Avaliação do comportamento do sistema água do mar : dióxido de carbono baseada em condutividade e ph do meio

Abstract

A interação entre dióxido de carbono (CO2) e água do mar em ambientes confinados, como o anular de dutos flexíveis utilizados na produção offshore de petróleo, pode provocar alterações físico-químicas relevantes, que podem comprometer a integridade estrutural desses componentes. Neste trabalho, é apresentada uma investigação experimental sobre o comportamento do sistema água do mar - CO2, com foco na evolução da condutividade elétrica e do pH sob diferentes pressões de saturação do gás. A partir do uso de água do mar sintética padronizada (ASTM D1141-98) e sensores específicos, foram propostos ensaios controlados para simular condições significativas de operação. A análise dos resultados pretende compreender como a dissolução do CO2 altera as propriedades do meio aquoso e revela a complexidade do equilíbrio químico envolvido, especialmente em função da liberação de íons e da formação de espécies como bicarbonato e carbonato. A abordagem adotada visa fornecer subsídios para o monitoramento indireto da concentração de CO2 dissolvido, representando uma alternativa viável frente às limitações de sensores comerciais em ambientes laboratoriais ou industriais com alta agressividade química.

The interaction between carbon dioxide (CO2) and seawater in confined environments, such as the annulus of flexible pipes used in the off-shore oil industry, can cause significant physicochemical alterations, which may compromise the structural integrity of these components. In this paperwork, an experimental investigation on the Behaviour of the seawater - CO2 system is proposed, focused on the evolution of the electrical conductivity and pH of the environment under different gas pressures. Through the use of standard synthetic seawater (ASTM D1141-98) and specific sensors, controlled tests were proposed in order to simulate significant operation conditions. The results were analysed, and intend to understand how the dissolution of CO2 alters the properties in the water environment, revealing the complexity of the Chemical equilibrium involved, specially through the ion and other species’ formation such as carbonate and bicarbonate. The approach adopted here intends to provide subsides for the indirect monitoring of the concentration of dissolved CO2, representing a viable alternative to the limitations of commercial sensors in academic, laboratorial or industrial environments which operate under high Chemical aggressiveness.