Dos investigadores de la Universidad Estatal de Colorado están examinando cómo se mueven las nanopartículas bajo tierra, conocimiento que eventualmente podría ayudar a mejorar la recuperación en campos petrolíferos y descubrir adónde viajan los productos químicos de fracturación hidráulica.

Vivian Li, profesor asistente en el Departamento de Diseño y Merchandising, y William Sanford, profesor asociado del Departamento de Geociencias, están tratando de encontrar patrones en cómo ciertas nanopartículas se mueven bajo tierra. Si tiene éxito, podrían entrenar las nanopartículas para que indiquen cuándo están presentes sustancias químicas específicas en el subsuelo, incluidos los que se encuentran en depósitos de agua subterráneos. Estas nanopartículas "inteligentes" modificadas, conocidos como trazadores, podría detectar niveles altos de pH o la presencia de productos químicos de fracturación hidráulica.

En la fase inicial de su investigación, financiado a través de una subvención del CSU Water Center, Li y Sanford están probando su nanopartícula de carbono especialmente diseñada para ver cómo se mueve a través del suelo. Una vez que entienden cómo viaja la partícula a través de varios entornos subterráneos, Con el tiempo, podría utilizarse para buscar sustancias químicas en algunos de los entornos subterráneos más hostiles de la tierra.

"También queremos ver cómo las nanopartículas afectan la composición del entorno natural y cómo ciertos elementos que se encuentran en el suelo alteran la composición de la nanopartícula". "explicó Li.

Temperatura, saturación de agua, y la composición física y química del suelo son los principales factores que pueden alterar el movimiento de las nanopartículas.

Práctica controvertida

La fracturación hidráulica de pozos ha provocado una tormenta política en los últimos años, ya que los residentes de Colorado han cuestionado los riesgos para la salud y la seguridad de inyectar químicos en el suelo para liberar petróleo y gas natural. Todavía existe un debate sobre si estos productos químicos están dañando el medio ambiente, y algunas preguntas a dónde van los productos químicos después de la inyección, por temor a que puedan estar contaminando los suministros de agua subterránea.

Usando trazadores, Li y Sanford teorizan que podrían inyectar las partículas en la tierra cerca de los sitios de fracturación hidráulica y permitirles seguir los caminos del flujo de agua subterránea a una distancia del sitio de inyección. Si los trazadores recuperados son fluorescentes, están reaccionando a la sustancia química de fracturación hidráulica para la que fueron diseñados para detectar, demostrando el camino que recorrieron esos productos químicos.

Continuando con el trabajo de posdoctorado de Li, Estos trazadores también podrían usarse para mejorar la recuperación de petróleo de las reservas en las profundidades de la tierra, lo que permitiría a los científicos aumentar la cantidad de aceite que se puede bombear, ahorrando tiempo y dinero en la perforación de nuevos pozos.

"Solo se está explotando alrededor del 50 por ciento de los depósitos de petróleo de la tierra, "Dijo Li." Con el potencial de agotar rápidamente las actuales reservas de petróleo, la necesidad de mejorar la recuperación de petróleo y encontrar el otro 50 por ciento oculto se vuelve extremadamente importante ".

Condiciones duras

Sin embargo, Estos reservorios suelen estar muy profundos en el suelo y pueden albergar condiciones extremas que dificultan la supervivencia de las nanopartículas. Muchas nanopartículas que se han desarrollado no pueden soportar la alta salinidad de la reserva de aceite y se deterioran en el proceso de búsqueda del aceite. Sin embargo, Li y Sanford creen que han diseñado una nanopartícula que puede sobrevivir en el entorno hostil y mantener sus habilidades inteligentes durante un largo período de tiempo.

"Los usos de estas nanopartículas son potencialmente bastante extensos, ", explicó Sanford." Al crear partículas inteligentes, podemos ver cómo se distribuyen los contaminantes en el subsuelo, se puede realizar la recuperación de minerales económicos en el agua, y los usos en la industria petrolera son múltiples ".

Aún en las primeras etapas de la investigación, Li y Sanford están patentando su nueva nanopartícula y continúan probándola en preparación para estudios de campo.