Al contener un desastre masivo como un derrame de petróleo, los pequeños microbios juegan un papel importante.

Arezoo Ardekani, un profesor asociado de ingeniería mecánica de la Universidad de Purdue, ha publicado una investigación que describe la compleja hidrodinámica de los microorganismos en las interfaces líquido-líquido y gas-líquido, mostrando que los microbios pueden congregarse en áreas donde se ha aplicado surfactante.

El 20 de abril 2010, una explosión catastrófica a bordo de la plataforma petrolera de Louisiana Deepwater Horizon causó la ruptura de un cabezal de pozo submarino, descarga de petróleo en el Golfo de México. Se necesitaron 87 días para tapar el pozo submarino, para entonces, más de 200 millones de galones de petróleo se habían vertido en el golfo. Los funcionarios utilizaron muchas tácticas diferentes para contener el daño del derrame de petróleo, como depender de microbios para digerir hidrocarburos, y el uso de productos químicos dispersantes (o tensioactivos) para romper las manchas de petróleo, facilitando la digestión de los microbios.

"Los microbios fueron los 'primeros en responder' al derrame de petróleo, "Ardekani dijo." Ellos remediaron una cantidad significativa de hidrocarburos. Pero el Golfo de México es un lugar grande. ¿Cómo encontraron tantos microbios este aceite? "

Como descubrió Ardekani, el rendimiento de los microbios se vio afectado por el tensioactivo, pero no como nadie esperaba.

"Hay varias cosas que hacen que los microorganismos se muevan, ", dijo." Por ejemplo, los microbios cercanos a un derrame de petróleo pueden estar motivados por quimiotaxis, es decir., recogiendo el rastro químico de una fuente potencial de alimento. Pero el surfactante en realidad creó un fenómeno hidrodinámico que hizo que los microbios se reunieran en cantidades aún mayores ".

El equipo de Ardekani probó su hipótesis en el laboratorio, usando células de E. coli, bacterias unicelulares, cuyo comportamiento es bien conocido. Los investigadores imprimieron en 3D una pequeña cámara, donde pudieran observar microscópicamente los movimientos de las células en una suspensión líquida, y luego probó lo que sucedió cuando ese líquido entró en contacto con otro líquido de diferente viscosidad. Los resultados mostraron que las células de E. coli se acumularon a mayor densidad en las interfaces líquido-líquido, e incluso mayor densidad en las interfaces gas-líquido.

"Esos tensioactivos cambiaron la propiedad de la interfaz, ", Dijo Ardekani." Si los microbios son atraídos hidrodinámicamente a las interfaces gas-líquido, la presencia de tensioactivos lo hizo aún más atractivo ".

Usando este experimento como guía, Los investigadores construyeron modelos teóricos que explicaron con éxito la compleja dinámica de fluidos en estas interfaces gas-líquido. Su investigación ha aparecido en la portada de la revista. Materia blanda , y también publicado en la revista Revisión física E .

El uso de dispersantes durante el derrame de petróleo de Deepwater Horizon no estuvo exento de controversia; Los científicos no estuvieron de acuerdo sobre si los químicos hicieron más daño que bien al ecosistema. Después del desastre, BP gastó $ 500 millones para establecer la Iniciativa de Investigación del Golfo de México, una organización independiente que financia una investigación científica exhaustiva para mitigar los efectos del derrame. La investigación de Ardekani es uno de los resultados de ese esfuerzo.

"No sabíamos nada de esto antes del derrame, "Ardekani dijo." La principal razón por la que utilizaron dispersantes fue para romper el tamaño de las gotas de petróleo. Pero ahora hemos descubierto un nuevo mecanismo hidrodinámico, que la adición de surfactante hace que los microbios pasen más tiempo cerca de las gotas de aceite. Ese, combinado con quimiotaxis, potencialmente puede dar a los microbios más tiempo para descomponer estos hidrocarburos ".