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Medición de alcalinidad en el agua de fracturación hidráulica

La fracturación hidráulica o fracking (palabra compuesta del inglés Hydraulic Fracturing), es un proceso donde el gas natural se libera de las rocas sedimentarias del subsuelo o de sus capas arenosas. Se realiza una perforación en el suelo hasta alcanzar los depósitos  sedimentarios.

Se mezcla agua con un material abrasivo (típicamente arena u otro material texturizado) y varios químicos, se inyecta esta mezcla a altas presiones en la perforación realizada causando pequeñas fracturas en el sedimento, regularmente de 1 mm de ancho. Una vez que se libera la presión de la fractura, el material abrasivo evita que la fractura se vuelva a cerrar, permitiendo que el gas natural y el petróleo estén accesibles a través de estas fracturas. La fuente de agua para la mezcla de fracturación se obtiene de fuentes naturales, del mismo subsuelo o transportada al lugar de perforación por medio de camiones transportadores o pipas. Las propiedades del agua fuente pueden reducir la efectividad del proceso de fracking. Uno de los parámetros que es de especial importancia es la alcalinidad. Una alta alcalinidad del agua puede causar incrustaciones en las bombas de inyección de la mezcla de fracking y en los tanques de mezclado donde se incorpora el agua, los químicos y el abrasivo.

Aplicación:

Un cliente contactó a Hanna Instruments para solicitar un equipo que midiera la concentración de carbonatos del agua del subsuelo. Esta compañía es parte de las operaciones de extracción de agua del subsuelo para tranportarla en camiones al lugar del fracking. El cliente está localizado en un área que tiene un suelo de roca caliza, por lo que tienen aguas con un alto nivel de alcalinidad. Los valores de alcalinidad van de 300 ppm hasta 2000 ppm CaCO3. Los responsables del fracking no comprarían agua para fracking con un valor de alcalinidad mayor a 1000 ppm CaCO3 debido a los problemas potenciales de incrustación. El cliente estaba enviando muestras de agua a un laboratorio local para su análisis, lo cual era muy caro y tomaba de 1 a 2 semanas tener los resultados. El cliente estaba interesado en un equipo que se pudiera usar en el lugar de recepción para analizar el agua de los camiones que llegaban, y asegurar que tuviera la alcalinidad específica para el proceso,  al mismo tiempo que fuera sencillo de usar para los operadores de los camiones. Hanna ofreció el mini titulador HI 84531 para análisis de la alcalinidad. Al cliente le agradó que el mini titulador fuera muy sencillo de manejar y que no requiriera recipientes de vidrio debido a que incluye un vaso graduado de plástico. El cliente solicitó una solución con un 5% de exactitud, así que quedó satisfecho con la exactitud del 3% que ofrece el equipo. Debido a que el pH inicial del agua del cliente era de 7.2-8.0, la única alcalinidad presente en la muestra era una alcalinidad débil, principalmente del ion bicarbonato, por lo que se utiliza el método para alcalinidad total con un punto de equivalencia a un pH de 4.5. Finalmente, el cliente apreció la facilidad con que se calibra el equipo, ya que los usuarios principales no eran personal técnico, y la función de CalCheck les ayudó a conocer la condición de electrodo de una forma fácil, asegurando una alta exactitud en cada una de las mediciones.

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