Resumen de Desarrollo de nanomateriales para el geoalmacenamiento de CO2 en yacimientos someros
Elizabeth C. Rodríguez Acevedo
El proceso de captura y almacenamiento de carbono (CCS por sus siglas en inglés) ha sido propuesto como un método efectivo para la reducción de las emisiones de CO2 provenientes de la industria, pero su implementación a nivel industrial no ha sido exitosa debido a consideraciones técnico-económicas asociadas a dos etapas principales: 1) Separación inicial del CO2 de los gases de combustión y 2) Inyección del CO2 en depósitos geológicos profundos, más de 300 m, en donde el CO2. A estas condiciones el CO2 se encuentra en condiciones supercríticas y su almacenamiento se debe principalmente al llenado de la estructura porosa del yacimiento. Este trabajo propone por primera vez en el mundo, un proceso mejorado de captura y almacenamiento de carbono, e-CCS, en el cual la etapa inicial de captura/separación de CO2 es suprimida y los gases de combustión son inyectados directamente al yacimiento superficial (<300 m). En este caso, el proceso de selectiva adsorción controla la captura in-situ de CO2 gaseoso y su almacenamiento. Para esto, es indispensable modificar la superficie de yacimiento con el fin de incrementar la capacidad de adsorción y la selectividad del CO2. Adicional a esto, el agente modificante no debe obstruir la estructura porosa natural del yacimiento con el fin de evitar problemas operacionales. En este sentido, la nanotecnología, por primera vez en el mundo, podría ser usada como agente modificador de la superficie del yacimiento, debido a ventajas relacionadas con la síntesis a medida, obteniendo materiales con características fisicoquímicas específicas al proceso de adsorción selectiva; Además, su tamaño nanométrico permite su uso sin obstrucción del medio poroso del yacimiento. En este trabajo fueron sintetizadas y caracterizadas diversas nanoestructuras. Luego, arenisca tipo Ottawa y arenisca de yacimientos reales de crudo, fueron impregnadas con nanofluidos compuestos por nanomateriales dispersos en agua desionizada. El desempeño de estos sistemas en el proceso de adsorción fue evaluado a diferentes condiciones de temperatura (0, 25 and 50 ° C) y presión (3 × 10-3 MPa a 3.0 MPa), tratando de simular las condiciones de un yacimiento. Para los mejores nanomateriales el sistema fue modelado y simulado a diferentes condiciones de presión y concentraciones de CO2-N2, por medio de la Teoría de la Solución Ideal Adsorbida (IAST por sus siglas en inglés), usando datos experimentales obtenidos y el software libre PyIAST. Los resultados obtenidos son prometedores y competitivos en comparación con los reportado en la literatura, además en la aplicación se obtienen incrementos de más de 60000% en la capacidad de adsorción de CO2 con concentraciones de 20% en masa de nanomaterial.
