In caso di incidenti con fuoriuscita di petrolio in mare (oil spills), come quello causato dalla piattaforma Deepwater Horizon nel 2010, si pone il problema della rimozione dell’inquinante dalle acque marine. I metodi meccanici sono poco efficaci e difficilmente utilizzabili in mare aperto. Quindi, la biodegradazione microbica del petrolio rimane il principale metodo di rimozione dall’oceano dei residui oleosi di petrolio.
L’efficacia del processo di biodegradazione dipende, però, da molti fattori, uno dei quali è la dimensione delle gocce di petrolio.
Uno studio dell’Università di Torino, in collaborazione con l’Università di Genova, l’ETH di Zurigo e l’OIST di Okinawa, dimostra come la dinamica turbolenta delle onde e delle correnti produca gocce sempre più piccole, agevolando i processi di biodegradazione.
Nel lavoro “Immiscible Rayleigh-Taylor turbulence: Implications for bacterial degradation in oil spills”, pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), il team di ricerca, di cui fa parte il Prof. Guido Boffetta del Dipartimento di Fisica dell’Università di Torino, ha studiato la turbolenza dei fluidi immiscibili.
Una stratificazione di densità instabile tra due fluidi si mescola spontaneamente sotto l’effetto della gravità, un fenomeno noto come turbolenza di Rayleigh-Taylor (RT). Se i due fluidi sono immiscibili, per esempio petrolio e acqua, la tensione superficiale impedisce la miscelazione a livello molecolare. Tuttavia, la turbolenza frammenta un fluido nell’altro, generando un’emulsione in cui la dimensione tipica delle gocce diminuisce nel tempo.
I batteri marini che “mangiano” il petrolio non possono penetrare all’interno delle gocce, in quanto necessitano di ossigeno e quindi colonizzano la superficie della goccia. Pertanto l’efficienza del processo dipende dall’interfaccia petrolio-acqua disponibile.
Gli esperimenti e le simulazioni hanno mostrato che la dinamica turbolenta produce gocce sempre più piccole e quindi, aumentando la superficie di interfaccia, favorisce l’efficienza dei processi di biodegradazione degli oil spills da parte dei batteri.
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