Según un nuevo estudio realizado por científicos de Stanford, la clave para desbloquear energía más limpia podría estar en nuestro ADN. Al combinar ADN sintético con partículas microscópicas, Yuran Zhang y un equipo de investigadores de energía geotérmica esperan aprovechar la amplia disponibilidad, pero a menudo se pasa por altofuente de energía más limpia en todo el mundo.
La energía geotérmica es el calor de nuestra Tierra, y la energía geotérmica se genera extrayendo ese calor y convirtiéndolo en electricidad. Efectivamente, el calor se mueve a través de grietas o fracturas irregulares en las profundidades subterráneas, por lo que los ingenieros geotérmicos deben tener una comprensión detallada del subyacentegeología y la ubicación y orientación de esas fracturas. Aquí es donde el ADN y la tecnología avanzada de nanopartículas entran en la imagen geotérmica.
"Actualmente, las redes de fractura de yacimientos aún son poco conocidas a pesar de los avances en imágenes sísmicas, pruebas de trazadores y otras tecnologías de imágenes y sensores", dijo el primer autor del estudio, Zhang, estudiante graduado en la Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford.
"Los nanotrazadores pueden transportar mucha más información sobre el depósito, desde la distribución de temperatura hasta la geometría de fractura", continuó Zhang.
Los investigadores médicos han experimentado con medicamentos encapsulados en nanopartículas que circulan por todo el cuerpo humano y se derriten o se abren a una temperatura determinada. Si bien las temperaturas dentro de la Tierra son mucho más altas, los nanotrazadores geotérmicos funcionan esencialmente de la misma manera, lo que permite a los investigadores realizar un mejor mapalas fuentes de calor subterráneas
Cuando los ingenieros de yacimientos inyectan trazadores en un campo geotérmico para mapearlo, lo hacen en múltiples sitios distribuidos en un área relativamente grande. Actualmente, cuando las partículas vuelven a aparecer en otros pozos, es casi imposible determinar qué pozocomenzó desde. Esto limita la información crítica necesaria para aprovechar mejor la energía geotérmica.
"Agregar ADN a los nanotrazadores resuelve en gran medida este problema", dijo Zhang. "El ADN tiene un número casi infinito de secuencias. Al codificar cada lote de trazadores con una firma de ADN única, podríamos obtener una imagen mucho más clara de la distribución de temperaturay la geometría de fractura que necesitamos "
En el estudio, Zhang y su equipo incorporaron moléculas de ADN derivadas sintéticamente entre nanopartículas de sílice y una cubierta de sílice adicional. Luego inyectaron estas partículas a través de arena compacta a varias temperaturas para ver si las etiquetas de ADN únicas y las cubiertas de sílice sobrevivieron al viaje, de forma análogaa lo que puedan experimentar en el campo.
"Nos sorprendió descubrir que las partículas podrían sobrevivir a temperaturas tan altas de 302 grados Fahrenheit 150 grados C, lo que significa que posiblemente podrían sobrevivir a los ambientes extremos de los campos geotérmicos", dijo Zhang.
Si bien los campos geotérmicos desarrollados actualmente podrían beneficiarse de una mejor comprensión del subsuelo, el futuro de la energía geotérmica probablemente radica en sistemas geotérmicos mejorados, donde los humanos inyectan agua bajo tierra para fracturar la roca.
"Los resultados de este estudio inicial representan un paso significativo hacia nuestro objetivo de caracterizar los recursos geotérmicos que actualmente son difíciles de explotar", dijo el coautor del estudio Roland Horne, director del Programa Geotérmico de Stanford.
"Cada sistema geotérmico mejorado es único en función de la geometría subyacente y la geometría de la fractura", dijo Horne. "Para desarrollar esos sistemas correctamente, necesitaremos saber cómo se unen esas fracturas y cómo se distribuye el campo de temperatura. ADN incrustadolos nanotrazadores podrían ser una herramienta poderosa que ayudaría a aprovechar el potencial global de la energía geotérmica ".
Las estimaciones conservadoras indican que la energía geotérmica podría, algún día, proporcionar el 5 por ciento del suministro de energía mundial si se pueden optimizar los sistemas geotérmicos mejorados. Si bien ese número puede sonar pequeño, Horne y Zhang ven que la geotermia juega un papel importante en nuestro futuro energético.
"El cinco por ciento de 22,000 billones de kilovatios-hora sigue siendo mucha energía", dijo Horne.
El informe está en línea en: http://pangea.stanford.edu/ERE/db/GeoConf/papers/SGW/2016/Zhang1.pdf?_ga=1.110877829.1235586263.1376750497
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford . Original escrito por Miles Traer. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cite esta página :