Los nanoinformadores fluorescentes creados en la Universidad de Rice pueden decirles a los productores de petróleo qué tan "amargo" es un depósito en función de su contenido de sulfuro de hidrógeno. Haga clic para ampliar la imagen. Crédito:Chih-Chau Hwang
(Phys.org) —Científicos de la Universidad de Rice han creado un detector a nanoescala que verifica e informa sobre la presencia de sulfuro de hidrógeno en el petróleo crudo y el gas natural mientras todavía están en el suelo.
El nanoinformador se basa en un material de carbono de tamaño nanométrico desarrollado por un consorcio de laboratorios de arroz dirigido por el químico James Tour y es el tema de un nuevo artículo publicado este mes en la revista American Chemical Society. Materiales e interfaces aplicados de ACS .
La exposición limitada al sulfuro de hidrógeno causa dolor de garganta, dificultad para respirar y mareos, según los investigadores. La nariz humana se desensibiliza rápidamente al sulfuro de hidrógeno, conduciendo a una incapacidad para detectar concentraciones más altas. Eso puede ser fatal ellos dijeron.
Por otro lado, El sulfuro de hidrógeno también es una molécula de señalización biológicamente importante en procesos que incluyen dolor e inflamación. Tour dijo que los químicos han sintetizado sondas fluorescentes para detectarlo en el cuerpo. El equipo de Rice aprovechó ese trabajo utilizando las sondas para crear detectores de fondo de pozo para campos petroleros.
El petróleo crudo y el gas natural contienen inherentemente sulfuro de hidrógeno, que desprende un olor a "huevo podrido". Incluso una traza del 1 por ciento de azufre convierte el petróleo en lo que se conoce como "crudo agrio, "que es tóxico y corroe las tuberías y los buques de transporte, Tour dijo. Los pasos adicionales necesarios para convertir lo agrio en crudo "dulce" son costosos.
Una imagen de microscopio electrónico muestra nanopartículas de negro de carbón modificadas mediante la adición de alcohol polivinílico para la detección de sulfuro de hidrógeno en el fondo del pozo en pozos de petróleo y gas. Haga clic para ampliar la imagen. Crédito:The Tour Group
"Por eso, es importante conocer el contenido de lo que extrae del suelo, y cuanto antes mejor, "Dijo Tour.
Dirigido por los profesores de Rice Tour, Michael Wong y Mason Tomson y la investigadora Amy Kan, la universidad ha sido pionera en los esfuerzos para recopilar información de los campos petroleros mediante el uso de nanoinformadores. Los nanoinformadores se diseñaron para detectar e informar sobre la presencia y la cantidad de petróleo en un pozo que de otro modo sería difícil de evaluar.
Ahora el mismo equipo acompañado por el químico Angel Martí, está empleando térmicamente estable, soluble, altamente móvil, nanoinformadores basados en negro de carbón modificados para buscar sulfuro de hidrógeno e informar los resultados inmediatamente después de su regreso a la superficie.
Cuando se expone al sulfuro de hidrógeno, Las propiedades fluorescentes de las nanopartículas cambian inmediatamente. Cuando se bombea de un pozo de producción, las partículas se pueden analizar con un espectrómetro para determinar el nivel de contaminación.
"Este documento es un gran paso porque estamos haciendo que nuestros nanoinformadores detecten algo que no es petróleo, "Wong dijo, lo que sugiere la posibilidad de que las nanopartículas algún día puedan capturar compuestos de azufre antes de que puedan bombearse a la superficie. "Incluso si eso no es rentable, solo tener información sobre el contenido de azufre puede ser suficiente para decirle a una empresa, 'Vamos a cerrar bien esto y pasar a un sitio más limpio' ".
Una mirada más cercana a los nano reporteros de sulfuro de hidrógeno de Rice. Haga clic para ampliar la imagen. Crédito:The Tour Group
La modificación de las partículas con alcohol polivinílico común (PVA) fue la clave para que los nanoinformadores fueran estables a temperaturas de hasta 100 grados Celsius (212 grados Fahrenheit). Ensayos en lechos de arenisca o con dolomita kuwaití real, para imitar entornos de yacimientos petrolíferos, ayudó al equipo a perfeccionar el tamaño y la fórmula para los nanoinformadores que tienen más probabilidades de sobrevivir a un viaje a las profundidades y regresar con datos.
"Descubrimos que cuanto más largas son las cadenas de polímero de PVA, Cuanto más estables eran las nanopartículas a las altas temperaturas a las que están sometidas, "dijo el estudiante graduado de Rice, Chih-Chau Hwang, coautor principal del artículo con su compañero de estudios de posgrado Gedeng Ruan.
"El método de detección es tan sensible que no es necesario bombear grandes cantidades de nanoinformadores al fondo del pozo, ", Dijo Tour." Es muy importante que los trabajadores en el campo sepan sobre aspectos de seguridad, vida útil del equipo y valor del petróleo proporcionado ".
