Canadá se encuentra en la tercera reserva de petróleo más grande del mundo. La mayor parte se encuentra en las arenas petrolíferas de Alberta, donde las empresas extraen betún, un aceite crudo con la consistencia de la mantequilla de maní.

Para que el petróleo pase por tuberías, Los ingenieros petroleros mezclan el aceite con componentes más livianos, generalmente subproductos de la producción de gas natural, para diluir y licuar el betún. Esta mezcla se llama "betún diluido" o dilbit para abreviar.

Alberta no tiene salida al mar. Llegar a las refinerías y al mercado internacional, dilbit se transporta a través de una red de oleoductos y ferrocarriles sobre vastas extensiones de tierra, plagado de lagos, ríos y humedales.

Pero los oleoductos pueden tener fugas o romperse, y derramar su contenido en el medio ambiente. En julio de 2010, por ejemplo, un oleoducto Enbridge en Marshall, Mich., derramó al menos tres millones de litros de dilbit en el río Kalamazoo, de los cuales se estima que 680, 000 litros se hundieron.

Los problemas de los derrames tierra adentro no son nuevos. Son más comunes que los derrames marinos, pero a menudo se pasan por alto o no se informan. Generalmente, sabemos mucho menos sobre cómo los derrames de petróleo afectan los ecosistemas de agua dulce que el océano y, cuando se trata de derrames de dilbit, sabemos aún menos.

Descubrir, Nuestro equipo de investigación derramó cuidadosamente dilbit en mini-lagos para descubrir las respuestas del petróleo en el mundo real y su impacto en la vida acuática.

Recreando un derrame de petróleo de agua dulce

Creamos mini-lagos con 1, Depósitos de 400 litros, lleno de sedimentos lacustres, agua y la comunidad natural de plancton microscópico recuperado de un lago en el escudo boreal canadiense. Luego derramamos un volumen reducido de dilbit (menos de dos litros) en el "lago".

Dejamos los tanques expuestos a la luz del sol, los cambios de temperatura y el clima mientras monitoreábamos la viscosidad y densidad de la mancha de aceite en la superficie del agua. Estos parámetros son importantes para comprender cuándo podría hundirse el aceite y cómo se puede limpiar. También rastreamos el petróleo debajo de la superficie, su composición química y su impacto en el plancton que vive allí.

El petróleo crudo flota porque es menos denso que el agua, permitiendo que el aceite derramado se elimine de la superficie del agua. Pero esto no siempre es cierto para el crudo pesado canadiense.

Dilbit puede hundirse en determinadas condiciones, como un río turbulento con una gran cantidad de sedimentos en suspensión y otras partículas. Estas partículas pueden unirse al aceite y hacerlo más denso, como sucedió en el río Kalamazoo en 2010.

Investigaciones anteriores que utilizan tanques de olas han sugerido que el dilbit no se hundiría en un lago. Otros estudios en tubos de ensayo han demostrado que dilbit puede hundirse, pero solo cuando se mezcla vigorosamente con mucho más sedimento en suspensión de lo que normalmente se experimenta en la naturaleza.

Nuestra investigación mostró que después de solo un día, dilbit se volvió demasiado viscoso para que los métodos de limpieza convencionales funcionen bien. Cuando llovió ocho días después de nuestro derrame experimental, las manchas de dilbit se rompieron y aproximadamente la mitad de ellas se hundieron en el sedimento de estos mini-lagos.

Implicaciones para la limpieza de derrames de petróleo

Después de un derrame de petróleo en el agua, los equipos de limpieza utilizan barreras, espumadores y, a veces, incluso fuego para eliminar el aceite derramado de la superficie del agua. Nada de esto es posible si el aceite se hunde.

Para limpiar el aceite hundido, el aceite y los sedimentos sumergidos deben desenterrarse. Esta eliminación invasiva es costosa y puede dañar aún más un ecosistema al eliminar comunidades enteras que viven en el sedimento y volver a suspender el petróleo en la columna de agua. El hundimiento aumenta sustancialmente los costos y los plazos de limpieza y reduce la recuperación.

Si el dilbit derramado se vuelve demasiado viscoso, los skimmers convencionales no funcionan bien, pero si se vuelve demasiado denso, se hunde.

Nuestros resultados muestran que los dilbit pueden hundirse en los lagos si se les da suficiente tiempo, y destacar la necesidad de considerar diferentes escenarios climáticos en las evaluaciones de riesgos.

La vida bajo una mancha de aceite

El plancton son organismos microscópicos que forman la base de la red alimentaria que sustenta a las poblaciones de peces. También son bastante sensibles a los cambios ambientales, como un derrame de dilbit, haciéndolos un grupo ideal para estudiar.

Descubrimos que los derrames de dilbit redujeron la cantidad total de zooplancton y algas en el agua, pero no todas las especies se vieron afectadas en el mismo grado.

Algunas especies de algas mostraron signos de recuperación después de que el dilbit se hundió, pero el zooplancton parecía más sensible a largo plazo. El zooplancton más grande es un alimento importante para los peces, por lo que si su número disminuye durante un período prolongado, los peces podrían morir de hambre. Nuestro estudio inicial duró 11 días, por lo que no sabemos si esto ocurriría.

Abundancia bacteriana, por otra parte, aumentó después del derrame de dilbit. La composición de la comunidad bacteriana cambió para incluir más microbios que comen aceite, lo que podría ayudar a mitigar parte del impacto del aceite residual.

Hemos visto esto antes en el océano. Después de derrames de hidrocarburos marinos, Son comunes las floraciones bacterianas de microbios que se alimentan de aceite.

La degradación del aceite por bacterias ofrece una promesa de remediación después de los derrames, pero probablemente no sea una solución milagrosa. especialmente para petróleos pesados ​​como el dilbit. Después de un derrame de dilbit, Es probable que la mayoría de los compuestos de petróleo más pesados ​​que comprenden betún natural aún permanezcan, ya que los microbios que comen aceite prefieren los más ligeros, aceite más accesible.

Investigación en proceso

Sabemos que los derrames de dilbit en agua dulce pueden tener diferentes implicaciones para la limpieza y pueden afectar drásticamente la vida acuática a corto plazo. pero aún tenemos que comprender los impactos a largo plazo de dilbit en una variedad de entornos y tamaños de derrames.

En 2018, llevamos a cabo un estudio más amplio utilizando recintos en el lago en el IISD-Experimental Lakes Area, una instalación de investigación en el noroeste de Ontario que es mundialmente conocida por albergar experimentos en lagos enteros. La investigación de estos lagos experimentales ha dado forma a las políticas de calidad del agua, como lluvia ácida y fosfatos, al proporcionar respuestas más precisas que las que provienen de un tubo de ensayo de laboratorio.

Sin embargo, a diferencia de los estudios típicos de todo el lago, no solo lanzamos dilbit en un solo lago. Al utilizar grandes recintos en el lago, Creamos siete tamaños de derrames diferentes, el uso de múltiples niveles de contención de petróleo para evitar que un derrame de petróleo intencional se convierta en un accidente terrible.

El verano pasado, un estudio de seguimiento evaluó diferentes opciones de limpieza de petróleo en un lago de agua dulce utilizando recintos similares dentro del lago para determinar qué métodos funcionan mejor. Conjunto, Los resultados de estos estudios ayudarán a informar las evaluaciones de riesgo de derrames de dilbit, métodos de limpieza, política ambiental y, con suerte, mitigar los impactos de futuros derrames.

Nadie quiere un derrame de petróleo en su patio trasero pero a veces, recrear estos accidentes a través de pequeños derrames controlados es la mejor manera de entenderlos.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.