

OELKERS, E. H., ARKADAKSKIY, S., AFIFI, A. M., HOTEIT, H., RICHARDS, M., FEDORIK, J., DELAUNAY, A., TORRES, J. E., AHMED, Z. T., KUNNUMMAL, N., & GISLASON, S. R. (2022). The subsurface carbonation potential of basaltic rocks from the Jizan region of Southwest Saudi Arabia. International Journal of Greenhouse Gas Control, 120, 103772.

POLITES, E. G., SCHAEF, H. T., HORNER, J. A., OWEN, A.T., HOLLIMAN JR., J. E., MCGRAIL, B. P., MILLER, Q. R. S. Exotic Carbonate Mineralization Recovered from a Deep Basalt Carbon Storage Demonstration; Environmental Science & Technology 2022 56 (20), 14713-14722.

XIONG, W, WELLS, R. K., MENEFEEC, A. H., SKEMER, P., ELLIS, B. R., GIAMMAR, D. E., 2017. CO2 mineral trapping in fractured basalt. International Journal of Greenhouse Gas Control 66, 204- 217.

Amígdala de apofilita e escolecita e basalto. Amostra do grupo PET Geologia

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Publicado

31.07.2025

Como Citar

Jeovanini Fucks, W., Tauscheck Zielinski, J. P., Carvalho da Silva, S., Albuquerque Dos Santos, E., Rosales Goncalves Oliveira, A., Costabile de Souza , P., … Maria Nunes Ferreira, C. (2025). STUDY OF CHEMICAL REACTIVITY FOR CO2 MINERALIZATION POTENTIAL IN VOLCANIC ROCK PLUGS FROM THE SERRA GERAL GROUP. Boletim Paranaense De Geociências, 83(2), 1–6. https://doi.org/10.5380/bpg.v83i2.99867

Edição

v. 83 n. 2 (2025): GeoMinE

Seção

Artigos do GeoMinE

Licença

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