La fracturación hidráulica es un método ampliamente usado en la extracción de petróleo y gas de formaciones rocosas y de esquisto que no se pueden extraer de otra manera. Este método implica inyecciones subterráneas compuestas mayormente de agua y de una mezcla de aditivos químicos. Estos químicos abarcan desde biocidas y surfactantes hasta inhibidores de corrosión y agentes tensoactivos, muchos de los cuales son usados en otras industrias. Un grupo de investigadores de la Universidad Estatal de Colorado inició un estudio para comprender mejor el destino de estos químicos una vez que se derraman accidentalmente, bien sea, durante las operaciones de transporte o producción de gas y petróleo. En Colorado, muchos de estos derrames suelen ocurrir en suelos cultivables o cerca de ellos.
Los investigadores buscaron descubrir si la degradación de estos químicos en suelos cultivables se ve afectaa por procesos de co-contaminación. El grupo de investigadores lo componen Thomas Borch, profesor del Departamento de Ciencias del Suelo y del Cultivo en la Facultad de Ciencias Agrícolas, donde es profesor adjunto en ingeniería civil y ambiental, y en química; Jens Blotevogel, auxiliar docente en investigación de ingeniería civil y ambiental, y su estudiante, Molly McLaughlin.
Sus resultados se encuentran en digital en la revista Environmental Science and Technology publicada por la Sociedad Estadounidense de Química (ACS, por su siglas en inglés). Un resumen de sus conclusiones aparece en la publicación internacional del 1º de junio distribuida por la ACS.
En la investigación, Borch, Blotevogel y McLaughlin citan un total de 838 derrames de fluidos de fracturación hidráulica en Colorado, reportados a la Comisión para la Conservación de Petróleo y Gas de Colorado en 2014. Estos derrames incluyen únicamente aquellos mayores a 5 barriles del fluido dentro de la plataforma del pozo o más de un barril si era fuera de ella.
Simulando reacciones de los derrames en el laboratorio
Para sus experimentos de validación de conceptos, los investigadores usaron reactores para simular las reacciones químicas y biodegradación de aditivos de fracturación hidráulica derramados sobre suelos cultivables. Esperan más adelante probar sus conclusiones en sitios realmente afectados.
Probaron tres químicos orgánicos reconocidos: Polietilenglicol (PEG), un surfactante usado comúnmente; glutaraldehído, un biocida que previene la corrosión de tuberías de la actividad microbial; y la poliacrilamida, un agente tensioactivo que permite al fluido de fracturación hidráulica penetrar mejor el esquisto. Ellos examinaron cómo estos químicos interactuaban entre sí y con las sales subterráneas naturales.
Descubrieron que el PEG (surfactante) de por sí se biodegrada completamente en los 70 días siguientes al vertido, pero que en combinación con el glutaraldehído (biocida), el PEG permanece en el suelo mucho más tiempo. La biodegradación fue inhibida completamente por las concentraciones de sal típicas de la extracción de petróleo y gas.
Borch declara que “Nuestra motivación para hacer esto se debe a que los químicos suelen salir como mezclas”. Agrega que “Mientras se vea biodegradación de un surfactante bajo condiciones normales, si derramas todo junto a un biocida que elimine la bacteria, es posible que no se descomponga tan rápido el surfactante. Eso fue justamente lo que vimos. Si los químicos no se degradan tan rápido, les da más tiempo de transportarse a aguas subterráneas o a aguas superficiales.”
Examinaron, además, el ciclo de degradación del glutaraldehído (biocida), el cual se completaba en dos meses aproximadamente. Mientras que la poliacrilamida permanecía en el suelo por unos 6 meses, cuando se unía covalentemente con el glutaraldehído, bajaba la toxicidad del biocida de manera efectiva.
Estudios de seguimiento
Dicen los investigadores que lo fundamental es que necesitamos más ciencia que estudie cómo los químicos derramados interactúan entre sí y el entorno químico subterráneo. Esto no sólo aplica a la extracción de petróleo y gas, sino a muchos procesos industriales. Los estudios de seguimiento pueden llevarnos a entender mejor la absorción potencial de contaminantes en cultivos o la contaminación de aguas subterráneas y superficiales, con el fin último de ayudar a mejorar las evaluaciones de los derrames que ponen en riesgo la salud humana.
Blotevogel manifiesta que “No podemos decir que nuestros resultados son válidos para todos los diferentes químicos usados mundialmente en fracturación hidráulica.” Añade que “Deben haber más de 1000 diferentes químicos usados mundialmente y se comportan muy diferente dependiendo cómo se descomponen.”
Borch y Blotevogel publicaron anteriormente un estudio exhaustivo de la toxicidad del biocida en fluidos de fracturación hidráulica y han trabajado juntos por casi 9 años. El estudio de la revista Environmental Science and Technology fue financiado, en primer lugar, por la Escuela de Sostenibilidad Ambiental Mundial de la Universidad Estatal de Colorado (SoGES, por su siglas en inglés), una ayuda económica del Centro de Agua de la Universidad Estatal de Colorado (CSU Water Center) y por el Fondo Borch-Hoppess para la Investigación de Contaminantes del Medioambiente.
Traducción del artículo "Hydraulic fracturing chemical spills on agricultural land need scrutiny, say CSU researchers" publicado en CSU el 1 de junio de 2016
