In een 200 meter lange zoutwatergolftank aan de kust van New Jersey, een team van onderzoekers van het New Jersey Institute of Technology (NJIT) voert de grootste simulatie ooit uit van de Deepwater Horizon-lekkage om nauwkeuriger te bepalen waar honderdduizenden gallons olie zijn gedispergeerd na de explosie van het boorplatform in de Golf van Mexico in 2010.

Onder leiding van Michel Boufadel, directeur van NJIT's Centrum voor Natuurlijke Hulpbronnen (CNR), de eerste fase van het experiment omvatte het vrijgeven van enkele duizenden liters olie uit een pijp van 2,5 cm die over de bodem van de tank werd gesleept om de toestand van de oceaanstroming te reproduceren.

"De faciliteit in Ohmsett stelt ons in staat om de omstandigheden op zee zo goed mogelijk te simuleren, en zo te observeren hoe oliedruppels zich vormden en de richting en afstand die ze aflegden, ' zei Boufadel.

Later deze zomer, zijn team zal de tweede fase van het experiment uitvoeren, wanneer ze dispergeermiddelen op de olie zullen aanbrengen terwijl deze in de tank schiet om de effecten op druppelvorming en traject te observeren.

Het onderzoek van zijn team, uitgevoerd in de Ohmsett-faciliteit van het Amerikaanse ministerie van Binnenlandse Zaken op Naval Weapons Station Earle in Leonardo, NJ, werd gedetailleerd in een recent artikel, "De verbijsterende fysica van oliedispergeermiddelen, " in de Proceedings van de National Academy of Sciences ( PNAS ).

"Deze experimenten zijn de grootste die ooit door een universiteit zijn uitgevoerd in termen van de hoeveelheid vrijgekomen olie en de schaal, ' merkte hij op. 'De gegevens die we hebben verkregen, die nog niet is gepubliceerd, wordt door andere onderzoekers gebruikt om hun modellen te kalibreren."

Het team verwacht van deze experimenten af ​​te komen met inzichten die ze kunnen toepassen op verschillende olielozingen in de oceaan.

"In plaats van ons te beperken tot een forensisch onderzoek naar de release van Deepwater Horizon, we gebruiken die lekkage om meer in het algemeen lekkagescenario's te onderzoeken, Boufadel zei. "Ons doel is niet om ons voor te bereiden op de vorige lekkage, maar om de horizon te verbreden om verschillende scenario's te verkennen."

Meer dan negen jaar nadat het boorplatform Deepwater Horizon ontplofte, verzenden tot 900, 000 ton olie en aardgas in de Golf van Mexico, er zijn, echter, slepende vragen over de veiligheid en effectiviteit van een belangrijk onderdeel van de noodhulp:het injecteren van chemicaliën een mijl onder het oceaanoppervlak om olie die uit de gescheurde onderzeese bron komt te spuwen, om te voorkomen dat deze ecologisch kwetsbare gebieden bereikt.

Daten, het opruimen van gemorste vloeistoffen heeft zich voornamelijk gericht op het verwijderen of verspreiden van olie op het oceaanoppervlak en de kustlijn, habitats die ecologisch als belangrijker worden beschouwd. Kennis van de diepe oceaan is over het algemeen veel duisterder, en ten tijde van het ongeval, De booroperatie van BP was de diepste ter wereld.

Twee jaar geleden, Boufadel en medewerkers van de Woods Hole Oceanographic Institution, NJIT, Texas A&M University en het Zwitserse Federale Instituut voor Aquatische Wetenschap en Technologie hebben hun wetenschappelijke en technische expertise gebundeld om enkele van de eerste antwoorden op deze controversiële beleidsvragen te geven.

Het team begon met het ontwikkelen van fysieke modellen en computersimulaties om de koers te bepalen die de olie en het gas volgden na de uitbarsting, inclusief de fractie van grotere, meer drijvende druppeltjes die naar de oppervlakte dreven en de hoeveelheid kleinere druppeltjes die diep onder het oppervlak vastzaten als gevolg van zeestratificatie en stromingen. Boufadel en Lin Zhao, een postdoctoraal onderzoeker in het CNR, een model ontwikkeld dat de grootte voorspelde van druppeltjes en gasbellen die uit de putmond kwamen tijdens de ondergrondse uitbarsting; ze hielden toen rekening met de waterdruk, temperatuur en olie-eigenschappen in het model, en gebruikte het om de effecten van de geïnjecteerde dispergeermiddelen op deze stroom te analyseren.

"Onder andere tests van ons model, we bestudeerden de hydrodynamica van verschillende pluimen van oliestralen in verschillende golftanks, " merkte Zhao op. Onderzoekers van Texas A&M hebben op hun beurt een model gemaakt om de beweging van verontreinigende stoffen weg van de putmond te bestuderen.

De onderzoekers stelden vast dat het gebruik van dispergeermiddelen een substantiële invloed had op de luchtkwaliteit in het gebied van de lekkage door de hoeveelheid giftige stoffen zoals benzeen die het oppervlak van de oceaan bereikten te verminderen, waardoor hulpverleners ter plaatse worden beschermd tegen de volle gevolgen van de vervuiling. Hun studie werd gepubliceerd in PNAS .

"Rechters van de overheid en de industrie werden geconfronteerd met een olieramp van ongekende omvang en zeediepte, hen in een strijd met hoge inzet te plaatsen tegen grote onbekenden, "Christopher Reddy, een senior wetenschapper bij Woods Hole Oceanographic Institution, en Samuel Arey, een senior onderzoeker aan het Zwitserse Federale Instituut voor Aquatische Wetenschap en Technologie, schreef in het tijdschrift Oceanus.

"De milieurisico's van het vrijkomen van aardolie in de diepzee zijn moeilijk te voorspellen en te beoordelen vanwege het ontbreken van voorafgaand onderzoek. " merkte Boufadel op. "Er is ook een groter debat over de impact van chemische dispergeermiddelen. Er is een stroming die zegt dat alle olie mechanisch moet worden verwijderd."

Boufadel voegde eraan toe dat de in water oplosbare en vluchtige verbindingen die het oppervlak niet bereikten, waren opgesloten in een watermassa die een stabiele indringing vormde bij 900 tot 1, 300 meter onder het oppervlak.

"Deze voorspellingen zijn afhankelijk van lokale weersomstandigheden die van dag tot dag kunnen verschillen. we voorspellen dat opruimvertragingen veel frequenter zouden zijn geweest als er geen ondergrondse dispergeermiddelinjectie was toegepast, " Reddy en Arey zeiden:toevoegen, "Maar dit is niet het laatste woord over het gebruik van dispergeermiddelen."

Het huidige experiment is een poging om meer definitieve antwoorden te geven.