Potencial desarrollo de técnica por espectrofotometría UV-VIS para la determinación de litio en agua de formación y su aplicación para el mapeo de yacimientos

Abstract

En función de la creciente importancia del potencial de recupero de litio contenido en aguas de formación, se identificó la necesidad de disponer de una técnica rápida que permitiera efectuar un mapeo preliminar de este elemento. En este marco, el presente trabajo tuvo por objetivo evaluar la factibilidad de determinar litio en muestras de agua de formación mediante espectrofotometría ultravioleta-visible (UV-Vis), como una alternativa analítica de rápida respuesta y menor complejidad operativa en comparación con las técnicas convencionales de laboratorio. La investigación se estructuró en dos etapas metodológicas, correspondientes a la determinación directa e indirecta del elemento, desarrolladas de manera progresiva a partir de los resultados obtenidos en cada instancia. Inicialmente, se evaluó la factibilidad de la medición directa del litio, y posteriormente se avanzó hacia un enfoque indirecto basado en la formación de un complejo cromóforo, con el objetivo de mejorar la respuesta analítica del sistema. En este proceso, se estudió la influencia de distintas variables experimentales, entre ellas el solvente de reacción, el pH del medio, la presencia de agentes enmascarantes y la temperatura, identificándose condiciones que favorecen la formación del complejo y permiten mejorar la sensibilidad de la respuesta analítica. Posteriormente, se analizaron muestras de agua de formación, matrices de elevada complejidad química, a fin de evaluar el comportamiento de la metodología en condiciones representativas de campo. Los resultados obtenidos evidenciaron una respuesta analítica frente a distintas concentraciones de litio en solución y permitieron establecer bases experimentales relevantes, identificando limitaciones, variables críticas y aspectos a considerar para futuros desarrollos. En este sentido, se destaca como principal ventaja del enfoque propuesto su rapidez de respuesta, lo que lo posiciona como una herramienta potencial para análisis preliminares y estudios exploratorios en el ámbito de la industria petrolera.

Due to the growing importance of the potential recovery of lithium from formation waters, the need for a rapid technique that allows for the preliminary mapping of this element was identified. In this context, the present work aimed to evaluate the feasibility of determining lithium in formation water samples using ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrophotometry as a rapid-response analytical alternative with lower operational complexity compared to conventional laboratory techniques. The research was structured into two methodological stages, corresponding to the direct and indirect determination of the element, which were developed progressively based on the results obtained in each instance. Initially, the feasibility of direct lithium measurement was evaluated, and subsequently, the study advanced toward an indirect approach based on the formation of a chromophore complex, aiming to improve the analytical response of the system. In this process, the influence of different experimental variables was studied, including the reaction solvent, the pH of the medium, the presence of masking agents, and temperature, identifying conditions that favor the formation of the complex and improve the sensitivity of the analytical response. Subsequently, formation water samples, matrices of high chemical complexity, were analyzed to evaluate the behavior of the methodology under representative field conditions. The obtained results demonstrated an analytical response to different concentrations of lithium in solutions and allowed the establishment of relevant experimental bases, identifying limitations, critical variables, and aspects to consider for future developments. In this regard, the rapid response of the proposed approach stands out as its main advantage, positioning it as a potential tool for preliminary analyses and exploratory studies within the petroleum industry.