En el Laboratorio de Geoquímica Ambiental del Departamento de Geoquímica del Instituto de Geología (IGL) de la UNAM, la investigadora posdoctoral Azucena Dótor Almazán utiliza nuevas metodologías para la identificación de fuentes de contaminación con elementos potencialmente tóxicos, basadas en el uso de tierras raras.
Estas últimas se conforman bajo el nombre común de los elementos químicos cuyos números atómicos van del 57 al 71 y se clasifican en ligeras y pesadas, aunque en ocasiones se considera que hay un grupo intermedio. Su geoquímica se basa en que tienen propiedades químicas y físicas muy similares.
Su aplicación ambiental, entre otros aspectos, se relaciona con los suelos y los fertilizantes utilizados en ellos, o al drenaje ácido de mina, es decir, líquidos ácidos generados por la oxidación de las rocas que contienen sulfuros minerales al reaccionar con el aire o con el agua.
Al señalar cómo se comportan estos elementos desde el punto de vista ambiental, explicó que su concentración y distribución se deben a la fuente y a procesos y factores como la adsorción, la precipitación o el pH; el intemperismo del lecho rocoso también los condiciona. En el agua, la movilidad de esas tierras está controlada por la interacción del propio líquido con el lecho rocoso; en el subsuelo esa relación es mucho mayor.
Si en el agua el pH es principalmente ácido, inferior a cinco, los elementos de tierras raras (ETR) son conservativos; entonces, es posible trazar la fuente del contaminante que se busca. Si es mayor a cinco, los elementos se fraccionan y proporcionan información relativa a la interacción del agua y la roca.
Bajo la dirección de Francisco Martín Romero, integrante del IGL, se desarrolla un proyecto para valorar el daño potencial del medio abiótico asociado al derrame de lixiviados ácidos, ocurrido en Cananea, Sonora. Dentro de esta investigación, Dótor Almazán ha utilizado los patrones de los ETR con el objetivo de discriminar las fuentes naturales de elementos potencialmente tóxicos, de aquella asociada al derrame.
El área de análisis incluye al arroyo Tinajas y se estudiaron las subcuencas correspondientes a los ríos Bacanuchi, Sonora-Arizpe y Sonora-Banámichi, que drenan hacia la presa El Molinito. En el nacimiento del Tinajas existe un represo que recoge lixiviados para concentrar cobre.
La mina Buenavista del Cobre, que se ubica en el municipio de Cananea, es una de las mayores empresas productoras de este metal, cuya explotación se lleva a cabo a cielo abierto y se recupera a través de un proceso de lixiviación.
Los lixiviados que se producen en el proceso son ácidos y contienen, además de ese elemento, hierro y otros metales disueltos. Una vez que drenan fuera de las rocas mineralizadas son almacenados en “represos”.
El derrame referido (de unos 40 mil metros cúbicos) ocurrió cuando la cortina contenedora de uno de los “represos”, llamado Tinajas, cedió debido a las intensas lluvias. Eso afectó, en primera instancia, al arroyo Tinajas; sobre sus riberas se observaron precipitados ocres, en algunos casos rojizos. La dispersión de la solución alcanzó parte de los ríos Bacanuchi y Sonora.
Para contener el derrame del lixiviado, la minera construyó un bordo de emergencia y lo neutralizó con la aplicación de cal; posteriormente, “recogió los sedimentos neutralizados y los visiblemente impactados, de unos siete mil 398 metros cúbicos, que se depositaron en las cercanías de una presa de jales, dentro de las instalaciones de la empresa”.
Una vez realizada la recolección del material visiblemente impactado (suelos y sedimentos) en los lechos de los arroyos y ríos, queda pendiente valorar la contaminación residual. Esta tarea no es sencilla, pues en la zona existen fuentes naturales (rocas y sedimentos) que aportan metales y metaloides como el arsénico, bario, zinc, cromo, cobre y plomo, entre otros.
Para valorar la calidad actual de suelos y sedimentos se procedió a un muestreo intenso en las zonas de los arroyos y ríos que fueron afectados.
Al considerar lo complicado que es identificar si los metales en las muestras de suelos y sedimentos provenían o no del derrame, se buscó una metodología que permitiera discriminar el aporte natural del antropogénico. Así, “la aplicación de los elementos de tierras raras y sus patrones nos ayudaron a precisar si la firma de estos materiales era igual o diferente al patrón natural que se tenía de la zona”, dijo Dótor Almazán.
En el momento que se analizaron los materiales de la fuente de contaminación (lixiviado y material precipitado del represo), se encontró un patrón caracterizado por una marcada anomalía negativa de europio. “El material precipitado que recolectamos del represo muestra una mayor concentración de ETR; sin embargo, la principal anomalía de europio (Eu, con número atómico 63) está en el lixiviado”.
“Por otro lado, descubrimos que esta anomalía negativa de Eu no se presenta en el patrón de las rocas naturales del área, por lo que se considera que los ETR pueden ser un potencial trazador para diferenciar la fuente de contaminación antropogénica, asociada al derrame, de las fuentes naturales de metales de la zona de estudio”.
En los sedimentos muestreados y analizados de los cauces en el arroyo y río afectados, después de la remediación los patrones de los ETR son muy consistentes al mostrar un enriquecimiento de los elementos de tierras raras ligeros; que son similares a los obtenidos en las muestras de rocas que afloran de manera natural en la zona, pero diferentes a los de la fuente de contaminación antropogénica asociada al derrame de Buenavista del Cobre.
El análisis de estos elementos en la geología para identificar fuentes de proveniencia de rocas y sedimentos es algo común, no así en el área ambiental, por lo que su aplicación puede contribuir a abrir nuevas líneas de trabajo cuando la identificación de fuentes de elementos potencialmente tóxicos sea prioritaria, concluyó la investigadora.