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Desarrollado un sistema para descontaminar el agua producida en la fracturación hidráulica

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  • Desarrollado sistema descontaminar agua producida fracturación hidráulica

Perforar un pozo para la extracción de hidrocarburos mediante fracturación hidráulica o “fracking” puede precisar entre 6.000 y 60.000 m3 de agua. Una vez en funcionamiento, el agua producida que regresa a la superficie junto con los hidrocarburos extraídos es una mezcla del agua inyectada con hidrocarburos, sustancias químicas y sales. La mayor parte se elimina mediante inyección subterránea en pozos; menos del 1% se reutiliza.

¿Es posible reutilizar el agua producida durante la fracturación? Sí, podemos dejar que los microorganismos hagan el trabajo de descontaminación. Un equipo de científicos del Laboratorio de Berkeley (Departamento de Energía de EE. UU.) está desarrollando un sistema para eliminar los compuestos tóxicos del agua producida para poder reutilizarla en otros sectores como la agricultura o la generación de energía. “La demanda de agua potable va en aumento; nuestros recursos naturales están casi al límite, y el cambio climático empeorará las cosas. Es urgente encontrar formas de reutilizar el agua que ya se ha extraído del medio ambiente”, comenta Susannah Tringe, investigadora en genómica de microorganismos y co-líder del proyecto.

La mayoría de las ciudades llevan años utilizando tratamientos biológicos para la depuración de sus aguas residuales. En teoría, el proceso es sencillo: se trata de encontrar el tipo de microorganismos que puedan descomponer los contaminantes en cuestión y cultivarlos en un birreactor. Luego se añade el agua residual a dicha comunidad, donde una o más especies metabolizan los compuestos tóxicos en diferentes moléculas, que posteriormente son utilizadas por otras especies, etc.; el ciclo continuaría hasta obtener solo agua, gas nitrógeno y dióxido de carbono. Tras pasar por un sistema de filtración y desinfección, el agua podría ser devuelta a la naturaleza o utilizada en la mayoría de las aplicaciones industriales.

El tratamiento biológico consume menos energía y es más rentable que otras técnicas, por lo que se considera una de las mejores formas de eliminar compuestos orgánicos y nutrientes de las aguas contaminadas. Pero encontrar la receta adecuada puede llevar mucho tiempo. La mayoría de las comunidades de microorganismos que se utilizan para tratar las aguas residuales se encontraron mediante experimentos de ensayo y error con muestras de microorganismos que se encontraban de manera natural en aguas residuales y entornos extremos. Un grupo de investigadores de la Escuela de Minas de Colorado, dirigido por el ingeniero civil y ambiental Tzahi Cath, ha dedicado varios años a seleccionar y aclimatar microorganismos, demostrando que pueden adaptar su metabolismo y fisiología para alimentarse de los compuestos en el agua producida durante la fracturación hidráulica, sobreviviendo en un entorno que es inhóspito y posiblemente tóxico para la mayoría de los organismos.

Sin embargo, es necesario optimizar dicha comunidad de microorganismos para lograr una mayor eficiencia, y es ahí donde los científicos del Laboratorio Berkeley entran en juego. En la era actual es posible modificar microorganismos genéticamente, insertando genes que codifican proteínas específicas, pero diseñar microorganismos para el tratamiento del agua producida no es una tarea sencilla. Es necesario descubrir qué proteínas llevan a cabo las funciones pertinentes, y luego averiguar qué genes las codifican. “Nuestro objetivo final es desarrollar un sistema completo de tratamiento que pueda eliminar los contaminantes del agua producida en 24 a 48 horas”, comenta Cath. Para eliminar las sales en el agua producida, será necesario un proceso adicional de desalación, que no puede ser llevado a cabo de manera eficiente por microrganismos.

No se puede producir petróleo sin agua. De media, se producen 15 barriles de agua residual por cada barril de petróleo que se extrae, y en California solamente la extracción de hidrocarburos genera más de 490 millones de m3 de aguas residuales cada año. Este proyecto de investigación permitirá convertir dicho residuo en un recurso.

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