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Cambio climático

LXXVII Elevada radiactividad natural en nódulos de manganeso

Juan Carlos Tellechea
lunes, 12 de junio de 2023
Nódulos de manganeso © 2023 by AWI Nódulos de manganeso © 2023 by AWI
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Científicos del Instituto Alfred Wegener han detectado una elevada radiactividad natural en los nódulos de manganeso, cuya manipulación plantea riesgos para la salud humana, advierten en un nuevo estudio publicado en la revista Scientific Reports.

Los nódulos de manganeso del fondo de las profundidades marinas contienen valiosos metales de importancia capital para las industrias eléctrica y siderúrgica, por ejemplo. Por ello, para satisfacer la creciente demanda de materias primas como el cobalto y las tierras raras, la industria y algunos países están depositando grandes esperanzas en la minería de aguas profundas. 

En un estudio publicado en la revista Scientific Reports, investigadores del Instituto Alfred Wegener demuestran que esto no solo tiene consecuencias ecológicas, sino que también puede acarrear riesgos para la salud humana durante la extracción industrial y el procesamiento de los nódulos. 

Excede límites

Según el estudio, la actividad del radio 226 en los nódulos supera el límite especificado en la Ordenanza Alemana de Protección Radiológica, en algunos casos por un factor de cien a mil.

Pieza enlazada

Gran parte del fondo marino está cubierto de nódulos y costras metálicos. Los nódulos de manganeso, del tamaño de una patata, se encuentran en todos los océanos, pero especialmente en el Pacífico, a profundidades de entre 4.000 y 6.000 metros. Se forman muy lentamente a lo largo de varios millones de años y contienen metales valiosos como cobre, níquel, cobalto o tierras raras, elementos que también se necesitan en la fabricación de productos electrónicos como ordenadores, teléfonos móviles, baterías, imanes, motores y otros componentes de alta tecnología. En los últimos años, por tanto, los nódulos de manganeso y la minería de aguas profundas se han convertido cada vez más en el centro de la atención económica y política.

Entre México y Hawai

Octópodos de aguas profundas en el suelo de la cuenca del Perú, enrollados cerca de un nódulo de manganeso. © 2023 by AWI/OFOS.Octópodos de aguas profundas en el suelo de la cuenca del Perú, enrollados cerca de un nódulo de manganeso. © 2023 by AWI/OFOS.

Particularmente grandes cantidades de nódulos de manganeso se encuentran en las profundidades de la zona Clarion-Clipperton, en el Pacífico Norte, entre México y Hawai. Varios países -entre ellos la República Federal de Alemania- han adquirido allí licencias de exploración para recopilar primero datos de referencia en las zonas de licencia y, a partir de ahí, determinar las posibles repercusiones ecológicas de la extracción comercial de nódulos de manganeso en las profundidades marinas. En julio de 2023, la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos (ISA) responsable tiene previsto establecer normas concretas para la extracción industrial.

Riesgos

La profesora Dra Sabine Kasten, jefa de proyecto de los programas MinningImpact del Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI), explica que:

Desde 2015, en el marco de los proyectos 'MiningImpact' y 'MiningImpact2' de la Iniciativa de Programación Conjunta Océanos, financiados por el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania, investigamos en un consorcio internacional de más de 30 instituciones asociadas qué impacto tendría la minería de aguas profundas en los hábitats y ecosistemas de los sedimentos y la columna de agua en el Pacífico. 
Nuestro nuevo estudio sobre la radiactividad de los nódulos de manganeso muestra ahora que, además de las consecuencias para los ecosistemas marinos, también puede haber riesgos potenciales para la salud humana en relación con la extracción y el procesamiento de los nódulos de manganeso y el uso de los productos obtenidos a partir de ellos. Es urgente tenerlos en cuenta en la planificación futura.

Torio y radio

Para el estudio, que se ha publicado ahora en la revista Scientific Reports, los investigadores del AWI examinaron nódulos de manganeso obtenidos durante dos expediciones (2015 y 2019) del buque de investigación SONNE en la zona Clarion-Clipperton. 

La biogeoquímica Dra Jessica Volz, autora principal del estudio afirma que:

Ya se sabía por estudios anteriores que la capa externa de los nódulos de manganeso también contiene sustancias radiactivas naturales como el torio-230 y el radio-226, que acumulan a partir del agua de mar durante largos períodos. Sin embargo, estos niveles aún no se han tenido en cuenta en el contexto de la legislación sobre protección radiológica. 
Nuestro estudio demuestra ahora que la capa externa de los nódulos, de crecimiento extremadamente lento, puede alcanzar valores de cien a mil veces superiores a algunos de los límites establecidos por la normativa de protección radiológica para determinados emisores alfa. 

Valores muy superiores

En el caso del radio-226, por ejemplo, el equipo del AWI pudo detectar actividades a menudo superiores a 5 becquerelios por gramo en el exterior de los nódulos de manganeso. En comparación, la ordenanza alemana de protección radiológica estipula valores máximos de solo 0,01 becquerelios por gramo para la liberación sin restricciones. E incluso cuando se trata de emplazamientos contaminados procedentes de la extracción de mineral de uranio, dependiendo de la situación, ya debe realizarse una evaluación precisa del riesgo por encima de los valores máximos medidos de 0,2 o 1 becquerelio por gramo.

Por su parte el Dr Walter Geibert, investigador del AWI y coautor del estudio señala que:

Aunque sabíamos por estudios anteriores que cabía esperar una radiactividad considerable en los nódulos, el nivel real medido nos sorprendió. Especialmente la alta tasa de formación del gas noble radiactivo radón fue un nuevo hallazgo. Esto significa que la manipulación sin protección de los nódulos de manganeso puede suponer un riesgo para la salud. 
Y no solo al inhalar los polvos producidos durante su procesamiento, sino también debido a las elevadas concentraciones de radón que se forman durante su almacenamiento en locales mal ventilados. También es probable que algunas sustancias radiactivas se acumulen en los productos finales de los nódulos de manganeso, como el actinio-227 en las tierras raras.

Otros nódulos

Los investigadores quieren averiguar ahora en estudios de seguimiento si todos los nódulos de manganeso de distintas regiones de aguas profundas alcanzan esos niveles y cómo deben evaluarse los riesgos ecológicos, económicos y sociales de la minería de aguas profundas y la utilización de nódulos de manganeso a partir de estos nuevos hallazgos.

El estudio ha sido financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación alemán (BMBF Grant 535 03F0812F) en el marco del proyecto JPI Oceans "MiningImpact2 - Environmental impacts and risks of deep-sea mining".

Los proyectos MiningImpact y MiningImact2 fueron coordinados por GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel. El estudio descrito se realizó en el marco del proyecto en el Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina de Bremerhaven.

Más información sobre el proyecto MiningImpact2 

Publicación original

  • Jessica B. Volz, Walter Geibert, Dennis Köhler, Michiel M. Rutgers van der Loeff y Sabine Kasten. Alpha radiation from polymetallic nodules and potential health risks from deep-sea mining. Sci Rep 13, 7985 (2023). doi.org/10.1038/s41598-023-33971-w
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