Bacterias extremófilas: las nuevas devoradoras de petróleo

En la Unidad de Investigación y Desarrollo en Alimentos (Unida) del Instituto Tecnológico de Veracruz, desarrollan una línea de investigación basada en el aislamiento de bacterias de medios ambientes extremos, cuyas propiedades pueden ser utilizadas potencialmente como una técnica biotecnológica para la recuperación mejorada de petróleo.

Este proyecto corre a cargo de la doctora en biología celular Rosa María Oliart Ross, quien es especialista en caracterización y análisis biotecnológico de microorganismos extremófilos y sus enzimas, además de la obtención de lipasas termófilas para aplicación en el sector industrial y elaboración de alimentos.

La recuperación mejorada microbiana es una técnica biológica que se distingue por la alteración de la función y estructura de organismos microbianos en los yacimientos de petróleo. El propósito de este procedimiento es incrementar la recuperación del petróleo atrapado en el medio poroso y así aumentar los beneficios económicos. El crecimiento de bacterias y sus enzimas sobre la superficie de las rocas del yacimiento promueve la fluidez del hidrocarburo, ya sea directamente por desplazamiento físico o indirectamente mediante la producción de metabolitos gaseosos o surfactantes.

De acuerdo al artículo «Recuperación mejorada de petróleo», de la revista de la industria petrolera, PetroQuiMex, solo 30 por ciento del aceite de un pozo petrolero puede extraerse con los métodos tradicionales, quedando enormes cantidades de óleo por recuperar de los puntos de extracción actuales o incluso ya abandonados, esto se debe a que la mayor cantidad del aceite se encuentra en el medio poroso, es decir, adherido a las rocas que se encuentran a profundidad. La aplicación de la recuperación mejorada microbiana puede recuperar hasta 20 por ciento del petróleo atrapado en el sitio de excavación.

Cultivos microbianos

El objetivo potencial para la recuperación mejorada de petróleo es aumentar las reservas y producir una mayor cantidad de crudo a diferencia de los métodos convencionales, los cuales hacen uso de sustancias tóxicas y dañinas al medio ambiente.  Los cultivos microbianos son una excelente opción para ser implementados como un método de recuperación, debido a su capacidad de sintetizar una gran variedad de productos bioquímicos, siempre y cuando se les provea con los nutrientes esenciales y debidas condiciones ambientales.

La doctora Oliart Ross explicó que los microorganismos extremófilos tienen la capacidad de mejorar la fluidez del crudo, de acuerdo con las propiedades que poseen. Las bacterias pueden producir ácidos a partir del petróleo y otros compuestos orgánicos que disuelven los carbonatos aumentando la permeabilidad, también producen gases que aumentan la presión en el yacimiento y disminuyen la viscosidad del aceite mediante la disolución en el mismo. Los biosurfactantes, los emulsificantes y los solventes disminuyen la viscosidad del crudo, por lo que es más fácil de extraer, por otra parte, producen biopolímeros, los cuales aumentan la viscosidad del agua en las operaciones de inyección de agua, haciendo la operación más eficaz.

Actualmente en el laboratorio de bioquímica de la Unidad de Investigación y Desarrollo en Alimentos, del Instituto Tecnológico de Veracruz, se han aislado bacterias provenientes de diferentes ambientes extremos del estado de Veracruz, así como de las cenizas del Popocatépetl.

“Hemos analizado su potencial biotecnológico, examinando qué enzimas producen y qué utilidad tienen en actividades en el sector industrial y petroquímico. Las bacterias termófilas y con características barófilas son ideales para estos procesos, ya que son capaces de soportar la exposición a altas temperaturas y elevada presión, cumplen con las características para desarrollarse dentro de un pozo petrolero y llevar a cabo funciones bioquímicas”.

Para la extracción o recuperación del petróleo existen tres mecanismos básicos: primario, secundario y terciario. La recuperación es primaria cuando al iniciar la producción, la presión de los fluidos al interior del yacimiento es suficiente para forzar la salida natural del petróleo a través del pozo, durante la vida productiva del yacimiento la presión descenderá y es entonces cuando se requiere hacer recuperación secundaria, que es la inyección de agua o de gas para compensar la pérdida de presión y la ayuda mediante bombas para extraer el petróleo. Al paso del tiempo, por más agua o gas que se inyecte y se usen avanzados sistemas de bombeo, ya no se recupera más petróleo y la declinación comienza, en este punto debe aplicarse la recuperación terciaria o mejorada, la cual tiene varios métodos, entre los que se encuentran el uso de microorganismos producentes de polímeros y surfactantes.

Los beneficios sobre los costos operativos son destacables, puesto que se hace un menor uso en la cantidad de agua en superficie, además de que la aplicación de biotecnologías podría reemplazar las costosas bombas electrosumergibles y demás artefactos que se usan en los yacimientos, por otro lado, se disminuirán las reparaciones al pozo petrolero.

De acuerdo con la doctora, miembro nivel II del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), estas bacterias extremófilas pueden ser colocadas en los yacimientos petroleros, mediante inyecciones por inóculo bacteriano; sin embargo, hasta ahora solo se han hecho pruebas a nivel laboratorio, las cuales han resultado exitosas, ya que no se cuenta con la inversión necesaria para aplicar directamente en campo esta técnica biológica, en pozos mexicanos. No obstante, son varias las empresas extranjeras que, en colaboración con la comunidad científica, apuestan por este procedimiento que podría aumentar la producción en el futuro y bajar sus costos.

“La aplicación de bacterias como un método de recuperación es una buena alternativa debido a la capacidad de los microorganismos de generar diferentes productos y combinarlos, generando así un incremento en la recuperación de los hidrocarburos en medios porosos”.

Fuente: CONACYT.