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Evaluación del Óxido de Grafeno como Agente Secuestrante de Radionucleidos Naturales de las Series Uranio (238U) y Torio (232Th) en Aguas de Retorno Provenientes del Fracturamiento Hidráulico

Resumen

Recientemente, nuevas tecnologías de extracción de hidrocarburos han sido desarrolladas, sin embargo, algunos problemas ambientales y de salud de los trabajadores no han sido evaluados en profundidad, tales como la transferencia de radionucleidos naturales desde la roca hacia las aguas presentes en la formación. Por ello, usando 8 muestras de roca de pozos procedentes de la Cuenca del Valle Medio Magdalena se realizaron estudios analizando la composición de radionucleidos naturales de las series 238U y 232Th, a través de las espectrometrías alfa y gamma, simulando la interacción roca-fluido que ocurre durante una operación de fracturamiento hidráulico. La fracción líquida obtenida se colocó en interacción con distintos óxidos de grafeno (GO) previamente sintetizados por el método Tour-Marcano, evaluando la eficiencia de remoción de radionucleidos naturales. Adicionalmente, a todas las muestras se les determinó la composición química multielemental por las técnicas ICP-MS, ICP-OES y DRX, antes y después de la interacción con el GO. Las concentraciones de elementos y radionucleidos presentaron gran variabilidad, ratificando el diferente origen y localización de los pozos donde proceden las rocas estudiadas. Se midieron 60 elementos en cada muestra, mostrando una alta variabilidad: V (500 - >1000 ppm), Zn (360 – 3300 ppm), Ni (130 – 1440 ppm) y Cu (50 – 110 ppm). En general, la composición química de las rocas está muy relacionada con las concentraciones de actividad radiactiva. En relación con los radioelementos naturales, el polonio y el torio fueron muy reactivos, con muy bajos valores de movilidad, mientras que el uranio es el elemento más móvil, con factores de transferencia cercanos al 5 %. El orden de movilidad encontrado fue: (238U ~ 234U > 230Th > 232Th ~ 210Po). Finalmente, el GO mostró eficiencias de remoción en el rango 30 – 100 %, según el comportamiento químico de los radioelementos naturales y condiciones químicas de la muestra.