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H2020

MOLMIC — Risultato in breve

Project ID: 660401
Finanziato nell'ambito di: H2020-EU.1.3.2.
Paese: Regno Unito
Dominio: Ricerca di base, Energia

Quando le riserve di petrolio diventano acide

L’acido solfidrico (H2S), o gas acido, è un contaminante comune nei siti di lavorazione di petrolio e gas con perdite economiche che si traducono ogni anno in miliardi di euro. La ricerca dell’UE ha studiato le tecnologie «omiche» di produzione di questo gas pericoloso per aumentare la sicurezza dei lavoratori e ridurre le perdite.
Quando le riserve di petrolio diventano acide
Il passaggio a fonti di energia verde più sostenibili si sta verificando lentamente ma inesorabilmente e l’uso responsabile delle restanti riserve di combustibili fossili è fondamentale. L’inevitabile esaurimento delle scorte esacerbato dalle devastanti fuoriuscite di petrolio e dai guasti alle apparecchiature sta portando a cercare nuovi modi per ridurre al minimo la produzione di gas acido.

Un problema da molti miliardi di euro per l’industria petrolifera

L’H2S è un gas tossico ed esplosivo nonché corrosivo. Non solo rappresenta un pericolo per i dipendenti dell’industria petrolifera e del gas, ma la corrosione delle infrastrutture in acciaio può portare a guasti delle apparecchiature e risultare pericolosa per l’ambiente.

La causa principale dell’H2S è la corrosione influenzata da sostanze microbiologiche (MIC), il risultato dell’attività dei microrganismi che riducono il solfato (SRM). La formazione di solfuro diminuisce anche i valori del prodotto a causa del maggior contenuto di zolfo.

Una risposta al problema è stata l’iniezione di nitrato in giacimenti di petrolio acido, che rimuove biologicamente l’H2S promuovendo l’attività dei microrganismi che riducono i nitrati solforati (soNRM). I rapporti sull’attività dei soNRM nella MIC hanno minacciato in modo preoccupante il buon senso di applicare il nitrato come strategia di controllo dell’acido.

La bioingegneria viene in soccorso

Il progetto MOLMIC, finanziato dall’UE, ha studiato il ruolo dei soNRM durante la MIC. Come spiega il coordinatore del progetto, il professor Ian Head, «ci siamo concentrati sull’individuazione dei fattori chiave con cui i soNRM possono causare la corrosione e i meccanismi enzimatici dietro le loro vie metaboliche di zolfo e azoto che causano l’accumulo di metaboliti corrosivi».

Individuando le singole cascate molecolari, i ricercatori hanno identificato le molecole in diverse vie di soNRM responsabili di ciascun tipo di corrosione. È importante sottolineare che, in considerazione delle ultime ricerche sull’argomento, hanno valutato la MIC mediata da nitrati in comunità microbiche complesse.

MOLMIC ha sviluppato una profonda comprensione di come i soNRM contribuiscano alla corrosione durante l’iniezione di nitrato. Il Prof. Head spiega che «i risultati sviluppati durante MOLMIC forniscono preziose informazioni per lo sviluppo di esami genetici mirati per monitorare l’attività di soNRM in cui la corrosione mediata da nitrati potrebbe costituire un problema».

Tassi di crescita fenomenali ed economicamente significativi

I risultati mostrano che tassi di corrosione industrialmente significativi possono raggiungere fino a 2,4 mm/anno, una velocità che accorcia notevolmente la durata delle apparecchiature in acciaio esposte a solfuri, nitrati e soNRM. «Siamo stati in grado di sviluppare un modello concettuale che riassume i fattori chiave con cui i soNRM possono contribuire alla MIC», sottolinea il Prof. Head.

I dati genetici e biochimici ottenuti dai soNRM hanno aumentato la comprensione di questa importante componente del controllo dell’acidità mediata dai nitrati e hanno migliorato la comprensione e la previsione dei processi metabolici nei sistemi petroliferi.

Analisi caso per caso necessaria

Una restrizione riguarda il fatto che i giacimenti petroliferi sono ecosistemi diversi e complessi con microrganismi filogeneticamente e fisiologicamente diversi che possono differire anche marcatamente nelle loro caratteristiche fisico-chimiche fondamentali. Nonostante il fatto che i rischi di corrosione possano variare da un sistema all’altro e debbano essere valutati su base individuale, «I risultati di MOLMIC contribuiranno a fare queste valutazioni e a identificare i potenziali rischi per la MIC mediata da soNRM», sottolinea il prof. Head.

A questo si sono aggiunte difficoltà nell’ottenere in tempo i microbi richiesti dal giacimento petrolifero. Al momento in cui i ricercatori hanno ricevuto i campioni di acqua, il microrganismo appropriato non era presente. Tuttavia, il team aveva già anticipato questa difficoltà e aveva conservato le colture pure dei microbi da usare.

Gestire la MIC dopo MOLMIC

Il prof. Head riassume la sua visione della ricerca del team in corso. «In futuro speriamo di essere in grado di affrontare i temi emergenti nel campo della corrosione microbiologicamente influenzata, che non sono rilevanti solo per l’industria petrolifera e del gas, ma aiuteranno a prevenire o meglio prevedere la corrosione in altre industrie interessate dalla MIC». Si continuerà a prestare particolare attenzione sui fattori molecolari e biochimici che influenzano la MIC.

Keywords

MOLMIC, microorganismi che riducono i nitrati solforati (soNRM), petrolio, corrosione microbiologicamente influenzata (MIC), microrganismi