Rocas alteradas: una solución química para sanear el agua

Carolina Vespasiano (Agencia CTyS – UNLaM)- Hace ya varias décadas que la región de Neuquén está signada por la actividad petrolífera. En ella se explotan pozos extractivos cuya vida útil está alcanzando sus últimas etapas y, con esto, emergen mayores exigencias en la cantidad y calidad del agua que se requiere para la extracción.

Una vez que los pozos se encuentran agotados o tienen baja presión, comienzan con lo que se conoce como explotación secundaria, una técnica que requiere mayor presión y cantidad de agua que se inyecta para extraer todo el petróleo posible de ellos.

Si bien las instalaciones que se ocupan del tratamiento fueron sobrediseñadas -es decir, construidas para albergar grandes cantidades de fluidos-, las necesidades de la industria van colmando su capacidad y aumentando sus requisitos, como ocurre en muchos de estos pozos que iniciaron la etapa de recuperación terciaria, en la que al agua también se le agregan aditivos químicos.

Es así que este líquido, denominado “agua producida”, adquiere características verdaderamente nocivas para el medio ambiente: su nivel de salinidad supera en cinco veces la concentración de sal en el mar, motivo suficiente para hacer un control exhaustivo de su recuperación.

Por esta problemática, la profesora de la Universidad Nacional de Comahue, Laura Fernández, desarrolló, junto a un equipo de estudiantes avanzados en Ingeniería Química, un filtro a escala prototipo para tratamiento de agua de extracción petrolífera hecho con materiales locales de muy bajo costo y abundantes en la región.

El filtro, cuyo principio de funcionamiento fue probado exitosamente en laboratorio, permite sintetizar en un solo filtrado todas las etapas actuales de tratamiento de agua, cualidad por la que se consagró con el premio INNOVAR 2015, otorgado por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva (MINCYT). El próximo paso de este equipo es la evaluación de su performance a escala industrial.

“Queremos reemplazar la tecnología extranjera con desarrollo local y tener la capacidad de dar una respuesta rápida”, subraya la ingeniera y directora del proyecto en diálogo con Agencia CTyS-UNLaM, quien asevera que “todo ingeniero químico debería estar comprometido con el agua”.

Este dispositivo fue realizado a partir de piezas usadas en la industria y sus principales protagonistas son las puzolanas, rocas volcánicas que han sido químicamente modificadas para que, al pasar el agua sobre ellas, sean capaces de retener el hidrocarburo, diseminado en pequeñísimas gotas de tamaño nanométrico, en su parte superior.

Para lograr esta reacción, la creatividad y la química resultaron fundamentales, porque la puzolana, en su estado natural, es un sólido hidrofílico, es decir, que tiene atracción por el agua y es mojable en ella, pero, en este caso, los científicos necesitaban que se comportara radicalmente al revés, repeliéndola.

De ahí que el equipo consiguió una roca volcánica “hidrofóbica” y, de esa forma, “funcionalizada”, a partir del anclaje de un componente químico en su superficie -el silano-, que se mantiene unido a la puzolana por medio de un enlace covalente con los hidroxilos que allí se encuentran. Esto fue lo que permitió que la unión no se rompa aún con el paso del agua.

Además, este dispositivo no solo cumple la función de erradicar los hidrocarburos, sino que discrimina también el sulfuro de hierro, contaminante con alta presencia en este sector. “La construcción del filtro y el desarrollo de la tecnología local nos parece vital porque las plantas de tratamiento actuales están alcanzando o han superado su máxima capacidad de tratamiento”, alerta la investigadora.

En esa línea, sostiene que “el binomio agua-energía es un compromiso humano” y argumenta que el mejoramiento de la tecnología de filtrado no solo apremia al sector extractor, sino que también es un tema a tratar en las grandes urbes. El agua utilizada en las estaciones de servicio es un ejemplo de ello, ya que fluye hacia los desagües cargada de hidrocarburos.

Actualmente existen equipos que explotan otro mecanismo, como los sistemas de aire disuelto (DAF), que inyectan gas a presión en el agua para formar un enjambre de burbujas que adsorben al hidrocarburo y lo colectan en la superficie, pero estas tecnologías tienen un alto nivel de costo.

A su vez, es frecuente el uso de filtros de arena y otros denominados “inteligentes”, que son importados. Frente a esta variedad, la investigadora subraya la necesidad de desarrollar tecnologías alternativas sustentables, nacionales e innovadoras, y ese pensamiento se ve reflejado en el proyecto que, este año, tiene como meta disponer de diez prototipos a prueba en distintas petroleras.

“Nosotros participamos en la industria desde el punto de vista de la transferencia tecnológica, de manera que sabemos cuales son las necesidades y, por eso, el prototipo surge como una contribución a la sociedad y al desarrollo productivo”, indica.

Al respecto, señala que ese vínculo académico-industrial se forjó con la ayuda de la empresa INSE S.R.L, de la ciudad de Neuquén, que brindó su infraestructura para desarrollar el proyecto a escala prototipo. Concluye que esta unión de ambos sectores debe atender aquellas variables que repercuten en la sociedad y el ambiente en su conjunto: “No podemos permitir que la flora, la fauna o las personas estén contaminadas por el agua. Tenemos que unirnos y, entre todos, salir adelante”.