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

    Los relaves de arenas bituminosas son una mezcla de agua, arena suspendida, 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 tomaría de cinco a 10 años para limpiar y regresar al paisaje.

    A partir de 2017, más de 1.200 millones de metros cúbicos de relaves fluidos se han acumulado en la región de bosques boreales del norte de Alberta, 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 realizada por el 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 colaboradores para desarrollar soluciones que ayuden a limpiar la gran cantidad de relaves almacenados actualmente en la región de arenas petrolíferas. incluyendo enfoques de recuperación basados ​​en la naturaleza.

    ¿Por qué es tan desafiante la recuperación?

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

    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, continúe sedimentando y aumentando su densidad hasta que el material esté lo suficientemente seco para usarlo en el paisaje recuperado, un proceso que puede llevar hasta 150 años si no se trata.

    Se forma una cáscara de agua alrededor de las partículas de arcilla, impidiéndoles interactuar y permitiéndoles permanecer suspendidos, incluso cuando las partículas más grandes se asientan. Esta suspensión puede ser fina, como la leche con chocolate, o grueso, como pudín. El agua debe eliminarse para que el material pueda usarse 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 centrífugas gigantes. sin embargo, estos no son rentables dado el inmenso volumen de relaves almacenados y aún pueden no eliminar 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 las plantas en relaves de arenas oleaginosas y el potencial de usar plantas para abordar el problema del volumen de relaves.

    Las plantas son muy eficaces 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, dependiendo del tamaño y 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.

    Los científicos están evaluando nuevas tecnologías basadas en plantas que podrían ayudar a eliminar el agua de los relaves para hacerlos 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 los de rápido crecimiento, especies invasivas. Investigación sugiere, sin embargo, 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, Descubrimos que la combinación de un compuesto rico en proteínas llamado hidrocarburo con una colección de diferentes tipos de bacterias aumentó los nutrientes disponibles para las plantas. incluido el nitrógeno, y promovió su crecimiento en relaves.

    Cuanto más crecían las plantas, cuanto más secos —y más sólidos— se volvían los relaves. Después de 3,5 meses, las plantas no solo habían secado los relaves, los habían enriquecido con material orgánico como fibras de raíz, y mejoró la estructura de los sólidos de relaves secretando moléculas orgánicas. El resultado final fueron relaves que se parecían más al suelo que a la arcilla seca.

    Este estudio de prueba de concepto se limitó a una gran cantidad de 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 aún 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, convirtiéndola 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.

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




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