Dave Riley cuenta con más de 14 años de experiencia en las industrias de la minería y las arenas petrolíferas, y se ha especializado en gestión de procesos y proyectos tanto a nivel administrativo como de campo.

Su experiencia varía desde la gestión de programas hasta la definición del alcance en proyectos iniciales, pasando por la supervisión activa en campo de los trabajadores. Posee sólidos antecedentes en relaves de arenas petrolíferas y ha gestionado una importante cantidad de proyectos de inversión en relaves, así como un departamento de ingeniería de procesos de relaves y una cuadrilla de operaciones de campo. En lo relativo a su experiencia en proyectos, ha participado como representante del propietario y también como asesor de ingeniería. Ha estado involucrado en todos los aspectos de los proyectos, desde la concepción inicial hasta la puesta en marcha y en servicio, pasando por la ingeniería de detalle.


¿Qué son las arenas petrolíferas?

Las arenas petrolíferas son una mezcla llamada betún o bitumen que está formada por arena, agua, arcilla y una clase de petróleo semisólido. Después de extraerse del mineral primario, el bitumen es una sustancia muy espesa, negra y viscosa que se somete a un intenso refinamiento, para transformarlo en petróleo sintético. Al igual que muchos cuerpos minerales de las minas tradicionales, la calidad del mineral (la proporción de bitumen en las arenas petrolíferas) varía entre un depósito y otro. El corte habitual es 83 por ciento de arena, del 10 al 12 por ciento de bitumen, 4 por ciento de agua y 3 por ciento de arcilla.

Las arenas petrolíferas canadienses se encuentran en tres zonas definidas del norte de Alberta y cubren unos 140.000 kilómetros cuadrados (54.000 millas cuadradas). Constituyen la tercera reserva comprobada de petróleo en el mundo, con 176.000 millones de barriles. Esta cantidad solo se ve superada por Arabia Saudita y Venezuela.

¿Cómo se extrae el bitumen para el posterior procesamiento?

Se emplean dos procesos distintos para recuperar el bitumen de las arenas petrolíferas: minería a tajo abierto y recuperación in situ.

El veinte por ciento de las reservas de arenas petrolíferas son accesibles mediante procesos comprobados de minería a tajo abierto. El mineral de estas arenas se extrae y transporta a una planta de trituración, tras lo cual se lleva a la planta de extracción. Durante el proceso, al mineral triturado se le agrega agua caliente, que forma una lechada de arena, arcilla, bitumen y agua. A medida que la lechada se asienta, la espuma del bitumen sube a la superficie, se recolecta y se trata, para reducir el desperdicio que llega al refinador. Por su parte,  los sedimentos (como rocas, arcilla y arena) se asientan en el fondo, mientras que la capa intermedia se retira para continuar con la recuperación de bitumen.

Después de enviar el bitumen al refinador, los relaves (una mezcla de arcillas, agua, arena, trazas de bitumen y químicos de proceso) se bombean hacia estanques de decantación, también llamados estanques de relaves. Una porción importante del agua que llega a estos estanques puede reciclarse, pero primero debe atravesar otro tratamiento antes de poder regresar al medio ambiente. 

Cerca del 80 por ciento de las reservas de arenas petrolíferas se encuentran enterradas a demasiada profundidad como para explotarlas con minería a tajo abierto. El bitumen que se encuentra a más de 130 metros de profundidad se extrae mediante diversas tecnologías, que se clasifican como in situ (en el lugar). Si bien se emplean numerosas tecnologías de recuperación in situ, la técnica más habitual se llama drenaje por gravedad asistido con vapor (SAGD). Esta técnica puede recuperar hasta el 55-60 por ciento del bitumen en la reserva.

Para la técnica SAGD, se perforan dos pozos en la formación, uno ligeramente más alto que el otro. El pozo más alto, que llamamos pozo de inyección, funciona como una especie de cámara de vapor y se usa para inyectar vapor al suelo de forma constante. A medida que aumenta la temperatura de la formación de arenas petrolíferas, el bitumen se hace menos viscoso y, debido a la acción de la gravedad, fluye hacia el pozo más bajo, denominado pozo de producción. Por último, el agua condensada y el petróleo crudo o bitumen se extraen a la superficie por bombeo y se transportan a una planta refinadora, donde se convierten en petróleo sintético.

El bitumen se calienta a altas temperaturas o se hace reaccionar con hidrógeno a presión, para escindir las moléculas pesadas en otras más ligeras y menos viscosas. La refinación secundaria purifica aún más el bitumen para que pueda utilizarse como materia prima en las refinerías de petróleo. Además del bitumen, durante estos procesos se obtienen también carbón de coque, querosén, nafta y otros subproductos.

¿Cómo se tratan los relaves?

Uno de los mayores desafíos que enfrenta la industria de las arenas petrolíferas es cómo recuperar las partículas finas de arcilla en el agua de relaves, ya que esos componentes nunca llegan a asentarse en un depósito sólido. Para ayudar a abordar este reto, estamos participando en una planificación a largo plazo y en diversos proyectos de relaves para clientes que explotan arenas petrolíferas. Fransen, una empresa de Tetra Tech, resultó muy útil en el diseño y la implementación de métodos pioneros de tratamiento de relaves que aceleran el proceso de regeneración y aumentan la cantidad de agua que puede reutilizarse.

Empleamos un proceso llamado Secado Atmosférico de Finos (AFD), que combina el agregado de un polímero con la evaporación de los Relaves Finos Maduros (MFT) hasta secarlos. En el proceso AFD, los MFT se dosifican con una solución de polímero para aglutinar las partículas, lo cual forma una lechada. Después, esta lechada se deposita en zonas con diferencias de nivel, o capas, en superficies muy extensas de tierra conocidas como celdas, que son zonas de tierra con una ligera pendiente y que poseen propiedades de contención. Una vez que la capa se seca (por lo general, después del ciclo estacional de congelamiento/deshielo), es posible agregarle más capas encima. Estas capas permiten extraer los MFT con eficacia de los estanques y depositarlos sobre la superficie, donde se secan y los finos resultantes pueden recuperarse.

La técnica de Relaves Consolidados (CT) utiliza el agregado de un coagulante, para modificar la química superficial de los MFT. Se mezclan grandes volúmenes de coagulante (yeso o alumbre, por ejemplo) en una lechada. Los MFT se bombean desde el estanque y se les agregan dosis de esa lechada, junto con arenas silíceas regeneradas después, la mezcla vuelve a depositarse en los estanques, donde se asienta como lechada no segregante.

¿Cuáles son los retos que enfrenta el desarrollo futuro de las arenas petrolíferas?

Los factores y variables más importantes que afectan la explotación de recursos son los desarrollos de mercado y la disponibilidad de tuberías, los precios del crudo, los crecientes costos de inversión y de mano de obra, la gestión de los impactos ambientales, la demanda mundial de energía, las innovaciones tecnológicas y el clima de inversión a nivel internacional.

En la actualidad, la mayor incidencia proviene de dos de estas variables: las tuberías y los precios del crudo. La falta de capacidad de transporte por tuberías en toda América del Norte ha varado el desarrollo del crudo sintético a partir de las arenas petrolíferas del norte de Alberta. Las rutas de las tuberías más importantes brindan acceso, principalmente, al medio oeste de los EE. UU. El hecho de que una materia prima de uso global pueda acceder a un solo mercado regional ha presionado los precios del petróleo sintético a la baja. Resulta fundamental que se aprueben y construyan más tuberías, para poder acceder a la costa del golfo estadounidense y a los mercados asiáticos de refinación.