La scienza può guidare l’uso dei disperdenti durante le fuoriuscite di petrolio sottomarino?

17 aprile 2012

dal Virginia Institute of Marine Science

Due anni fa, questa settimana, il petrolio cominciò a fuoriuscire dal fondale marino nel Golfo del Messico in seguito all’esplosione della piattaforma Deepwater Horizon. Nel complesso, il disastro costò 11 vite umane, rilasciò 4,9 milioni di barili di petrolio greggio e causò impatti ancora non specificati sulla vita marina e sull’economia del Golfo.

Ora, una coppia di ricercatori del Virginia Institute of Marine Science sta utilizzando un contratto di un anno da 350.000 dollari con il Dipartimento degli Interni degli Stati Uniti per testare se le onde sonore possono essere utilizzate per determinare la dimensione delle goccioline di petrolio nel sottomarino. potrebbe aiutare a guidare l’uso di disperdenti chimici durante la pulizia di future fuoriuscite. Lo sforzo è sostenuto anche dal partenariato VIMS-industria.

I disperdenti chimici sono stati convenzionalmente applicati alle macchie di petrolio superficiali per produrre goccioline più piccole che possono essere mescolate più facilmente verso il basso dalle turbolenze oceaniche. La dispersione attraverso un volume d'acqua maggiore riduce la minaccia immediata per la costa e per organismi come uccelli marini, mammiferi marini e tartarughe. La dispersione aumenta anche la superficie disponibile per la decomposizione batterica.

Durante l'evento Deepwater, tuttavia, l'industria petrolifera per la prima volta ha rilasciato disperdenti direttamente in un'esplosione nelle profondità marine. In effetti, degli 1,84 milioni di galloni di disperdenti utilizzati durante la fuoriuscita, il 42% (771.000 galloni) è stato applicato alla testa del pozzo, 5.067 piedi sotto la superficie. L'idea era di ridurre sia la quantità di olio che raggiunge la superficie sia la quantità di disperdenti da applicare.

Oggi, l’efficacia e la sicurezza di questa applicazione disperdente nelle acque profonde rimane sconosciuta, almeno in parte a causa della difficoltà di monitorare la dimensione delle goccioline di petrolio all’interno del pennacchio sottomarino. È qui che entra in gioco la ricerca VIMS.

Il leader del progetto Paul Panetta, uno scienziato dell'Applied Research Associates, Inc. e professore a contratto presso il VIMS, afferma: "Per massimizzare la biodegradazione, i disperdenti sono progettati per produrre goccioline di olio di diametro inferiore a 100 micron. Ma attualmente non sono disponibili strumenti "per monitorare la dimensione delle goccioline nelle esplosioni sottomarine profonde. Il nostro obiettivo è sviluppare tecniche acustiche a tale scopo, offrendo agli operatori del settore un mezzo per valutare l'efficacia dei disperdenti e la quantità da utilizzare."

Esistono strumenti per misurare la dimensione delle goccioline all'interno delle chiazze di petrolio disperse sopra e appena sotto la superficie del mare, inclusi fluorimetri ultravioletti e LISST (per scattering e trasmissometri laser in situ). Ma questi dispositivi ottici sono poco adatti per l’uso all’interno di pennacchi di petrolio altamente opachi.

Gli strumenti e le tecniche acustiche offrono un’alternativa promettente. "C'è una ragione per cui molti mammiferi marini usano il suono piuttosto che la vista per le comunicazioni a lunga distanza", afferma il membro del team Carl Friedrichs, cattedra di scienze fisiche e capo del laboratorio di idrodinamica costiera e dinamica dei sedimenti al VIMS. "La luce non può arrivare così lontano nell'acqua, per non parlare dell'acqua torbida, rispetto alle onde sonore." Friedrichs osserva che gli strumenti acustici tendono anche ad essere meno delicati rispetto ai loro omologhi ottici e sono maggiormente in grado di resistere al "biofouling" e alle alte pressioni delle profondità marine.

Panetta e Friedrichs hanno condotto i primi esperimenti per il progetto nel dicembre 2011 presso l'Ohmsett Wave Tank di Leonardo, nel New Jersey, che funge da National Oil Spill Response Research & Renewable Energy Test Facility per il Dipartimento degli Interni degli Stati Uniti. Questo bacino di cemento da 2,6 milioni di galloni, uno dei più grandi serbatoi di onde del mondo, misura 666 piedi di lunghezza, 65 piedi di larghezza e 11 piedi di profondità. È dotato di un immenso pistone per generare onde alte fino a 3 piedi, un sistema di distribuzione e recupero dell'olio e un ponte motorizzato per il dispiegamento degli strumenti.

Durante i test Ohmsett, Panetta e Friedrichs hanno confrontato le prestazioni di strumenti ottici e acustici presi in prestito dai loro laboratori al VIMS, trasmettendo, ricevendo e interpretando le onde sonore e la luce mentre si riflettevano contro un impasto acquoso composto da 20 parti di olio e 1 parte di disperdente.