Introducción:

La extracción de hidrocarburos en el Noreste de Alberta, en Canadá, genera una gran cantidad de residuos conocidos como “arenas de alquitrán”. Las arenas de alquitrán son una suspensión acuosa de arcillas finas, arena, betún de petróleo e hidrocarburos. Estos residuos son depositados y retenidos en estanques de sedimentación, donde los sólidos coloidales precipitan y se concentran muy lentamente por efecto de la gravedad y el agua intersticial que se libera se colecta para reúso. La concentración, también llamada densificación, de las arenas de alquitrán mediada por los microorganismos nativos que producen metano o dioxido de carbono, es un fenómeno observado in situ e in vitro, a través del cual, los residuos se precipitan, y se libera agua intersticial más rápidamente que la sedimentación por gravedad.

Método:

En este trabajo, se aplicaron enmiendas orgánicas para estimular la actividad de microorganismos nativos de los estanques de sedimentación, con el objetivo de acelerar la densificación y liberación de agua intersticial. Se utilizaron muestras de arenas de alquitrán de tres distintas compañías petroleras (Syncrude Canada Ltd.; Suncor Energy Inc.; y Shell Albian Sands), y se enmendaron en condiciones anaeróbicas con seis materias primas de la industria agrícola: (residuos de la extracción de aceite de canola; harina de huesos y harina de sangre de res hidrolizados; suero de leche hidrolizado; glicerol y granos secos de maíz usados para la producción de cerveza y bioetanol).

Se utilizó acetato de sodio como control positivo de metanogénesis y 2-bromoetanosulfonato (BES) 10 mM como inhibidor específico de metanogénesis. Los experimentos de densificación se realizaron en botellas serológicas de 100 ml en condiciones anaeróbicas, y en columnas de sedimentación de vidrio de 1.5 L; y se siguió la producción de metano, recuperación de agua intersticial y densificación. Se tomaron muestras durante los experimentos para la cuantificación de bacterias por número más probable, y para el seguimiento de los cambios en la dinámica de comunidades microbianas por pirosecuenciación de los genes ribosolames 16S. Al término de los experimentos de densificación, se realizaron algunas determinaciones de características físicas y químicas de las arenas densificadas y del agua intersticial liberada.

Resultados:

Varias enmiendas incrementaron la producción de metano y aceleraron la densificación, en comparación con los controles negativo y sin enmienda. Residuos de canola, hidrolizados de harina de hueso, y de sangre y glicerol, aceleraron la densificación, estimularon la producción de metano e incrementaron el crecimiento de microorganismos metanogénicos y fermentadores. Las enmiendas alteraron algunos parámetros químicos de las arenas de alquitrán sedimentadas; generalmente disminuyeron el pH, incrementaron la conductividad eléctrica e incrementaron las concentraciones de magnesio, potasio, sodio y bicarbonato.

Discusión o Conclusión:

La Densificación mediada por microorganismos representa una tecnología potencial para acelerar los procesos de recuperación de agua intersticial y densificación de las arenas de alquitrán almacenadas en los estanques de precipitación de las industrias petroleras en Canadá.

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