Sin lugar a dudas, el test ABA (Acid-Base Accounting), sigue siendo uno de los ensayos geoquímicos más utilizados como elemento predictor del potencial de generación de drenaje ácido de roca (DAR).
Desde su creación en el año 1978 (Sobek et al – US EPA) y hasta nuestros días, han surgido una gran cantidad de “variaciones” de este ensayo, todas las cuales buscan entregar mayor y mejor información, respecto del comportamiento geoquímico de los materiales expuestos a la meteorización.
En su concepto más básico, el test ABA consiste en establecer el potencial de generación de ácido (PA) y el potencial de neutralización (PN) de una determinada muestra para finalmente, en función de ambos, PA y PN, determinar el potencial neto de neutralización (NNP) y el ratio PN/PA. Ambos resultados pueden ser comparados con valores referenciales, con el objeto desclasificar las muestras como potenciales o no potenciales generadoras de drenaje ácido, o bien si se requiere profundizar mediante la realización de ensayos cinéticos.
El potencial de neutralización
Existen numerosas formas de determinar el potencial de neutralización de una muestra, sin embargo, todas las metodologías tienen en común las siguientes etapas:
Cabe señalar que esto último es solo una convención ya que muestras sin contenido de carbonatos pueden arrojar valores de potencial de neutralización expresados en términos de CaCO3.
Por lo general, los distintos métodos de ensayo difieren en la “agresividad” del ataque ácido, y por ende,difieren en el grado de disolución de minerales producto de dicho ataque. La tabla tabla 1 presenta las diferencias entre los distintas versiones y sus respectivas formas de determinar el PN.
Numerosos autores, han realizado estudios sobre los lixiviados producidos por los diferentes procesos de determinación del potencial de neutralización, todo lo cual ha dado origen a un ordenamiento respecto de la reactividad al ácido de los distintos minerales. Las principales conclusiones se presentan en la tabla 2.
Ver Tabla 2 (Reactividad al ácido de los minerales)
Otra relación bastante utilizada respecto de la reactividad de los minerales a pH=5 es la elaborada por Sverdrup (1990) y Kwong (1993) la que se presenta en la tabla 3 a continuación.
Ver Tabla 3 (Reactividad mineral reactiva)
Kwong (1993) interpreta que las especies con verdadero potencial de neutralización son aquellas que se encuentran en las categorías soluble, meteorización rápida y meteorización intermedia, es decir aquellas con reactividad relativa 1,0, 0,6 y 0,4)
Un vistazo a la experiencia europea
A mediados de la década del 2000 y con objeto de establecer un recuento de las “mejores prácticas disponibles”,en lo que se refiere al manejo de residuos provenientes de la industria extractiva minera, la comunidad europea encargó a un grupo de expertos la implementación de las metodologías estándar, que permitieran, establecer el potencial de drenaje minero de los materiales de desecho, y su comportamiento en el tiempo.
Con el tiempo el grupo de trabajo llegó a una conclusión que parece, a todas luces, lógica y es que, basados en la experiencia acumulada de años,resultaba conveniente seleccionary estandarizar una de las metodologías existentes, en vez de desarrollar una nueva y probarla durante años.
Entre los aspectos considerados para la selección de la metodología se encontraban la simplicidad del método, su amplia utilización en la industria y en investigación, los costes debía ser razonables, no requerir de equipamiento mayor y que presentara buenos niveles de repetibilidad y reproducibilidad. Otro aspecto relevante y que dice relación con las características del ensayo es que fuese llevara a cabo a temperatura ambiente y que sus niveles de acidificación fuese moderados en torno a pH 2,0 – 2,5; de manera tal de evitar una sobre-estimación del potencial de neutralización de las muestras.
En base a los criterios antes mencionados, la metodología seleccionada resultó ser el Test ABA modificado de Lawrence (1997).
Las modificaciones propuestas por el comité de expertos de la comunidad
europea
Se ha demostrado que uno de los principales problemas de las metodologías utilizadas para la estimación del potencial de neutralización es la selección de la cantidad y la concentración de ácido utilizada durante la digestión de las muestras se establece a partir del FizzRate test que resulta ser una prueba cualitativa y cuyo resultado depende del criterio y experiencia del analista. Numerosos son los trabajos que señalan que, una misma muestra enviada a varios laboratorios, reporta resultados significativamente distintos,lo anterior producto de la distinta calificación de las muestras por parte del analista en función de su fizztest (Stenvall, 2006;Tammelin 2007).
En este sentido, el grupo de expertos de la comunidad europea tomó una decisión, extremadamente adecuada, y esta es que, teniendo en consideración que la mayor parte del potencial de neutralización de una muestra viene dada por su contenido de carbonatos, la cantidad y concentración de ácido utilizado para la digestión de la muestra debe seleccionarse a partir del contenido de carbono inorgánico (determinado por el método de combustión IR).
Otras debilidades señaladas por el comité de expertos respecto del método modificado de Lawrence y Wang es la cantidad de ácido añadida en el comienzo del test y a t=2h lo cual resulta en que la mayor cantidad del tiempo (22 h) la digestión de la muestra se verifica a niveles elevados de pH lo cual puede llevar a una subestimación del potencial de neutralización.
Finalmente el equipo de expertos consideró que, en base a las evidencias existentes respecto del efecto del tamaño de partícula en los resultados del test ABA resultaba oportuno clarificar el término pulverizado utilizado en el método modificado de Lawrenece y Wang y definir un tamaño de partícula estándar.
Las diferencias entre la metodología EN 15875 de la comunidad europea y el método modificado de Lawrence se presentan de manera sintética en la tabla Nº4.
Conclusiones
Los estudios indican que la mayor parte del potencial de neutralización de una muestra viene dado primeramente por su contenido de carbonatos, y en menor medida a partir delos aluminosilicatos que pudieran disolverse y aportar al potencial de neutralización de la muestra.
Es por lo anterior que las características del método utilizado para la determinación del PN tiene directa influencia en las especies que se disolverán y por ende si serán o no contabilizadas dentro del potencial de neutralización de una muestra.
Con lo anterior es posible señalar que existen tres escenarios posibles en función de su probabilidad de ocurrencia durante los procesos de meteorización-disolución de los minerales.
Los métodos Lappako y de determinación de carbono inorgánico (carbonatos) señalan el potencial de neutralización en el “peor de los casos” por cuanto contabiliza los carbonatos, pero no las demás especies minerales con potencial de neutralización.
El método de Sobek nos señala el potencial de neutralización en el “mejor de los casos” por cuanto considera en el recuento del potencial de neutralización, tanto los carbonatos, como las especies minerales solubles a rangos de pH bajo.
Los métodos BCRI Initial, ABA modificado de Lawrence y norma europea EN 15875 tienden a señalar el potencial de neutralización en el escenario “más probable” por cuanto considera solo los carbonatos y los silicatos más reactivos dentro del potencial de neutralización.
Referencias
- Acid base accounting (ABA) Test procedures, Chris Mills, Infomine 2015.
- Laboratory methods for acid-base accounting: an Update, Tim Kania, Pennsylvania department of environmental protection, 2015.
- Development of a European standard for the determination of acid potenctial and neutralization potential for sulfidic waste, TommiKaartinen, Margareta Wahlström, 2011.
- European waste characterization standards for the prevention of acid/neutral rock drainage, I Twardowska, I Walder, M. Wahlström, T. Kaartinen, J.A. Drielsma, IMWA 2010.
