Investigadores del Texas A&M Energy Institute y del Departamento de Ingeniería Química Artie McFerrin están liderando una importante iniciativa para reducir la cantidad de agua necesaria en el proceso de extracción de gas natural. y tratar las aguas residuales para que sean seguras para su reutilización. Desde principios de la década de 2000, La fracturación hidráulica ha sido el principal proceso de extracción de gas natural en los Estados Unidos. La eficacia del proceso y el acceso a importantes reservas han llevado a un crecimiento económico sustancial mediante el uso de gas de esquisto en la generación de electricidad y en la producción de una amplia variedad de productos químicos de valor agregado. Si bien la fracturación hidráulica es extremadamente eficaz, el proceso requiere grandes cantidades de agua, que típicamente varía de dos a siete millones de galones por pozo. Después de que esta agua se use en el proceso de extracción, vuelve a la superficie como agua residual, que contiene contaminantes naturales como el radio, sales, metales y diversos productos químicos utilizados en el proceso. Estas aguas residuales generalmente se envían fuera del sitio para su tratamiento o se inyectan en un pozo profundo para su eliminación.

El impacto potencial en la industria y la vida cotidiana es tremendo. "El proyecto mejorará la calidad de vida de las comunidades adyacentes a la producción de gas de esquisto, proporcionará una hoja de ruta estratégica para la gestión rentable de las aguas residuales de gas de esquisto, y ayudará a los productores de gas a operar de manera más sostenible, "dijo el Dr. Mahmoud El-Halwagi.

El-Halwagi es profesor, Titular de la Cátedra Bryan de Investigación e Ingeniería en Ingeniería Química y director gerente del Centro de Investigación de Gas y Combustibles de la Estación Experimental de Ingeniería de Texas A&M (GFRC) es el investigador principal (PI) de un proyecto de investigación del Departamento de Energía (DOE) titulado, "Implementación intensificada, Automatizado, Móvil, Diseños operables y novedosos (DIAMOND) para el tratamiento de aguas residuales de gas de esquisto, "se centró en el desarrollo de enfoques operativos y de diseño integrados para sistemas modulares que se pueden implementar en el tratamiento de aguas residuales de fracturación hidráulica.

El equipo de investigadores de Texas A&M está colaborando en este proyecto de $ 5.3 millones con socios de la Universidad de Pittsburgh, La Universidad de Texas en Austin, y Tecnología de Agua Limpia de EE. UU. "El proyecto tiene como objetivo desarrollar tecnologías novedosas y sistemas integrados que conducirán a un cambio de paradigma en la gestión de aguas residuales de gas de esquisto, reduciendo costos, conservar los recursos naturales, y mejorar el impacto ambiental, "dijo El-Halwagi.

Si bien actualmente se utiliza el tratamiento de aguas residuales, a menudo es prohibitivamente caro y rara vez se utiliza. Además, las características de las aguas residuales varían enormemente de un pozo de gas natural a otro. Sin embargo, según el Dr. Joseph Sang-II Kwon, profesor asistente en el departamento de ingeniería química y co-PI en el proyecto, la naturaleza variable de cada pozo presenta una oportunidad única para utilizar sistemas modulares. "La naturaleza modular de los sistemas propuestos se ocupará de la variabilidad de pozo a pozo, como las condiciones geológicas, regulaciones regionales, proximidad y capacidad de las instalaciones de tratamiento, etc., "Dijo Kwon.

Primero, el equipo examinará y modelará las características dinámicas de las aguas residuales, y desarrollar herramientas asistidas por computadora para agilizar el proceso de modelado. Una vez que se caracterizan las aguas residuales, el equipo evaluará todas las opciones convencionales de tratamiento de aguas residuales:pretratar el agua, osmosis inversa, flotación, entre otros, y realizar pruebas experimentales y creación de prototipos con tecnologías modulares novedosas, destilación por membrana, sistemas de ósmosis inversa de contraflujo, nuevos líquidos iónicos con un contactor de membrana polimérica, y campos electromagnéticos. Esta experimentación y pruebas determinarán el enfoque más eficaz para tratar las diferentes características de las aguas residuales de un pozo a otro. Se considerará el impacto ambiental de diferentes enfoques.

Según la Dra. Debalina Sengupta, director asociado de la GFRC, el ciclo de vida de las opciones es fundamental para la sostenibilidad de las opciones elegidas. "Cuando se consideran las tecnologías, raras veces somos capaces de tener en cuenta todos los aspectos de sostenibilidad que la hacen realmente factible. El proyecto DIAMOND considerará la verdadera sostenibilidad de las opciones tecnológicas, y proporcionará la plataforma para predecir y probar opciones futuras ".