Cuando el dióxido de carbono se almacena bajo tierra en un proceso conocido como secuestro geológico, puede encontrar múltiples vías de escape debido a reacciones químicas entre dióxido de carbono, agua, rocas y cemento de pozos abandonados, según investigadores de Penn State.
Los investigadores investigaron las propiedades de las rocas porosas en las que se inyecta dióxido de carbono. Estas rocas, conocidas como rocas huésped, funcionan como recipientes para el dióxido de carbono. El equipo observó dos rocas huésped abundantes, piedra caliza y arenisca, que tienen diferentes químicospropiedades.
"Estábamos interesados en examinar estas rocas porque se encuentran ampliamente bajo tierra, pero ha habido preocupaciones de que el dióxido de carbono pueda escapar una vez que se inyecta bajo tierra", dijo Li Li, profesor asociado de ingeniería de petróleo y gas natural. "Incluso sino escapa a la superficie de la Tierra, existe la preocupación de que pueda filtrarse en los acuíferos de agua subterránea "
Además de encontrar rocas huésped, el dióxido de carbono almacenado bajo tierra también puede entrar en contacto y disolverse en depósitos de agua salada. Cuando esto sucede, el dióxido de carbono aumenta la acidez del agua salada. La mezcla de alta acidez de agua salada y dióxido de carbono puede disolver ciertos tipos derocas, como piedra caliza, así como revestimientos de cemento en pozos de petróleo y gas abandonados.
"Si este penacho de salmuera saturada de dióxido de carbono alcanza un pozo abandonado, reaccionará con el cemento", dijo Zuleima Karpyn, profesora asociada de ingeniería de petróleo y gas natural y miembro de la facultad de petróleo Quentin E. y Louise L. Wood en petróleoe Ingeniería de Gas Natural ". Esto puede abrir grietas en el cemento dependiendo de las condiciones, lo que aumentaría la probabilidad de escape de dióxido de carbono. Estábamos tratando de evaluar qué sucedería en el proceso si la roca anfitriona reaccionara con elmezcla de dióxido de carbono y agua salada "
Para recrear entornos naturales, los investigadores realizaron un experimento al hacer fluir agua salada rica en dióxido de carbono en dos sistemas diferentes: cemento incrustado en una roca huésped de arenisca y cemento incrustado en piedra caliza. Monitorearon las reacciones químicas que tuvieron lugar y midieroncambios que ocurren en las rocas y el cemento del huésped. Sus hallazgos, publicados en la edición actual de la Revista internacional de control de gases de efecto invernadero , indique que las rocas huésped pueden crear diferentes tipos de vías de escape. La solución de dióxido de carbono y agua salada disolvió partes de la piedra caliza, lo que redujo la acidez de la solución. En ocho días, la piedra caliza perdió el 3 por ciento de su masa y se convirtió en24 veces más permeable que al comienzo de la reacción, lo que significa que los líquidos y gases pueden moverse mucho más fácilmente. El líquido de dióxido de carbono y agua salada también se volvió menos ácido en el proceso de disolución. Como resultado, no disolvió ninguno de loscemento.
"En las interacciones de piedra caliza, la roca se convierte en el medio dominante para la reacción de disolución mientras que el cemento era el reactivo secundario", dijo Karpyn. "Esto significa que es más probable que los pozos permanezcan intactos si tiene piedra caliza. Pero disolviendo ella piedra caliza puede crear vías de fuga, por ejemplo, al formar canales similares a dedos de roca disuelta "
Los investigadores encontraron que lo opuesto es cierto para la muestra de arenisca. En lugar de disolver la arenisca, la solución degradó el cemento. La arenisca perdió muy poca masa y el cemento perdió masa y se volvió más porosa.
Estos hallazgos resaltan la complejidad del secuestro de carbono subterráneo, que es un proceso bajo investigación como un método para reducir los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera.
"El proceso de evaluar si un sitio es apropiado para la inyección tiene que ser específico del sistema y tener en cuenta no solo la química y la composición de las rocas, sino también la facilidad con la que el agua y el dióxido de carbono pueden fluir a través de las rocas huésped,"dijo Li. Peilin Cao, estudiante de doctorado de Penn State, colaboró en esta investigación.
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Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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