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La conservazione e il trattamento dell'acqua sono fondamentali nel quadro di crescita demografica e cambiamento climatico. Inoltre, se una serie di società americane, grandi consumatrici di acqua, opteranno per modelli produttivi più sostenibili, ci potrebbero essere ulteriori progressi.

Si tratta dei produttori statunitensi di petrolio e gas di scisto. La rivoluzionaria tecnica di fratturazione idraulica – un processo che consiste nell’iniezione di acqua ad alta pressione nelle rocce sotterranee per far fuoriuscire i combustibili fossili – utilizza enormi quantità di acqua.

A livello nazionale, il fracking è responsabile di appena l’1% del consumo idrico totale, ma tale percentuale è molto più elevata se si considerano i singoli Stati in cui sono localizzati i pozzi di scisto1. In media, nel periodo di attività, uno solo dei giacimenti situati in Pennsylvania consuma circa 5,6 milioni di galloni di acqua, abbastanza per riempire sette piscine olimpioniche2.

Tenuto conto che negli USA si contano circa 300.000 siti di fracking, non stupisce che l’estrazione di petrolio e gas di scisto abbia scatenato le ire di conservazionisti, biologi, autorità locali e politici3.

La principale fonte di preoccupazione è il riciclo, spesso assente, delle acque reflue del fracking. Mentre infatti in Pennsylvania la quasi totalità viene trattata, in altri Stati come la Virginia Occidentale si scende al di sotto dell’8%3.

Nel periodo 2004-2011 il volume di acque reflue prodotte negli USA è aumentato di sei volte a causa del fracking.
Nella maggior parte dei casi, il liquido di riflusso non trattato, una sostanza densa contenente agenti chimici inquinanti e altre tossine, viene gettato in profondi pozzi nel sottosuolo. Si tratta di una pratica non sostenibile per molteplici ragioni. In primo luogo grava sui Paesi produttori di petrolio di scisto come il Texas dove l’acqua dolce è meno abbondante e vi è il rischio di una contaminazione dei fiumi. Inoltre, è stato dimostrato che il fracking è responsabile di terremoti di debole intensità.

Tuttavia, la situazione potrebbe cambiare a breve.

Secondo i membri del Comitato di consulenza della strategia Pictet Water, le società produttrici di petrolio e gas di scisto potrebbero ridurre nettamente il consumo di acqua dolce. Seppur complessa, la soluzione – diffusione di tecnologie per il trattamento e il riciclo delle acque – è fattibile da un punto di vista tecnico e commerciale.

pictet negli usa l estrazione di petrolio e gas di scisto potrebbe contribuire alla conservazione delle risorse idriche 1

Rimettere in circolo il liquido di riflusso

Riciclare le acque reflue del fracking non è cosa da poco. Il liquido che fuoriesce dai pozzi di petrolio/gas di scisto, completamente trasformato rispetto allo stato originale, è un cocktail di sostanze chimiche velenose e materiale radioattivo, un mix di fluidi per il fracking e composti che fuoriescono naturalmente dalle rocce sotterranee.

Fino a poco tempo fa, i gestori di pozzi erano riluttanti a trattare e riutilizzare il liquido di riflusso, preoccupati per un possibile aumento dei costi operativi e per un taglio della produzione. Tuttavia, le crescenti pressioni di ambientalisti ed enti regolatori hanno spinto le società a introdurre tecnologie per il riciclo dell'acqua nel processo produttivo.

In generale, gli operatori di pozzi hanno quattro possibilità per la gestione delle acque reflue.
Trattamento primario. Comprende tecniche come coagulazione e disinfezione con cui solidi sospesi, grassi, olio e agenti contaminanti microbiologici vengono rimossi dall’acqua rendendola abbastanza pulita per essere riutilizzata nel fracking. Tali procedure si svolgono solitamente sul campo.

Trattamento secondario. Consiste in una serie di processi chimici più complessi volti alla rimozione degli ioni come bario, calcio, magnesio e stronzio, spesso tramite l'utilizzo di calce. Alle acque di scarico si aggiungono delle sostanze chimiche che permettono la formazione di particelle sedimentabili. Si procede poi alla decantazione al fine di eliminare i contaminanti e ottenere un fluido per il fracking più pulito.

Il trattamento terziario combina il primario e il secondario con una tecnica di dissalazione termica per ottenere un'acqua di migliore qualità da riutilizzare nei pozzi di scisto. Il processo consente di rimuovere sia i solidi sospesi che quelli disciolti in acqua (totale dei solidi disciolti, TDS).

La quarta opzione è la più complessa e costosa: il riciclo dell’acqua per uso umano. Esistono due metodi per raggiungere tale risultato. Il primo è la distillazione termica ad alta temperatura che prevede la separazione dell’acqua dal liquido di riflusso tramite bollitura e ricondensazione del vapore. Solitamente la procedura non si svolge nel sito di estrazione ma l’acqua è trasportata a un impianto di trattamento acque reflue tramite camion. Si tratta di un procedimento costoso poiché richiede un consistente consumo energetico.

Il secondo metodo, più conveniente, è il filtraggio a membrana nel quale l'acqua passa in strutture simil cellulari di materiale plastico composito. La membrana agisce da setaccio: le molecole d'acqua riescono a passare perché sono abbastanza piccole mentre quelle di maggiori dimensioni – come sodio, cloruro e altri TDS – restano intrappolate. Le membrane danno i risultati migliori a pressioni elevate. Una versione ottimizzata del processo – la distillazione multi effetto sottovuoto – combina la distillazione e la separazione tramite membrane.

Sbloccare il sistema

Finora l'adozione di tali processi di trattamento delle acque è stata modesta. Uno dei motivi, ma non il principale in seguito ai recenti sviluppi, è il costo. Secondo i membri del Comitato di consulenza, vi sono altri due ostacoli ben più difficili da superare.

pictet negli usa l estrazione di petrolio e gas di scisto potrebbe contribuire alla conservazione delle risorse idriche 2

Il primo è di natura commerciale. La composizione dei fluidi per il fracking è custodita gelosamente dai gestori dei pozzi che la considerano una sorta di“ricetta segreta”per migliorare la produttività del sito. Il fatto che le società incaricate del trattamento delle acque non ne conoscano i componenti è problematico poiché rende difficoltoso un efficace riciclo del liquido di riflusso.

Le tecniche adatte a un certo tipo di agenti chimici contaminanti potrebbero essere completamente inefficaci per altri. Nel peggiore dei casi, il ricorso a metodi errati potrebbe accrescere la concentrazione di sostanze inquinanti nel fluido.

Il secondo è di tipo geologico. Durante il fracking le rocce scistose rilasciano componenti tossici nell’acqua. Generalmente le società di trattamento delle acque dispongono già della tecnologia per rimuovere tali contaminanti.

Il problema è che i fondi di rocce scistose hanno una composizione chimica estremamente variegata, non esistono due rocce con la stessa composizione. Individuare il trattamento adeguato per uno specifico liquido di riflusso è quindi molto complesso e prima di poter iniziare il riciclo sono necessarie sofisticate analisi tecniche.

Come osservato da uno dei membri del Comitato di consulenza: “Non si tratta semplicemente di far passare l'acqua in uno spettrometro di massa e redigere un’analisi, bisogna ricercare contaminanti specifici e poi determinare il miglior piano d’azione. Serve molto tempo".

Una manna per il settore idrico

Il settore del petrolio/gas di scisto sarà sempre più incentivato a favorire la conservazione delle risorse idriche in tutte le sue forme. Lo sversamento delle acque salmastre non è più un’opzione praticabile, né da un punto di vista economico né normativo. Se i gestori di pozzi renderanno più trasparenti i processi di produzione sarà possibile ridurre le barriere tecniche all’adozione di procedure per il riciclo dell’acqua.
Nel tempo, ciò potrebbe dare nuovo slancio alle società attive nel campo della conservazione delle risorse idriche e del riciclo. I ricavi generati dal trattamento e dal riciclo delle acque reflue del fracking negli USA dovrebbero crescere del 30% annuo nei prossimi 10 anni4. A fare la parte del leone saranno probabilmente le società che sviluppano sistemi di filtraggio, precipitazione chimica e dissalazione. Tra i beneficiari di tale incremento vi saranno comunque anche le aziende che si occupano dell’analisi e della gestione dei dati sull’acqua. “Come già in altri settori, anche nell’estrazione di petrolio e gas di scisto l’acqua è vista sempre più come una risorsa e non come un rifiuto da gestire. È un grande cambiamento”, ha dichiarato uno dei membri del Comitato di consulenza. L’acqua è una risorsa vitale e un’opportunità di investimento.

 

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