Científicos desarrollan un sensor que puede evitar desastres medioambientales por derrames de combustible

El Oleoducto Colonial, que transporta combustible desde Texas a Nueva York, en Estados Unidos, se rompió el otoño pasado, arrojando un cuarto de millón de galones de gasolina en la zona rural de Alabama. Para cuando se detectó la fuga durante la inspección de rutina, los vapores de la gasolina liberada eran tan fuertes que impedían la reparación de la tubería durante días.

Ahora, científicos están desarrollando una tecnología que alertaría a los administradores de tuberías sobre fugas tan pronto como comience la ruptura, evitando los desastres ambientales y las interrupciones en la distribución de combustible que resultan de las filtraciones de los oleoductos.

Los investigadores presentan su trabajo este domingo en la 255ª Reunión y Exposición Nacional de la Sociedad Americana de Química (ACS, por sus siglas en inglés), que celebra su evento en Nueva Orleans, Estados Unidos, hasta el jueves.

"La ventaja de nuestro sensor es que puede detectar fugas muy pequeñas y los operadores pueden tomar medidas rápidas para repararlas --destaca el líder del proyecto, Veera Gnaneswar Gude, del Departamento de Ingeniería Medioambiental y Civil de la Universidad Estatal de Mississippi, Estados Unidos--. Ya no tenemos que esperar hasta que la fuga esté fuera de control. Además, si somos capaces de desarrollar este sistema a mayor escala, la misma unidad podría tratar los desechos y remediar el suelo y el agua que ha sido contaminada".

Las tuberías son inspeccionadas actualmente por un dispositivo llamado 'smart pig', un sensor electrónico que viaja a través de la tubería detectando grietas o defectos de soldadura. A pesar de la inspección regular, todavía se producen fugas. Gude está desarrollando un sensor que complementaría este proceso al proporcionar información adicional sobre la integridad de las tuberías. Este sensor se adhiere al exterior de la tubería y aprovecha el proceso metabólico de las bacterias para detectar fugas de gas en tiempo real.

En investigaciones anteriores, Gude estudió el uso de microorganismos en el tratamiento de aguas residuales y recientemente se centró en la construcción de biosensores de especies similares. En este nuevo trabajo, está probando bacterias que provocarán un voltaje del cátodo adecuadamente medible y también podrán sobrevivir en un entorno marino para su aplicación en la detección de derrames de petróleo en alta mar. Para que esto funcione, las bacterias deben permanecer robustas a través de un rango de condiciones de alcalinidad, presión y pH.
MEDIANTE EL USO DE BACTERIAS ELECTROGÉNICAS

Un tipo de bacteria que está probando se conoce como "electrogénica", lo que significa que libera electrones a su entorno a través de procesos metabólicos. Gude creó un sensor orgánico compuesto por un ánodo electrogénico compuesto por bacterias que consumen material a base de carbono (gas o petróleo) y expulsan electrones. Los electrones luego viajan a través de una resistencia a un cátodo.

Un conjunto diferente de bacterias, hambrientas de electrones, reside en el cátodo fomentando el flujo de electrones. Un aumento en los procesos metabólicos de las bacterias del ánodo se corresponderá con un incremento del voltaje en el sensor, lo que podría alertar a un técnico sobre una posible fuga. "El sensor no es difícil de implementar --dice Gude--. Colocar el sensor en una tubería no es un gran desafío. Es una técnica muy versátil".

Actualmente, Gude está buscando un medio para inmovilizar la bacteria. Está probando plásticos de alta porosidad y películas de base biológica que optimicen el área de superficie que las bacterias electrogénicas pueden cubrir. Una vez que las bacterias resistentes se identifican e inmovilizan, se pueden usar como detectores de fugas en una variedad de aplicaciones de perforación y transporte de petróleo, incluida la fracturación hidráulica. Es posible que en algún momento en el futuro el sensor se pueda rociar como un recubrimiento en el exterior de las tuberías asegurando que toda la longitud se monitoree continuamente.