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CRONICA MINERA
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PROYECTOS INNOVADORES
Investigadoras del CIMM dan valor a la Minería

Tres proyectos, tres soluciones. El Centro de Investigación Minero Metalúrgica CIMM no sólo tiene una fructífera historia, hoy desarrolla soluciones concretas para la minería de acuerdo a las más recientes tendencias mundiales de investigación.

 

Al día con las nuevas exigencias del mercado internacional hacia las materias primas y conectado con las necesidades del sector minero en Chile está el Centro de Investigación Minera y Metalúrgica CIMM, una institución que desde hace casi 40 años alberga a especialistas que desarrollan soluciones para potenciar la minería desde la innovación y la investigación.
El medioambiente requiere de cuidados cada vez mayores por parte de la actividad humana. El costo del desarrollo ha manifestado consecuencias visibles y sobre las cuales ya se han pronunciado las potencias del primer mundo. Producir hoy no es tan simple como hace cuatro décadas, y eso lo saben en el CIMM. Tres proyectos desarrollados en esa corporación ofrecen soluciones concretas a problemas actuales. Sin embargo, no todos ellos hoy se desarrollan, aún cuando se trata de acertadas alternativas a problemas del sector.

Semillas de energía

Lo que queda después de la existencia de una faena minera es, muchas veces, tierra de nadie. Muchos antiguos predios abandonados con altos contenidos de metales pesados conforman los pasivos ambientales que hoy preocupan a la industria. El abandono de estos sitios se traduce en millones de partículas de metales acumuladas que se dispersan hacia centros poblados, cursos de agua y terrenos agrícolas, zonas altamente susceptibles de recibir esta contaminación.

La rehabilitación de estos sitios se convirtió en una necesidad imperiosa, lo que fue asumido por CIMM en un proyecto que se propuso encontrar opciones sustentables y con un alto valor agregado, que permitan revalorizar estos sitios degradados. “Se han identificado una gran cantidad de especies vegetales, que cuando son manejadas adecuadamente, son capaces de establecerse y estabilizar estos lugares donde hubo minería de manera de evitar estos problemas ambientales”, explica la doctora Claudia Santibáñez, quien lideró el proyecto.

Por lo general las plantas de ambientes rústicos, tienden a acumular aceites como una estrategia de ahorro energético para los períodos adversos. Existen variadas especies que lo hacen y que crecen en las más diversas condiciones climáticas del país. Y lo más interesante es que sus semillas pueden convertirse en potencial materia prima para la producción de biodiésel, cualidad que hasta ahora no ha sido explorada.

Así se descubrió una novedosa solución para la remediación de ambientes contaminados con residuos mineros, que comenzó a tomar forma en este proyecto denominado “Producción de biodiésel a partir de recursos fitogenéticos nativos como una opción para la rehabilitación de sitios mineros degradados en Chile”, que consideró la identificación de especies oleaginosas (con alto contenido de aceite) en estas zonas.

El proyecto permite obtener “beneficios multipropósito”, según explica Santibáñez. “De las especies oleaginosas sólo se cosecha la semilla, en tanto que las plantas permanecen estabilizando el sitio y controlando la erosión.

Es por ello, que la plantación a gran escala de estas especies puede constituir un sumidero importante de captura de carbono atmosférico, con lo cual podrían entrar al mercado de los bonos de carbono. Por otro lado, se presenta la posibilidad de obtener un producto que es comercializable, limpio y que eventualmente puede ser utilizado como combustible verde en las mismas instalaciones mineras, contribuyendo con ello a reducir la huella de carbono de nuestros productos mineros y que puede incentivar un nuevo mercado de semillas nativas al mundo”.

Las ventajas no terminan ahí. Todos los subproductos generados en el proceso de extracción de aceite tienen un potencial valor de mercado, como lo explica Claudia Santibáñez: “Durante el proceso se genera una gran cantidad de glicerina, utilizada principalmente en la industria cosmética. Por otra parte, la torta de prensado, que es el material que queda después de extraer el aceite de la semilla, presenta un alto contenido de proteína, con lo cual constituye un excelente alimento para la producción ganadera y acuícola”.

Incluso la cáscara de algunas semillas se pueden transformar en pellets, los que se pueden combustionar directamente, obteniéndose así otra fuente de energía renovable, según la investigadora del CIMM.

“El proceso de restauración de sitios degradados que propone este proyecto de investigación permite desarrollar un proceso altamente sustentable, ya que se controlan de manera costo-efectiva los problemas ambientales que generan los residuos mineros, al mismo tiempo que se entrega un valor agregado con la generación de un combustible renovable, se disminuye la huella de carbono y permite la entrada a los mercados de bonos de carbono para las empresas mineras”, agrega.

Además, y a diferencia de otras especies cultivadas para estos fines y que también constituyen alimentos, en este caso se utilizan especies sin valor comercial.

“Con nuestro proyecto se pretende valorizar especies nativas rústicas, con bajos requerimientos de manejo, que en la actualidad no se utilizan con fines productivos y que además se pueden cultivar en suelos marginales o incluso en residuos mineros, por lo tanto no representan una amenaza para los suelos agrícolas y la alimentación humana”, afirma Santibáñez.

Todas estas iniciativas van en la dirección de crear nuevas fuentes energéticas renovables, de bajo impacto, que ayuden al sector minero a entrar en la nueva era de los productos con baja huella ecológica.

Metales bajo la lupa de la UE

El año 2010 tiene una especial significación para todos los países que exportan sus productos hacia la Unión Europea (UE).

La entrada en vigencia de la norma conocida como REACH (Registro, Evaluación y Autorización de Químicos por sus siglas en inglés) y la norma GHS (Sistema mundialmente armonizado de clasificación y etiquetado de productos químicos) exigirá el cumplimiento de estándares de toxicidad referidos al manejo y transporte de los productos, así como la protección de los trabajadores que participan en la producción y manipulación, a todos quienes envían más de una tonelada de productos químicos hacia la UE.

Bajo esta nueva normativa, determinar con precisión la toxicidad de los productos químicos es la única opción para quienes desean continuar exportando sus productos hacia la UE u otros países desarrollados con exigencias similares.

En el CIMM, la investigadora Paola Urrestarazu participa junto a un grupo multidisciplinario (químicos, biólogos marinos y bioquímicos) en proyectos que buscan determinar la toxicidad de compuestos metálicos para el medio ambiente y la salud humana. Específicamente, se busca identificar las especies químicas que son tóxicas para el medioambiente a través de ensayos ecotoxicológicos y su caracterización química.

El objetivo de estos estudios es obtener información científica para realizar una clasificación más certera de productos metálicos. La idea es evitar un escenario “poco real y de sobreprotección”, como clasificar a los productos metálicos de acuerdo a su composición química y no de acuerdo a su capacidad de interactuar con organismos vivos y el medio ambiente.

“Por ejemplo, la toxicidad del sulfato de cobre para los organismos de agua dulce es mucho mayor que la toxicidad del cobre metálico, que posee muy baja solubilidad, y por lo tanto no sería correcto clasificar a ambos compuestos de la misma manera, debido a la presencia de cobre”, explica Paola Urrestarazu.

La identificación de la toxicidad de las materias primas se realiza en el laboratorio de Ecotoxicología y Metales Traza del CIMM, y entre los principales metales estudiados se encuentran el cobre, el aluminio, el estaño, molibdeno, además de subproductos, aleaciones y compuestos que contienen metales.

La toxicidad de los metales o compuestos metálicos se determina mediante análisis físico-químicos como el de “disolución transformación”, donde muestras de metales se someten a condiciones que simulan ambientes acuáticos reales. De esta forma, se proyecta -por ejemplo- el impacto que tendría un accidente, si volcara un camión con todo ese material y contaminara un curso de agua. Esta información permite proponer una clasificación y etiquetado de los productos.

El laboratorio de metales traza del CIMM ha participado en otros proyectos internacionales, como por ejemplo la caracterización química de algunos de los ríos más importantes de Chile, lo que ha permitido, desarrollar modelos de predicción de toxicidad junto a importantes instituciones del área ambiental, financiados por la ICA (Internacional Copper Association).

“En estos proyectos, se utilizan modelos biológicos para evaluar la toxicidad, como son los ensayos con micro algas y micro crustáceos llamados “daphnias”, que actúan como bioindicadores ya que por su tamaño y sensibilidad, permiten determinar las concentraciones de metales que son seguras para un determinado río, dependiendo de la composición química de las aguas”, explica Urrestarazu.

Estas investigaciones han tenido un gran impacto en la minería porque permiten recomendar niveles de metales en aguas (ríos y lagos) que aseguren un bajo impacto de las labores mineras en el medioambiente.
También se mide la toxicidad de metales en el ser humano a través del “uso de fluidos artificiales que simulan fluidos biológicos permitiendo estimar la toxicidad producida por la ingesta, inhalación y contacto directo con los metales”, agrega la investigadora.

Estabilización de peligrosos polvos de fundición

Uno de los principales problemas que enfrentan las fundiciones en Chile es que hasta el momento no se tiene una tecnología propia para el tratamiento de los polvos de fundición que se generan en el país. Estos polvos arrastrados son capturados en los precipitadores electrostáticos, generándose un residuo denominado PEPA (Polvos electrofiltro planta ácido), que son considerados como residuos peligrosos por la normativa vigente del Ministerio de Salud. Se trata de residuos tóxicos que contienen elementos como arsénico, plomo y cadmio que generan un serio problema ambiental para el país que fue enfrentado por un proyecto en el que participó CIMM.

El proyecto “Desarrollo de un proceso para la estabilización de impurezas y recuperación de metales desde los polvos de fundición”, permitió estabilizar de manera exitosa estos dañinos polvos antes de su disposición final y además, recuperar metales valiosos, tales como el cobre.

La iniciativa, diseñada para la Fundición y Refinería Ventanas en el año 2001 cuando aún pertenecía a Enami, logró “estabilizar el arsénico como un arseniato férrico, en forma cristalina, denominado escoradita, y se logró además obtener sulfato de cobre, sulfato de cadmio y sulfato de zinc”, explica la investigadora Claudia Almendares, quien participó en el proyecto.
Con aportes del gobierno japonés, del gobierno chileno y de Codelco (debido al traspaso de la Fundición desde Enami a la cuprífera estatal), el proyecto solucionó un problema concreto al tratar el polvo capturado en los precipitadores electrostáticos de la planta de ácido que se convertía en un R.I.S. (residuo sólido industrial) llamado PEPA (Polvos Electrofiltro Planta de Ácido).

Tras casi un año de incertidumbre por el traspaso de la propiedad de la Fundición Ventanas de Enami a Codelco, el proyecto continuó con la construcción de una planta piloto -que significó una inversión de US$ 4,3 millones- para dar continuidad a los análisis que se habían desarrollado a escala laboratorio, tanto en Chile como en Japón, y que lograron entregar una efectiva alternativa de estabilización para los polvos y una exitosa recuperación de metales.

El proyecto llegó a su fin en 2007, un año después de lo previsto, y “no hubo mayor interés de parte de Codelco por seguir usando la Planta Piloto que quedó instalada en la Fundición de Ventanas y a cargo de la empresa gracias a un convenio en comodato firmado entre CIMM y Codelco”, relata Claudia Almendares.

Para que la planta siguiera operando, Codelco debía asumir los costos mensuales implicados en su funcionamiento (alrededor de US$ 30.000 considerando insumos y personal), sin embargo, eso no ocurrió.

“De todas formas es destacable el apoyo entregado por el Gobierno japonés al Gobierno chileno, durante 5 años, para haber realizado exitosamente un proyecto de investigación y cooperación, logrando instalar una planta piloto para dar una solución tecnológica a un problema ambiental provocado por el sector minero”, dice Almendares.

El impacto de este proyecto no es menor. “Se enfrentó un problema real y serio del país, se ofreció una alternativa de solución ya que la escorodita (arseniato férrico cristalina) es estable, se hicieron las pruebas que se ajustaron a las normas de residuos peligrosos, y se llegó a excelentes resultados en la recuperación de cobre (de sobre el 90%). Es decir, fue un proyecto exitoso”, agrega la investigadora.

Pero el impulso hacia una etapa industrial no se logró concretar. “No le corresponde al CIMM construir plantas pilotos ni llevar esto a una etapa industrial, sino que entregar soluciones a problemáticas que nos plantea el sector minero”, concluye la investigadora.

 
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