Contenuto
- Un fagiolo che trasforma l'acqua in gel
- Perché è necessaria acqua ad alta viscosità
- Cosa sono i fagioli di guar?
- Usi tradizionali di fagioli di guar
- Altri usi industriali della gomma di guar
- Economia della gomma di guar
Fagioli di guar: A sinistra: cluster bean guar, immagine di dominio pubblico creata da R. Loganathan. A destra: fagioli di guar, fotografia di Tracey Slotta, Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti, ARS Systematic Botany and Mycology Laboratory.
Un fagiolo che trasforma l'acqua in gel
La polvere prodotta dal fagiolo di una pianta relativamente sconosciuta coltivata in India e Pakistan può rapidamente trasformare l'acqua in un gel molto denso. I fagioli vengono generalmente utilizzati per addensare salse e alimenti trasformati come gelati e ketchup. Ora, le società di perforazione che hanno bisogno di acqua ad alta viscosità per estrarre petrolio e gas naturale da formazioni rocciose strette stanno acquistando fagioli di guar con la stessa velocità con cui vengono coltivati.
L'aumento della domanda ha moltiplicato i prezzi e attirato molti nuovi agricoltori nel settore dei fagioli di guar. Storicamente, India e Pakistan hanno prodotto oltre l'80% della fornitura mondiale di fagioli di guar. Tuttavia, gli agricoltori del Texas, dell'Oklahoma e di altri stati stanno ora piantando fagioli di guar per approfittare di questi prezzi elevati.
Perché è necessaria acqua ad alta viscosità
Enormi quantità di petrolio e gas naturale sono intrappolate in unità rocciose sotterranee così strette che i fluidi non possono fluire attraverso di esse. Per liberare petrolio e gas naturale, le compagnie di perforazione pompano fluidi in un pozzo sotto pressioni che sono abbastanza alte da fratturare le unità rocciose del sottosuolo. Questo processo è noto come fratturazione idraulica.
L'aggiunta di polvere di fagioli di guar (nota anche come gomma di guar) a quest'acqua aumenta la sua viscosità e rende più efficienti il pompaggio ad alta pressione e il processo di fratturazione.
L'acqua ad alta viscosità è necessaria per un secondo motivo. I granelli di sabbia o altri minuscoli granuli vengono mescolati con l'acqua utilizzata per il processo di fratturazione. Quando si verificano fratture, questi granuli, noti come "proppants", vengono trasportati in profondità nell'unità rocciosa dall'improvvisa ondata di acqua che accompagna l'apertura delle fratture.
Quando le pompe vengono spente, la pressione dell'acqua all'interno delle fratture diminuisce e le fratture si chiudono improvvisamente. Se sono state trasportate abbastanza protesi nelle fratture, impediscono che le fratture si chiudano completamente. Queste fratture parzialmente chiuse diventano quindi passaggi che consentono al petrolio e al gas naturale di fluire fuori dalla roccia e nel pozzo.
L'acqua ad alta viscosità è molto più efficace nel sospendere i granelli di sabbia e trasportarli nelle fratture.
Frattura idraulica: Questa illustrazione mostra un pozzo di gas naturale sviluppato con fratturazione idraulica. Marcellus Shale è l'unità rocciosa a gas. Il pozzo è stato perforato fino al Marcello e poi ruotato in orizzontale per penetrarlo per una lunga distanza. La frattura viene eseguita all'interno del Marcello per facilitare il flusso di gas fuori dall'unità rocciosa e nel pozzo.
Cosa sono i fagioli di guar?
Fagioli di guar, noti anche come chicchi di grappolo (Cyamopsis tetragonoloba) sono stati coltivati nell'India nord-occidentale e in Pakistan per almeno diversi secoli. Il guar è un legume annuale che cresce bene in una varietà di tipi di terreno e in climi aridi e semiaridi.
Usi tradizionali di fagioli di guar
Le foglie e i fagioli della pianta di guar sono stati tradizionalmente utilizzati come mangime per animali e come verdura per il consumo umano. Gli agricoltori sfruttano le capacità di fissaggio dell'azoto della pianta di guar utilizzandola come coltura di letame verde.
I fagioli di guar vengono sbucciati e macinati per produrre una polvere bianca nota come gomma di guar o guaran. La gomma di guar è solubile in acqua e viene utilizzata nelle ricette come addensante. È molto simile all'amido di mais, ma ha circa otto volte il "potere addensante".
Altri usi industriali della gomma di guar
La gomma di guar è usata nella cottura come addensante per impasti. È usato per addensare latticini come latte, yogurt, formaggio, gelato e sorbetto. Negli alimenti trasformati, la gomma di guar è usata come addensante per condimenti per insalate, salse, ketchup, zuppe e molti altri prodotti. La gomma di guar ha usi medicinali che includono: fibra solubile in acqua, lassativo che forma la massa e crea una sensazione di sazietà.
Economia della gomma di guar
Tradizionalmente la maggior parte della fornitura mondiale di fagioli di guar veniva utilizzata come alimento per animali e persone, mentre una piccola parte veniva destinata all'industria di trasformazione alimentare. Tuttavia, negli ultimi anni l'uso della gomma di guar nella fratturazione idraulica ha iniziato ad aumentare rapidamente. Questo improvviso aumento della domanda ha causato un aumento di dieci volte del prezzo. Nel 2011, l'India ha esportato guar negli Stati Uniti per un valore di $ 915 milioni, con la maggior parte del prodotto destinato all'industria petrolifera e del gas. Era la più grande esportazione agricola dell'India negli Stati Uniti.
Gli agricoltori di Guar in India hanno risposto con una maggiore superficie coltivata e il più grande trasformatore di gomma di guar dell'India ha distribuito 3000 tonnellate di semi gratuiti agli agricoltori che volevano testare il raccolto. Si prevede che i prezzi elevati diminuiranno man mano che un numero maggiore di agricoltori indiani pianterà semi di guar; tuttavia, la volatilità dei prezzi è ancora possibile. La coltivazione di guar in India è un affare rischioso perché il raccolto deve ricevere la giusta quantità di pioggia monsonica che arriva al momento giusto nel ciclo di crescita.
Negli Stati Uniti, i chimici stanno cercando di trovare un sostituto della gomma di guar e gli agricoltori del Texas, dell'Oklahoma e di altri stati stanno piantando il guar per offrire una fonte interna di approvvigionamento.
Autore: Hobart M. King, Ph.D.