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Cómo las plantas pueden ayudar a limpiar los estanques de relaves de arenas bituminosas

Cómo las plantas pueden ayudar a limpiar los estanques de relaves de arenas bituminosas
Los relaves de arenas petrolíferas son una mezcla de agua, arena en suspensión, arcilla y betún residual. Crédito: Dan Prat / Canva

Por cada barril de betún extraído en Alberta, se producen alrededor de 1,5 barriles de volumen de relaves no reciclables . Solo en 2019, se produjeron aproximadamente 1,5 millones de barriles de relaves , lo que llevaría de cinco a 10 años limpiar y regresar al paisaje.


por Victoria Collins


A partir de 2017, se han acumulado más de 1.200 millones de metros cúbicos de relaves fluidos en la región de bosques boreales del norte de Alberta, lo suficiente para enterrar toda la provincia bajo más de 1.8 metros de material de desecho fluido.

Los relaves representan el mayor pasivo para las arenas petrolíferas. Una investigación del Regulador de Energía de Alberta estima que los costos totales de limpieza de las instalaciones de operaciones mineras de arenas petrolíferas son de alrededor de $ 130 mil millones y los críticos han expresado su preocupación de que una recesión económica podría hacer que estos costos caigan sobre los hombros de los contribuyentes .

Sin embargo, los operadores de arenas petrolíferas siguen comprometidos con la restauración de los bosques boreales que han sido alterados por las actividades mineras. Como científico investigador que estudia la remediación y la biotecnología, trabajo con la industria y los colaboradores para desarrollar soluciones que ayudarán a limpiar la gran cantidad de relaves almacenados actualmente en la región de arenas petrolíferas, incluidos los enfoques de recuperación basados ​​en la naturaleza.

¿Por qué es tan desafiante la recuperación?

Los relaves de arenas petrolíferas son una mezcla de agua , arena en suspensión, arcilla y betún residual. Son el subproducto del tratamiento del mineral triturado con agua caliente para liberar el betún atrapado.

Cómo las plantas pueden ayudar a limpiar los estanques de relaves de arenas bituminosas
Los relaves de arenas petrolíferas se bombean a un estanque de relaves en Alberta. Crédito: Francis Black / Canva

Los relaves se almacenan en estanques, donde el material más pesado se deposita rápidamente en el fondo, liberando agua para ser reutilizada en el proceso de extracción. Los sólidos finos restantes, como la arcilla, continúan sedimentando y aumentando su densidad hasta que el material está lo suficientemente seco para usarse en el paisaje recuperado, un proceso que puede llevar hasta 150 años si no se trata .

Se forma una capa de agua alrededor de las partículas de arcilla, lo que evita que interactúen y permite que permanezcan suspendidas , incluso cuando se depositan partículas más grandes. Esta suspensión puede ser fina, como la leche con chocolate, o espesa, como el pudín. El agua debe eliminarse para que el material se pueda usar para llenar los pozos mineros vacíos y soportar el peso de la arena limpia y la capa superior del suelo necesaria para recuperar el paisaje. No se puede plantar un bosque sobre una base de budín.

Si los relaves enterrados son demasiado fluidos, el suelo será inestable. Actualmente se utilizan varias tecnologías para eliminar el agua de los relaves, como los polímeros separadores de agua y las centrifugadoras gigantes, sin embargo, estas no son rentables dado el inmenso volumen de relaves almacenados y es posible que aún no eliminen suficiente agua para la recuperación.

Soluciones basadas en la naturaleza

Durante los últimos 20 años, los científicos han logrado avances considerables en la investigación de cómo la naturaleza puede ayudar a resolver problemas causados ​​por el hombre, como las alteraciones de la tierra. Esto incluye varios estudios que evalúan el crecimiento de plantas en relaves de arenas oleaginosas y el potencial de usar plantas para abordar el problema del volumen de relaves .

Las plantas son muy efectivas para extraer el agua atrapada del subsuelo y liberarla al medio ambiente en un proceso llamado evapotranspiración. Por ejemplo, se ha informado que los álamos que crecen en el suelo transpiran entre seis litros y 757 litros de agua por día , según el tamaño y la condición del árbol. Sin embargo, los relaves no son particularmente propicios para el crecimiento de las plantas, ya que pueden carecer de nutrientes como el nitrógeno y, a menudo, contienen hidrocarburos, ácidos nafténicos, sales y metales pesados .

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Los científicos están evaluando nuevas tecnologías basadas en plantas que podrían ayudar a eliminar el agua de los relaves para que sean adecuados para ayudar a reconstruir el bosque boreal en el norte de Alberta. Crédito: Jason V / Canva

Los operadores de arenas petrolíferas se esfuerzan por evitar la introducción de especies de plantas no autóctonas en el norte de Alberta para evitar una mayor alteración del ecosistema. Esto limita la selección de plantas a especies boreales resistentes, que a menudo no comparten el mismo vigor que las especies invasoras de rápido crecimiento. Sin embargo, la investigación sugiere que la adición de suplementos que promueven el crecimiento de las plantas puede ayudar a superar algunos de los desafíos que enfrentan las especies nativas.

En un estudio reciente financiado por la industria , que está pendiente de publicación en una revista revisada por pares, encontramos que la combinación de un compuesto rico en proteínas llamado hidrocarburo con una colección de diferentes tipos de bacterias aumentaba los nutrientes disponibles para las plantas, incluido el nitrógeno y promovió su crecimiento en relaves.

Cuanto más crecían las plantas, más secos y sólidos se volvían los relaves. Después de 3,5 meses, las plantas no solo habían secado los relaves, sino que los habían enriquecido con material orgánico como fibras de raíces y mejorado la estructura de los sólidos de los relaves secretando moléculas orgánicas. El resultado final fueron relaves que parecían más tierra que arcilla seca .

Este estudio de prueba de concepto se limitó a un gran experimento de invernadero al aire libre, pero el concepto ha ganado impulso dentro de la industria en general. Las pruebas de campo están previstas para 2023, donde las especies de plantas boreales nativas se utilizarían para secar los relaves en un pequeño pozo de relaves experimental antes de la recuperación. Los operadores también están financiando investigaciones que utilizan drones e islas flotantes para ver cómo desplegar plántulas en los pozos de relaves que se están preparando para el cierre.

Si bien todavía queda trabajo por hacer antes de que la industria de las arenas petrolíferas pueda utilizar plantas para eliminar el agua de los relaves, todavía hay mucho potencial. Una estrategia de remediación basada en plantas es una tecnología pasiva, lo que la convierte en una herramienta potencialmente rentable que podría aliviar el riesgo de responsabilidad que enfrentan los operadores de arenas petrolíferas y los canadienses al aumentar la velocidad de recuperación en la región de arenas petrolíferas.


Explora másEl método elimina una de las principales toxinas del agua utilizada para la extracción de betún.


Proporcionado por The Conversation

Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original .


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