Por Shannon Mullane 

The Colorado Sun

Traducción por Dolores Duarte

Investigaciones preliminares demuestran que los virus pueden apropiarse y eliminar bacterias presentes en aguas residuales del sector del petróleo y gas -y potencialmente ofrecer un gran ahorro para la industria- pero los investigadores opinan que no es una cura infalible.

Después de cuatro años de experimentación, un grupo de investigadores de Texas ha conseguido utilizar un tipo de virus -utilizado en medicina para combatir infecciones bacterianas- para matar las bacterias presentes en las aguas residuales de la fracturación hidráulica.

Estas aguas residuales, que pueden contener materiales radiactivos, cancerígenos y, sí, bacterias, a menudo se devuelven al subsuelo para su almacenamiento. Pero, cada vez más, Colorado y otros estados están buscando formas de limpiar las aguas residuales lo suficiente como para que puedan utilizarse en otras operaciones mineras en lugar de agua fresca. Se trata de una idea interesante en Colorado, donde las reservas de agua fresca se han visto mermadas por una megasequía de dos décadas.

¿Podrían los virus realmente ayudar? El potencial está ahí, pero también hay grandes dudas sobre su viabilidad, dicen los investigadores.

“Se trata de ciencia innovadora. Lo sabíamos”, afirma Zacariah Hildenbrand, miembro del equipo de seis investigadores de la Universidad de Texas que publicó un estudio sobre los virus en abril. “Pero la necesidad es la madre de todas las innovaciones, y tenemos que encontrar tecnologías novedosas”.

Las aguas residuales, denominadas aguas producidas, son el principal flujo de residuos generado por la producción de petróleo y gas, según la investigación del grupo publicada en la revista especializada Water. La investigación fue financiada por Biota Solutions, una empresa de investigación de Texas fundada para desarrollar virus que eliminen las bacterias del agua producida.

El petróleo y el gas natural pueden encontrarse a miles de metros bajo el subsuelo, donde se mezclan con agua salobre. A esa profundidad, el agua puede contener compuestos cancerígenos naturales y materiales radiactivos. Es tan salada que, si se utilizara para riego, podría matar las plantas.

Durante el proceso de fracturación hidráulica, las empresas bombean una mezcla de agua fresca, arena y productos químicos bajo tierra, donde se mezcla con petróleo, gas y agua salobre. Ésta vuelve a la superficie y se separa del petróleo y el gas. El resultado es agua producida, que no puede utilizarse para beber o regar, según la normativa estatal.

En Colorado, el agua utilizada para la fracturación hidráulica alcanzó una media de unos 26,000 acres-pies al año entre 2011 y 2020, lo que equivale aproximadamente al 0.17% del agua utilizada en el estado, según la División de Recursos Hídricos de Colorado. Un acre-pie equivale aproximadamente al agua utilizada anualmente por dos o tres hogares.

Los mayores volúmenes de agua utilizados para la fracturación hidráulica se emplean en los condados situados a lo largo de la ladera frontal, en la cuenca Denver-Julesburg.

“En un estado árido como Colorado, donde nos preocupa cuánta agua baja por el río Colorado, esto molesta a mucha gente. Y así debe ser”, afirma Joseph Ryan, profesor de ingeniería medioambiental de la Universidad de Colorado.

El ataque de las “arañas” virales

El complejo cóctel del agua producida también lleva otro ingrediente: bacterias.

Algunas de las bacterias pueden corroer las tuberías, mientras que otras acidifican el gas, lo que lo hace fétido y requiere más procesamiento. Ambas cosas pueden costar dinero a las empresas petroleras y de gas, según Hildebrand.

Históricamente, las empresas han tratado estas bacterias con desinfectantes, como cloro y peróxido de hidrógeno. Pero con el tiempo, las bacterias pueden volverse más resistentes. Para protegerse, cambian la estructura de sus membranas y se vuelven menos permeables, como ponerse gabardina en una tormenta.

Algunas empresas terminan utilizando el doble de productos químicos para eliminar la misma cantidad de bacterias, lo que resulta más costoso y menos sostenible desde el punto de vista medioambiental, explica.

Así que los investigadores se propusieron probar otra tecnología: El bacteriófago.

Los bacteriófagos son virus que infectan bacterias específicas. Son como las arañas de la película “Starship Troopers”, explicó Hildebrand. Una vez que el fago encuentra su bacteria huésped, se engancha a la superficie de la célula, inyecta su ADN en el centro de la bacteria y se apropia de sus mecanismos de replicación.

Después se reproduce hasta que la bacteria explota.

El proceso permite al virus multiplicarse exponencialmente e infectar más células. Pero Hildebrand subraya que el virus sólo se dirige a su bacteria huésped específica, no a ningún otro tipo de célula.

Los bacteriófagos se han utilizado durante décadas en medicina para tratar problemas como infecciones cutáneas, indigestión e intoxicaciones alimentarias causadas por E. coli.

“Bajo el microscopio, a escala atómica, da miedo. Es una guerra civil sin cuartel entre bacterias y virus”, explica. “Pero desde la perspectiva humana, es totalmente inofensivo”.

¿Es el virus suficiente?

El estudio de los investigadores demostró que los bacteriófagos desactivaban con éxito dos cepas de bacterias presentes en el agua producida, pero para que los operadores de petróleo y gas utilicen esta técnica es necesario superar algunos obstáculos importantes.

El agua producida puede contener decenas de miles de cepas bacterianas, lo que significa que los investigadores necesitarían muchas más cepas de virus para desinfectarla. Y ahora mismo no hay suficientes cepas de bacteriófagos disponibles en el mercado para lograrlo, según Hildebrand.

El objetivo es aprender lo suficiente de todas las cuencas para crear un cóctel de 200 fagos que sea una especie de “elimina-todo”. Es un enfoque conservador, dijo. “Una vez que lo construya inicialmente, se renovará por sí mismo en el entorno”.

Posterior a los costos iniciales, la técnica de los bacteriófagos costaría menos de un céntimo por barril, ya que el virus se renueva por sí solo, según las estimaciones económicas de Hildebrand.

Ryan, de la Universidad de California en Boulder, tiene grandes dudas.

Cuando se trata de reutilizar agua producida, la corrosión de las tuberías es un problema menor comparado con la radiactividad, la salinidad y los compuestos cancerígenos, afirma.

Hay tantos microorganismos en el agua que sería difícil encontrar de forma razonable suficientes bacteriófagos para desinfectarla por completo. No hay forma de que arreglar los problemas menores causados por las bacterias merezca la pena el esfuerzo y el costo, dijo.

“Es una solución cuestionable a un problema que no parece ser el más importante si se quiere hacer algo con el agua producida”, afirmó Ryan.

Hildebrand reconoció que la desinfección por sí sola no basta para limpiar el agua producida hasta un nivel reutilizable, pero ayudaría, sobre todo si las bacterias se han vuelto resistentes a otros métodos de desinfección.

Ryan es una de las 31 personas que forman parte del Colorado Produced Water Consortium, integrado por representantes de la industria, el estado, el gobierno federal y el medio ambiente. (Enfatizó que no hablaba en nombre del grupo).

En 2023, la legislatura de Colorado creó el consorcio para estudiar cómo reutilizar y reciclar las aguas residuales procedentes de la fracturación hidráulica. El grupo tiene previsto publicar su cuarto estudio sobre el agua producida el 1 de agosto, uno de los nueve que se presentarán a los legisladores y organismos estatales.

Hope Dalton, directora del consorcio, no quiso hacer comentarios sobre la investigación recién salida del laboratorio.

“En general, la investigación de laboratorio es innovadora y nueva, y no se ha probado”, explicó. “Luego se traslada a la industria y se utiliza a escala piloto. Una vez que se ha probado a escala piloto, se puede poner en práctica”.

Ése es el siguiente paso de los investigadores de Texas, según Hildebrand.

“Sí, estamos en una fase muy temprana, pero teniendo en cuenta la eficacia con la que funciona… lo robustos que son los fagos y lo barato que resulta producirlos, creo que ofrece una solución realmente única de cara al futuro”, afirmó.