L'oleodotto coloniale, che trasporta carburante dal Texas a New York, rotto lo scorso autunno, scaricando un quarto di milione di galloni di gas nelle zone rurali dell'Alabama. Quando la perdita è stata rilevata durante l'ispezione di routine, i vapori della benzina rilasciata erano così forti da impedire la riparazione delle condutture per giorni. Ora, gli scienziati stanno sviluppando una tecnologia che avviserebbe i gestori delle condutture delle perdite non appena inizia il guasto, evitando i disastri ambientali e le interruzioni della distribuzione del carburante derivanti da perdite di tubazioni.
I ricercatori presentano oggi il loro lavoro al 255esimo incontro nazionale ed esposizione dell'American Chemical Society (ACS).
"Il vantaggio del nostro sensore è che può rilevare perdite molto piccole, e gli operatori possono intervenire rapidamente per ripararli, "dice Veera Gnaneswar Gude, dottorato di ricerca, capofila del progetto. "Non dobbiamo più aspettare che la perdita sia fuori controllo. Inoltre, se siamo in grado di sviluppare questo sistema su scala più ampia, la stessa unità sarebbe in grado di trattare i rifiuti e di bonificare il suolo e l'acqua che sono stati contaminati".
Le condutture sono attualmente ispezionate da un dispositivo chiamato smart pig, un sensore elettronico che percorre il tubo rilevando crepe o difetti di saldatura. Nonostante i controlli periodici, si verificano ancora perdite. Guda, che è alla Mississippi State University, sta sviluppando un sensore che completerebbe questo processo fornendo ulteriori informazioni sull'integrità dei tubi. Questo sensore aderisce all'esterno del tubo, e sfrutta il processo metabolico dei batteri per rilevare fughe di gas in tempo reale.
In precedenti ricerche, Gude ha studiato l'uso di microrganismi nel trattamento delle acque reflue, e recentemente si è concentrato sulla costruzione di biosensori da specie simili. Nello studio attuale, sta testando batteri che susciteranno una tensione catodica adeguatamente misurabile, pur essendo in grado di sopravvivere in un ambiente marino per l'applicazione del rilevamento di fuoriuscite di petrolio offshore. Perché questo funzioni, i batteri devono rimanere robusti attraverso una gamma di alcalinità, condizioni di pressione e pH.
Un tipo di batteri che sta testando è indicato come "elettrogenico, " il che significa che rilascia elettroni nel suo ambiente attraverso processi metabolici. Gude ha creato un sensore organico composto da un anodo elettrogenico composto da batteri che consumano materiale a base di carbonio (gas o olio) ed espellono gli elettroni. Gli elettroni quindi viaggiano attraverso un resistore ad un catodo. Un diverso insieme di batteri, affamato di elettroni, risiede al catodo favorendo il flusso di elettroni. Un aumento dei processi metabolici dei batteri anodici corrisponderà ad un aumento di tensione nel sensore, che potrebbe avvisare un tecnico di una potenziale perdita.
"Il sensore non è difficile da implementare, " dice Gude. "Posizionare il sensore su un tubo non è una grande sfida. È una tecnica molto versatile».
Attualmente, Gude sta cercando un mezzo in cui immobilizzare i batteri. Sta testando plastiche ad alta porosità e film a base biologica che ottimizzano l'area superficiale che i batteri elettrogeni possono coprire.
Una volta identificati e immobilizzati i batteri resistenti, possono essere utilizzati come rilevatori di perdite in una vasta gamma di applicazioni di trasporto e perforazione di petrolio, compreso il frazionamento. È possibile che in futuro il sensore possa essere spruzzato come rivestimento sull'esterno dei tubi assicurando che l'intera lunghezza sia continuamente monitorata.
