Fracturamiento hidráulico, también conocido como "fracking, "depende del agua, arena y otros productos químicos para despejar el camino para que los ingenieros eliminen el petróleo o el gas del esquisto (rocas porosas debajo del suelo).

Los ingenieros saben lo que están bombeando al suelo, pero no han entendido por qué han encontrado ciertos compuestos altamente peligrosos en el reflujo:la mezcla de agua, sal y otros productos químicos que fluyen de regreso a la superficie después de ser bombeados a través del esquisto.

Ahora, investigación del laboratorio de Kimberly Parker, profesor adjunto del Departamento de Energía, Ingeniería Ambiental y Química en la Escuela de Ingeniería McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis, muestra que la presencia subterránea de radicales halógenos es clave para la formación de estos compuestos orgánicos halogenados, que son peligrosos para la salud humana y dañinos para el medio ambiente.

La investigación fue publicada el 15 de enero de 2021, en el diario Ciencia y tecnología ambiental .

"Por mucho tiempo, realmente no sabíamos de dónde venían, ", Dijo Parker." Sabíamos que no estaban siendo ingresados ​​en el sistema a propósito. Parecía claro que se estaban generando bajo tierra ".

Además de saber de dónde venían, los investigadores tenían una buena razón para sospechar que los radicales halógenos (moléculas con un electrón desapareado) estaban impulsando la generación de estos compuestos.

Los electrones radicales no apareados los hacen extremadamente reactivos con otras sustancias químicas, incluidos los compuestos orgánicos.

Moshan Chen, un doctorado estudiante en el laboratorio de Parker, abordó este problema porque sospechaba que el fracking era un terreno fértil para la formación de radicales halógenos.

Una razón por la que sospechaba que los radicales halógenos desempeñaban un papel, él dijo, tenía que ver con el "breaker", un aditivo que disminuye la viscosidad del fluido de fracturación hidráulica para que fluya más fácilmente una vez que la lutita se ha fracturado. Contiene persulfato que, en las condiciones extremas del fracking, puede crear radicales sulfato.

Chen también sabía que los fluidos de fracturación hidráulica tienen altas concentraciones de haluros, incluyendo cloruro y bromuro. De hecho, los haluros en los fluidos del fracking se encuentran en concentraciones mucho más altas que en otras aguas salobres, como el agua de mar.

Chen sospechaba que los radicales haluros y sulfato reaccionaban para formar radicales halógenos. Investigaciones anteriores sobre agua de mar y otras salmueras habían demostrado que los radicales halogenados pueden interactuar con compuestos orgánicos para producir compuestos orgánicos halogenados.

Parecio, luego, que todas las condiciones para la formación de estos compuestos tóxicos estaban presentes en el proceso de fracturamiento. Chen consideró algunas investigaciones anteriores sobre el tema, luego ideó un experimento y se dirigió al laboratorio.

Usando experimentos a escala de banco, pudo crear compuestos orgánicos halogenados como los que se encuentran en el flujo de retorno. Pero para estar seguros de que la interacción entre los radicales halógenos y los compuestos orgánicos era realmente necesaria para formar los compuestos orgánicos halogenados, usó un "extintor radical, "una sustancia química que evita que el radical reaccione con los compuestos.

Una y otra vez, el experimento mostró que si el radical no podía interactuar con el compuesto orgánico, no habría compuestos orgánicos halogenados.

El laboratorio de Parker ya está trabajando en la siguiente pieza del rompecabezas, una que debería informar qué, Si alguna, Vale la pena tomar medidas para reducir la creación de estos compuestos peligrosos.

Chen está estudiando actualmente la formación natural de estos compuestos orgánicos halogenados. "Si resulta que gran parte de su producción ocurre de forma natural, y no hay nada que podamos hacer al respecto puede que no sea una buena idea "alterar los procedimientos de fracturamiento para obtener un pequeño retorno".

"Pero si esta vía es la dominante, Parker dijo:"Quizás valga la pena considerar cambiar los productos químicos utilizados en el fracking".