Minimizzare la formazione di incrostazioni dalla scala di grandezza nanometrica alle dimensioni reperibili sul campo
L’intasamento dei tubi ne riduce l’efficienza, aumenta il costo di manutenzione e può interferire sulla sicurezza nei settori relativi a energia geotermica, gas e petrolio. Una rete per la formazione iniziale (ITN) finanziata dall’UE ha riunito i partner accademici e industriali leader che permettono di migliorare la comprensione attuale dei meccanismi e lo sviluppo di soluzioni. Per raggiungere questo obiettivo, il team MINSC (Mineral scale formation: From the atomic to the field scale) ha formato 15 giovani ed esperti ricercatori sulla nucleazione e la crescita di minerali importanti, tra cui carbonati, barite, ossalati e silicati, in presenza ed assenza di vari inibitori. A livello molecolare, le parti interessate hanno applicato per la prima volta dei metodi microscopici e di diffusione in situper acquisire conoscenze sulla crescita e formazione delle incrostazioni di minerali. Gli studi sono iniziati con sistemi puri per determinare meccanismi e tassi di incrostazione, all’interno di soluzioni prive di inibitori. I test a livello macroscopico e sul campo hanno generato un gran numero di dati. In combinazione con il lavoro di modellazione, i dati sperimentali sulla formazione e crescita delle incrostazioni minerali sono stati collegati con gli effetti sull’efficienza dei sistemi di produzione di energia geotermica. In particolare, un modello del flusso di fluido alla Reykjavik Energy ha perfettamente riprodotto i risultati ottenuti in laboratorio e sul campo riguardanti la precipitazione di silice in condizioni diverse, portando a due pubblicazioni molto ad alto impatto. Le parti interessate del progetto MINSC hanno inoltre valutato i tassi di formazione delle incrostazioni e la reattività dei minerali, a livello superficiale e in massa, in presenza di inibitori. Sulla base dei risultati, i membri del progetto hanno sviluppato un prototipo di monitoraggio continuo, per misurare le concentrazioni di silice in condizioni reperibili nelle soluzioni geotermiche presenti in Islanda. Inoltre, i dati termodinamici e cinetici sono stati usati per sviluppare un modello per l’industria petrolifera. La rete per la formazione iniziale MINSC ha prodotto miglioramenti circa l’attuale comprensione relativa alla formazione di incrostazioni minerali e alla relativa crescita in presenza o assenza di inibitori. I nuovi metodi ideati per attenuare questi problemi dovrebbero avere un forte impatto sui settori energetici e sul panorama energetico europeo nel suo complesso.
Parole chiave
Formazione di incrostazioni, energia geotermica, MINSC, modello fluidodinamico, silice
