Aspectos medioambientales de la explotación de las arenas bituminosas

En los últimos años el incesante incremento de la demanda de petróleo ha llevado a buscar fuentes alternativas, entre ellas la explotación de las arenas bituminosas. En la actualidad la explotación de este recurso se realiza principalmente a cielo abierto, generando un importante volumen de aguas residuales que se acumulan en balsas de decantación.

[Grupo Ingeniería Química UAM]

La explotación de las arenas bituminosas como fuente para la obtención de querógeno es uno de los sectores industriales que ha experimentado un mayor crecimiento en los últimos años [Allen, 2008a]. Se trata de una mezcla compleja de arcilla, arena, agua y bitumen (9-12% en peso) que se encuentra en grandes cantidades en diversas partes del mundo, en especial en la región de Alberta (Canadá). De estas arenas se extrae un betún con características similares a las del petróleo, que al igual que éste puede ser refinado para obtener distintas fracciones y compuestos orgánicos. El progresivo aumento de la demanda, unido a las subidas del precio del crudo ha puesto en valor este recurso, cuyas reservas probadas en Canadá ascienden a unos 180.000 millones de barriles, las segundas del mundo, solo por detrás de las reservas de crudo de Arabia Saudí. En la actualidad la producción mundial de querógeno asciende a unos 1,5 millones de barriles al día y se estima que en la próxima década esta cifra podría triplicarse.

El principal problema que presentan las arenas bituminosas es que tanto su extracción como su refino resultan de una gran complejidad a nivel técnico y suponen un alto impacto ambiental. Al contrario que el petróleo, la extracción de las arenas bituminosas suele realizarse a cielo abierto, lo que implica excavar la superficie y procesar la materia prima. Por lo general, el bitumen se extrae del mineral utilizando una disolución acuosa de hidróxido sódico a una temperatura moderada (40-60ºC). Para facilitar la separación, se inyectan burbujas de aire, que se adhieren al bitumen, que se separa por flotación. A continuación, este espeso líquido se mezcla con naftas y se centrifuga para eliminar el resto de sólidos y sales [www.oilsandsdevelopers.ca].

Dependiendo de la calidad del yacimiento, se necesita aproximadamente 1 m3 de arenas bituminosas para obtener 1 barril de querógeno [Allen 2008a]. Los residuos del proceso son enviados a balsas de decantación, quedando un sobrenadante que se caracteriza por una alta concentración de sólidos en suspensión (entre 2 y 2,5 g/L), concentraciones residuales de bitumen (12-30 mg/L), pH entre 8 y 8,4, alcalinidad del orden de 800-1.000 mg/L HCO3-, ligeramente salobre y con una alta toxicidad debido a la presencia de compuestos orgánicos lixiviados del bitumen durante el proceso de extracción, principalmente ácidos nafténicos (80%), pero también asfaltenos, hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), benceno, cresoles, ácidos húmicos, y fenoles [Allen 2008b].

Parte de este sobrenadante se reutiliza en el proceso. Sin embargo, es necesario captar aproximadamente 3 L de agua adicional por cada litro de querógeno producido, lo que unido a la política de vertido cero, supone un continuo incremento del volumen de agua embalsada. Se estima que las balsas de decantación ocupan en la actualidad una extensión cercana a 200 km2 con un volumen acumulado del orden de 1 km3. Además, el previsible incremento de la explotación de este recurso supondrá un mayor consumo de agua, unido a un incremento proporcional del volumen de la misma embalsado.

En la actualidad, las alternativas estudiadas abarcan desde procesos de oxidación hasta la biorremediación, pasando por la utilización de membranas o el empleo de adsorbentes.

Referencias

Allen E.W. Process water treatment in Canada’s oil sands industry: I. Target pollutants and treatment objectives. J. Environ. Eng. Sci. 2008a, 7, 123–138.

Allen E.W. Process water treatment in Canada’s oil sands industry: II. A review of emerging technologies. J. Environ. Eng. Sci. 2008b, 7, 499–524.

www.oilsandsdevelopers.ca

www.energy.alberta.ca

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