El lecho marino profundo está salpicado de rocas antiguas, cada una del tamaño de un puño cerrado, llamadas «nódulos polimetálicos». En otros lugares, a lo largo de respiraderos hidrotermales activos e inactivos, las dorsales oceánicas profundas, los arcos volcánicos y los límites de placas tectónicas, así como en las laderas de los montes submarinos, se encuentran otros tipos de depósitos ricos en minerales de alta demanda.

Los minerales que se encuentran en las profundidades oceánicas se utilizan para fabricar productos como las baterías de iones de litio que alimentan vehículos eléctricos, teléfonos celulares o células solares. En algunos casos, se estima que los recursos de depósitos minerales críticos en partes del océano abisal superan con creces las reservas terrestres globales.

“La sociedad quiere vehículos eléctricos y células solares para obtener energía limpia, pero todo esto requiere recursos”, afirma Thomas Peacock, profesor de ingeniería mecánica del MIT, en un vídeo sobre su investigación. “Los recursos terrestres se están agotando o su acceso es cada vez más difícil. En algunas zonas del océano, hay muchos más de estos recursos que en las reservas terrestres. La pregunta es: ¿puede ser menos impactante extraer algunos de estos recursos del océano que de la tierra?”

La minería de aguas profundas representa una nueva frontera en la extracción de minerales, con implicaciones potencialmente significativas para la industria y la economía global, además de importantes consideraciones ambientales y sociales. Mediante la investigación, científicos como Peacock estudian los impactos de la minería de aguas profundas de forma objetiva y rigurosa, y pueden aportar evidencia para la toma de decisiones.

Las actividades mineras, ya sea terrestres o marítimas, pueden tener impactos significativos en el medio ambiente a escala local, regional y global. Dado el creciente interés en la minería de los fondos marinos, impulsado por la creciente demanda de minerales críticos, las investigaciones científicas ayudan a esclarecer las desventajas.

Vídeo sobre la explotación de las profundidades marinas
: Ingeniería mecánica del MIT

Peacock ha estudiado durante mucho tiempo los posibles impactos de la minería en aguas profundas en una región del océano Pacífico conocida como la Zona Clarion Clipperton (ZCC), donde abundan los nódulos polimetálicos. Hace una década, su grupo de investigación comenzó a estudiar la minería en aguas profundas, al percibir la necesidad imperiosa de desarrollar capacidades de monitoreo y modelado para evaluar la magnitud del impacto.

Hoy en día, su Laboratorio de Dinámica Ambiental del MIT (ENDLab) está a la vanguardia del avance en la comprensión de las tecnologías emergentes de utilización del océano. Con una investigación basada en la dinámica de fluidos fundamental, el equipo está desarrollando programas de monitoreo de vanguardia, sensores novedosos y herramientas de modelado.

“Estamos estudiando la forma de los sedimentos suspendidos de las operaciones mineras en aguas profundas, probando un nuevo sensor para sedimentos y otro nuevo sensor para turbulencia, estudiando las fases iniciales del desarrollo de la columna de sedimentos y analizando datos de las pruebas tecnológicas de 2021 y 2022 en el Océano Pacífico”, explica.

En la minería de nódulos en aguas profundas, los vehículos recogen los nódulos del fondo oceánico y los transportan de vuelta a un buque en la superficie. Una vez recogidos los materiales críticos en el buque, parte del sedimento sobrante puede devolverse a la columna de aguas profundas. Las columnas de sedimentos resultantes y sus posibles impactos son un enfoque clave del trabajo del equipo.

Un estudio realizado en 2022 en la CCZ investigó la dinámica de las columnas de sedimentos cerca de un vehículo minero de nódulos polimetálicos en aguas profundas. Los experimentos revelaron que la mayor parte del agua liberada, cargada de sedimentos (entre el 92 % y el 98 %), permaneció cerca del lecho marino, extendiéndose lateralmente. Los resultados sugieren que la dinámica de las corrientes de turbidez determina la fracción de sedimentos que permanece suspendida en el agua, así como la escala de la columna de sedimentos ambiental subsiguiente. Las implicaciones de este proceso, previamente pasadas por alto, son sustanciales para el modelado de columnas y resultan informativas para las declaraciones de impacto ambiental.

“Los nuevos avances en modelos pueden ayudarnos a realizar predicciones cada vez más fiables”, afirma. El equipo también contribuyó a un estudio reciente, publicado en la revista Nature, que demostró que los sedimentos depositados fuera de un yacimiento minero experimental se eliminan, probablemente por las corrientes oceánicas, e informó sobre cualquier recuperación biológica observada.

Los investigadores observaron un sitio cuatro décadas después de un experimento de extracción de nódulos. Si bien se observaron impactos biológicos en muchos grupos de organismos, las poblaciones de varios organismos, incluyendo la macrofauna de sedimentos, los organismos móviles de deposición e incluso la fauna sésil de gran tamaño, habían comenzado a restablecerse a pesar de los cambios físicos persistentes en el fondo marino. El estudio fue dirigido por el Centro Nacional de Oceanografía del Reino Unido.

“Se ha aprendido mucho sobre la mecánica de fluidos de la minería en aguas profundas, en particular en lo que respecta a las columnas de sedimentos de la minería en aguas profundas”, afirma Peacock, y añade que el progreso científico continúa con más resultados en camino. El trabajo está estableciendo nuevos estándares para el monitoreo in situ de las propiedades de los sedimentos en suspensión y para la interpretación de los datos de campo de ensayos técnicos recientes.

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