Dave Riley tem mais de 14 anos de experiência nas indústrias de mineração e areias betuminosas, especializando-se em gestão de processo e projetos no escritório e em campo.

Sua experiência vai desde gestão de programas à definição de escopo de projetos de engenharia detalhada e supervisão de trabalhadores em campo. Dave tem um sólido histórico em rejeitos de areias betuminosas e gerenciou um número significativo de projetos de capital para gestão de rejeitos, assim como um departamento de engenharia de processo de rejeitos e equipes de operações de campo. A atuação de Dave em projetos tem sido tanto como representante do cliente como consultor de engenharia. Ele participou em todos os aspectos de projetos, desde a concepção inicial à engenharia detalhada e até o comissionamento e partida.

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O que são areias betuminosas?

Areias betuminosas são uma mistura de areia, água, argila e uma forma semissólida de petróleo chamada de betume. Após ser extraído do minério cru, o betume é uma substância bastante espessa, negra e viscosa, que passa por um intenso beneficiamento até ser transformado em óleo cru sintético. Assim como em outras lavras de minérios convencionais, a qualidade do minério – a proporção de betume nas areias betuminosas – varia de jazida para jazida. A proporção típica é de 83% de areia, 10% a 12% de betume, 4% de água e 3% de argila.

As areias betuminosas canadenses existem em três áreas distintas do norte da província Alberta, cobrindo uma área de 140.000 km². Elas representam a terceira maior reserva comprovada de petróleo no mundo, com 176 bilhões de barris. Elas ficam atrás somente da Arábia Saudita e Venezuela.

Como se extrai o betume para o processamento?

Há dois processos que são usados para recuperar o betume das areias betuminosas – lavra a céu aberto e recuperação no local.

20% das reservas de areias betuminosas são acessíveis por meio de processos conhecidos de lavra a céu aberto. O minério das areias betuminosas é extraído e transportado a uma unidade de britagem e então a uma planta de extração. Durante o processo, água quente é acrescentada ao minério britado, o que cria uma polpa de areia, argila, betume e água. Conforme a polpa é decantada, a espuma de betume sobe para a superfície e é escumada e tratada para reduzir os rejeitos que vão para o beneficiamento. Sedimentos como rochas, argila e areia são decantados no fundo. A camada intermediária é removida para mais recuperação de betume.

Após o betume ser enviado ao beneficiamento, os rejeitos – uma mistura de argilas, água, areia, traços de betume e produtos químicos do processo – são bombeados para as bacias de decantação, também conhecidas como bacias de rejeitos. Uma porção significativa da água lançada nas bacias de rejeitos pode ser reciclada, mas primeiro precisa passar por mais tratamentos antes de ser lançada no ambiente. 

Cerca de 80% das reservas de areias betuminosas estão enterradas em grandes profundidades para serem acessadas por meio de lavra a céu aberto. O betume localizado em profundidades acima de 130 m é recuperado por meio de diversas tecnologias categorizadas como in situ (no local). Embora diversas tecnologias de recuperação in situ estejam sendo empregadas, a técnica mais comum é chamada de Drenagem Gravitacional com Injeção de Vapor (SAGD). A técnica de SAGD consegue recuperar até 55% a 60% do betume na reserva.

Na técnica SAGD, dois poços são perfurados na formação, um levemente mais alto que o outro. O poço mais alto, chamado de poço de injeção, funciona como uma espécie de câmara de vapor e é usado para injeção contínua de vapor no solo. Conforme a temperatura aumenta na formação de areias betuminosas, o betume fica mais viscoso e, através da gravidade, flui para o poço mais baixo, chamado de poço de produção. Por fim, o condensado e o petróleo cru ou betume é recuperado para a superfície através de bombas e transportado para uma instalação de beneficiamento onde é transformado em óleo cru sintético.

O betume é aquecido a uma alta temperatura ou reagido com hidrogênio sob pressão para quebrar as moléculas pesadas em moléculas mais leves, tornando-o menos viscoso. O beneficiamento secundário purifica ainda mais o betume, de modo que possa ser usado como matéria-prima nas refinarias de petróleo. Além do betume, coque, querosene, nafta e outros subprodutos são obtidos no processo de beneficiamento.

Como os rejeitos são tratados?

Um dos maiores desafios que o setor de areias betuminosas enfrenta é como recuperar as partículas finas de argila nas águas residuais. É possível que estes componentes nunca sejam decantados em um depósito sólido. Para ajudar a resolver este desafio, estamos participando em planejamentos de longo prazo e diversos projetos de instalações de rejeitos para clientes do setor de areias betuminosas. A Fransen, uma empresa da Tetra Tech, teve participação fundamental no projeto e implementação de processos pioneiros de tratamento de rejeitos que aceleram o processo de recuperação e aumentam a quantidade de água disponível para reutilização.

Usamos um processo chamado de Secagem Atmosférica de Resíduos Finos (AFD), que combina a adição de um polímero com a evaporação para secar os Resíduos Finos Maturados (MFT). No processo de AFD, o MFT recebe uma dose de uma solução de polímero para aderir as partículas, o que forma uma polpa. Esta polpa é então depositada em lotes, ou camadas, sobre grandes áreas de terra conhecidas como células, que são áreas de terra levemente niveladas e que possuem contenção. Assim que um lote seca – tipicamente em uma estação de congelamento/degelo – você pode adicionar lotes sucessivos. Estes lotes removem com eficácia o MFT das bacias e os depositam na superfície, onde ele seca e os resíduos finos resultantes podem então ser recuperados.

Resíduos Consolidados (CT) usam a adição de um composto coagulante para modificar a química da superfície do MFT. Grandes volumes de coagulantes como gipsita ou alúmen são misturados na polpa. O MFT é bombeado da bacia e a polpa de coagulante é dosada no MFT junto com areia de sílica recuperada. A mistura é então relançada nas bacias, onde ela é devidamente decantada como uma polpa não segregante.

Quais são os desafios enfrentados no desenvolvimento futuro de areias betuminosas?

Alguns dos maiores fatores e variáveis que afetam o desenvolvimento do recurso são os desenvolvimentos e canais de distribuição do mercado, os preços do óleo cru, os aumentos das despesas de capital e mão de obra, a gestão de impactos ambientais, as demandas energéticas globais, as inovações em tecnologia e o clima de investimento global.

O maior impacto atualmente é a combinação de duas destas variáveis, notadamente os canais de distribuição e os preços do óleo cru. Uma falta de capacidade de distribuição na América do Norte dificultou bastante o comércio de óleo cru sintética proveniente das areias betuminosas do norte de Alberta. As maiores rotas de distribuição fornecem acesso principalmente para a região centro-oeste dos EUA. O acesso a um mercado regional quase que exclusivo para uma commodity global forçou a queda dos preços do óleo cru sintético. Mais aprovações e desenvolvimento de canais de distribuição, permitindo o acesso aos mercados de refino da costa do golfo americano e asiático, serão essenciais.