EFEITOS DA SALINIDADE NA SOLUBILIDADE DE CO₂ E NO EQUILÍBRIO DO SISTEMA CARBONÁTICO EM ÁGUAS SALINAS

O aumento do CO₂ atmosférico e as estratégias de mitigação das mudanças climáticas vêm estimulando o avanço de tecnologias de Captura, Utilização e Armazenamento de Carbono (CCUS). Compreender o comportamento do sistema carbonático em águas salinas é essencial, pois a solubilidade do CO₂ e o equilíbrio entre as espécies H₂CO₃, HCO₃⁻ e CO₃²⁻ influenciam processos como tamponamento ácido-base, precipitação de minerais e dinâmica geoquímica em reservatórios geológicos. A estabilidade dessas espécies é regida pela Lei da Ação das Massas, e é modulada por parâmetros como pH, pressão parcial de CO₂ e força iônica da solução. A influência da salinidade sobre o equilíbrio carbonático ainda carece de investigações experimentais sistemáticas, especialmente em condições que simulam ambientes salinos utilizados na indústria do petróleo para CCUS. Este estudo objetivou avaliar os efeitos da salinidade sobre a solubilidade do CO₂ e o comportamento do sistema carbonático em águas salinas. O experimento utilizou água subterrânea, proveniente do abastecimento da Universidade Estadual de Campinas (Campinas/SP), com pH inicial de 8,3 e condutividade elétrica de 270 µS cm⁻¹. Foram analisadas alíquotas de 20 mL, tituladas com H₂SO₄ 0,02 N para determinação da alcalinidade parcial (indicando CO₃²⁻) com fenolftaleína (1%) e da alcalinidade total (indicando HCO₃⁻) com uma mistura de verde de bromocresol e vermelho de metila (0,1%, 1:1 v/v). O experimento foi repetido com adição de NaCl comercial até próximo a condutividade elétrica da água do mar. As mesmas amostras foram tratadas adicionalmente com CO₂ de alta pureza borbulhado por 10 minutos em garrafa PET, simulando um CCUS. As medidas de pH e condutividade elétrica foram realizadas com equipamento THERMO ORION, previamente calibrado. A partir dos volumes titulados, foram calculadas as concentrações de CO₂ dissolvido (H2CO3 + HCO3- + CO32-) com base na equação de Henderson-Hasselbalch. Os resultados indicaram que a adição de CO₂ na água natural provocou significativa redução do pH (de ~8,3 para ~5,2), eliminação da alcalinidade à fenolftaleína e aumento expressivo da concentração de CO₂ dissolvido (de ~0,001 para ~1,45 mg L⁻¹), com predominância das formas HCO₃⁻ e H₂CO₃ no sistema. A adição de NaCl elevou substancialmente a condutividade elétrica (até ~51 mS cm⁻¹) e contribuiu para redução do pH inicial (de ~8,3 para ~7,9), efeito atribuído ao aumento da força iônica da solução. Esse aumento da força iônica altera os coeficientes de atividade dos íons presentes, favorecendo a liberação de H⁺ e, consequentemente, a acidificação da água. Na condição salina com adição de CO₂, o pH foi reduzido de ~7,9 para ~5,1, e observou-se um discreto aumento na concentração de CO₂ dissolvido (atingindo 1,49 mg L⁻¹), em comparação à condição de baixa salinidade. Esses achados demonstram que a salinidade influencia diretamente o equilíbrio do sistema carbonático, modulando a distribuição das espécies e a resposta do meio à acidificação. Do ponto de vista aplicado, os resultados são relevantes para a indústria do petróleo, pois indicam que a própria solubilidade do CO₂ em aquíferos salinos - mesmo na ausência de reações de mineralização imediata - pode contribuir para o CCUS, com concentrações de CO₂ dissolvido ao redor de 1,5 mg L⁻¹ sob condições salinas.