Investigadores desarrollan un compuesto que hace más sostenible el fracking geotérmico

La extracción de calor de las rocas utiliza menos presión y consume menos agua

Geotermianline.com.-  La geotermia profunda estimulada para la producción de energía eléctrica o la extracción de calor del subsuelo a temperaturas elevadas es relativamente fácil de gestionar pero no tanto mantener sostenibles los yacimientos de calor geotérmicos, informa Genoa Blankenship.

Según una información publicada por Ingeniería y química sostenibles, el proceso mecánico de fracturación hidráulica crea una malla de  fracturas a través de la inyección de fluido a alta presión en las formaciones rocosas profundas lo que permite la transferencia de calor de la roca al fluido inyectado a un alto coste.

Los fluidos utilizados en los sistemas geotérmicos mejorados (EGS) son costosos e ineficientes en temperaturas muy elevadas. Son los habituales en la industria del petróleo y el gas porque requieren grandes volúmenes de agua y pueden afectar a los acuíferos subterráneos próximos a los yacimientos geotérmicos.StimuFrac ACS cover

Con el apoyo técnico y financiero de la Oficina de Tecnologías Geotérmicas  del Departamento de Energía de los Estados Unidos, investigadores del Laboratorio del Pacífico Noroeste (PNNL) han desarrollado un fluido de fractura ecológico llamado StimuFrac ™ que aprovecha presiones más bajas para fracturar rocas altamente impermeables en los EGS.  StimuFrac aborda este importante desafío de EGS creando fracturas potencialmente más seguras y rentables que penetran en los depósitos de alta temperatura. El equipo de PNNL identificó recientemente dos procesos que generan fracturas de roca más grandes a presiones más bajas con StimuFrac.

«Después de seis años desde el desarrollo de esta tecnología, ahora sabemos cómo funciona», ha declarado el químico de PNNL Carlos A. Fernández  . «Conocíamos los beneficios de StimuFrac pero no entendíamos el mecanismo para fracturar a presiones más bajas en comparación con los  fluidos convencionales utilizados hasta ahora».

Solución de poliamida

El equipo de PNNL realizó un monitoreo digital de la aplicación de  StimuFrac y observó que el bombeo de una solución de polialilamina, combinada con dióxido de carbono inyectado, forma un hidrogel que se expande y fractura las rocas calientes a un coste un 60% más barato que con los métodos de fracturación convencionales,  el uso de menos agua y un consumo inferior de energía para el bombeo de inyección. 

Los investigadores confirmaron los  experimentos utilizando fluidos de fractura en sílice fundida, que tiene «propiedades mecánicas similares a las rocas»  en muestras de rocas de una planta de EGS en California.

El equipo observó una reducción de la presión de inyección requerida para generar fracturas en condiciones donde se produce la expansión del volumen. StimuFrac fracturó consistentemente la sílice fundida a presiones 30% inferiores a los fluidos convencionales, según los hallazgos publicados.

Más barato, menos agua

En uno de los procesos, los investigadores comprobaron que la sobrepresión generada por la expansión de volumen activada por CO2 de la solución de polímero de agua la fractura más eficiente observada. El valor de la sobrepresión se determinó utilizando un innovador recipiente de mezcla de alta presión desarrollado por el equipo.

En el segundo proceso, el fluido StimuFrac penetró la roca a presiones más bajas para fracturarla. Lo que significa que este proceso menos energía y es relativamente económico, según Fernández.

Los investigadores evalúan ahora diferentes estrategias de inyección en muestras de rocas a escala. PNNL está buscando socios industriales para la transición a esta tecnología en las plantas de generación geotérmica profunda estimulada para los próximos dos años.