Investigadors de la Rice University (Texas) posen a punt una tècnica per a la restauració de sòls contaminats per hidrocarburs a fi que esdevinguin de nou aptes per al conreu.
Optimitzant la piròlisi
Un equip d’investigadors en enginyeria química i en bioenginyeria de la Rice University (Houston, Texas) va presentar l’any 2015 un mètode consistent a utilitzar la piròlisi (descomposició tèrmica en absència d’oxigen) per eliminar els hidrocarburs dels sòls contaminats. Ara, tot just el passat mes de gener, han aconseguit demostrar que els sòls tractats amb aquesta tècnica, convenientment optimitzada, poden de fet recuperar la fertilitat.
Mentre que sovint són els vessaments marins de petroli els que capten l’atenció mediàtica, cal fer esment del fet que el 98% dels vessaments d’hidrocarburs tenen lloc en terra ferma. A tall d’exemple, l’Environmental Protection Agency estatunidenca (EPA) en rep notificació de més de vint-i-cinc mil cada any al país. D’aquí, segons els responsables del nou mètode, de trobar una manera efectiva de descontaminar els sòls pol·luïts amb uns costos raonables.
En comparació amb processos que cerquen una remediació ràpida dels sòls contaminats, com ara la incineració, el procés per piròlisi és més respectuós ambientalment. Segons els creadors del nou mètode, el seu procediment permet, d’una banda, reduir la presència d’hidrocarburs contaminants i deixar-la per sota del llindar màxim legal (0,1% del pes), i de l’altra, fer que els escassos hidrocarburs romanents pertanyin a varietats relativament estables, com poden ser el carbó de coc o el carbonet (carbó vegetal o biochar).
El procés ideat pels investigadors de la Rice University consisteix a escalfar fins als 420°C, durant quinze minuts, els sòls contaminats. Temperatures més altes, de l’ordre dels 500°C, comportarien segons l’equip de recerca la deshidratació irreversible, i per tant la destrucció, de les argiles presents al sòl, cosa que el faria erm (aquesta és la raó per la qual les tècniques d’incineració esmentades abans, per bé que eficaces en l’eliminació dels hidrocarburs, deixen el sòl improductiu).
Per als seus assajos, l’equip de la Rice University va emprar mostres de sòls provinents de Hearne, a Texas, i les va contaminar en laboratori amb petroli cru pesant. La piròlisi es va dur a terme en un forn: com s’ha apuntat, els 420°C es van revelar òptims pel que fa a rendiment, ja que permetien una eliminació del 99,9% dels hidrocarburs totals del petroli (TPH) i del 94,5% dels hidrocarburs policíclics aromàtics (PAH). (Val a dir: segons els investigadors, en aquesta mena de processos, cap als 300°C comença l’evaporació dels compostos volàtils lleugers, i cap als 400°C, el trencament dels enllaços dels heteroàtoms en primer lloc, i dels enllaços carboni-carboni i carboni-hidrogen després; es desencadena així una reacció que converteix els hidrocarburs pesants en materials com ara el carbonet, estable i poc reactiu, tal com s’ha apuntat abans.)
L’equip va provar també temperatures més altes, d’uns 470°C, amb les quals s’assolia un major rendiment pel que fa a l’eliminació de contaminants. Ara bé, naturalment calia aplicar més energia al procés, i a més la fertilitat del sòl tractat començava a ressentir-se a causa de la degradació incipient de les argiles.
Els investigadors van obtenir la prova de la fertilitat dels sòls contaminats tractats per piròlisi optimitzada fent-hi créixer espècimens d’enciam Simpson de llavor negra, una varietat molt sensible a la pol·lució per hidrocarburs. Segons l’equip, tot i una relativa tardança a brotar en comparació amb els exemplars sembrats en sòl originàriament net, al cap de vint-i-un dies els enciams dels sòls tractats havien assolit pràcticament les mateixes taxes de germinació i el mateix pes que els altres.
Tres setmanes després de la sembra, les plantes dels assajos mostraven un creixement adequat (© Wen Song / Rice University)
Aquesta actuació, publicada a la revista Environmental Science and Technology de l’American Chemical Society, constitueix un pas més de l’equip responsable en la investigació sobre la recuperació de sòls mitjançant piròlisi (com s’ha apuntat abans, les seves primeres publicacions daten de 2015). El que és nou en l’article recentment aparegut a EST és que els investigadors han demostrat que és possible dur a terme el procés de descontaminació ràpidament, en tot just quinze minuts (enfront les tres hores que el mateix equip deia necessitar fa quatre anys), i que, pel que sembla, s’han pogut determinar les condicions que optimitzen la piròlisi i permeten assolir l’equilibri entre rendiment descontaminador i preservació de la fertilitat del sòl tractat. En paraules d’un dels responsables de l’actuació, s’ha aconseguit convertir un problema i una càrrega (sòl contaminat) en un recurs i un actiu (sòl fèrtil).
Autors
Redactat per: Alfonso Martínez Jaume
Per saber-ne més: Rice University
