DESARROLLO DE NANOMATERIALES QUE PERMITAN EL GEO-ALMACENAMIENTO DE CO2 GASEOSO EN YACIMIENTOS SOMEROS (2019)

Las emisiones antropogenicas de CO 2 se reportan a nivel mundial como un factor influyente en el progreso del calentamiento global; En la decada de los 50, la concentracion pre-industrial promedio de CO 2 era 280 ppm aproximadamente, la cual ha aumentado un 46.8%, lo cual se relaciona con el patron de aumento de temperatura mundial promedio. Los procesos industriales participan con un 36% de las emisiones de CO 2 a nivel mundial. Una de las principales ventajas del sector industrial es que las emisiones tienen fuentes fijas, lo cual lo hace susceptible a una intervencion; Pero pese a los esfuerzos realizados para disminuir las emisiones de CO 2 antropogenico, los metodos de captura no son suficientes y la concentracion de CO 2 en el ambiente sigue aumentando. Dentro del portafolio de medidas para neutralizar las emisiones de CO 2 a largo plazo, el Panel Intergubernamental de Cambio Climatico-IPCC promueve el proceso de Captura y Almacenamiento de CO 2 -CCS (CCS por sus siglas en ingles Carbon Storage and Capture), el cual cuenta con 3 etapas principales: 1) Captura del CO 2 contenido en gases de combustion, 2) Transporte del CO 2 separado hasta el lugar de almacenamiento y 3) Inyeccion del CO 2 en el lugar de almacenamiento a profundidades promedio de 800 m. A esta profundidad el CO 2 se encuentra en condiciones criticas y su almacenamiento se da principalmente por la ocupacion del CO 2 en el volumen del yacimiento mas que por la interaccion molecular con el mismo. La Agencia Internacional de Energia-IEA estima que entre 2010 y 2035 este proceso permitiria reducir cerca de un 20% de las emisiones antropogenicas de CO 2 , pero la implementacion a nivel industrial tiene diversos inconvenientes relacionados con la primera etapa de separacion del CO 2 y la etapa de inyeccion ya que representan un alto costo tecnico-economico. Con el fin de proyectar una alternativa que permita la masificacion del proceso CCS in situ, se propone una modificacion al proceso CCS convencional, en la cual se elimine la primera etapa de separacion del CO 2 desde los gases de combustion, inyectandolos directamente en el yacimiento a una profundidad inferior a 300 m. A estas condiciones el CO 2 se encuentra en estado gaseoso y el fenomeno de adsorcion controla el proceso de separacion y almacenamiento de CO 2 en yacimientos someros. Debido a la baja densidad que presenta el gas con respeto a la densidad a condiciones criticas, se evalua el uso de nanoparticulas que recubran la superficie del yacimiento y permitan aumentar la capacidad de adsorcion selectiva al CO 2 , basado en interacciones moleculares entre el gas y la superficie del yacimiento modificada. A partir de un metodo de sintesis sencillo, fueron sintetizadas nanoparticulas de carbono con el mayor contenido de nitrogeno posible con el fin de propiciar mayores interacciones moleculares con el CO 2 .  Estas nanoparticulas fueron posteriormente caracterizadas y evaluadas en el proceso de adsorcion de CO 2 a presion atmosferica y alta presion. Como resultado principal se tiene aumentos de capacidad adsorbida de mas de 50000% con respecto a yacimientos de arenisca sin modificacion superficial.