Diego Ascencio
Equipo Periodístico InduAmbiente
Chile, país minero y principal exportador de cobre del mundo, tiene una gran responsabilidad y desafío: minimizar los residuos que genera su producción, transformándolos en subproductos valiosos, cambiando la concepción en dirección a una economía circular a favor del medio ambiente.
Conscientes de ello, varias compañías mineras y universidades están realizando proyectos e investigaciones para impulsar la circularidad en la minería, logrando una mayor eficacia en la explotación de los recursos y un trato menos dañino con el entorno natural. A continuación, presentamos algunos ejemplos.
Avance empresarial
El informe "Producción de las minas de cobre en Chile de 2010 a 2022", de la firma internacional especialista en estadísticas Statista, indica que "la producción de cobre en Chile ascendió a 5,2 millones de toneladas métricas en 2022. Se situó así como el principal productor de este mineral estratégico en el mundo".
Esos y otros datos dan cuenta del liderazgo que la minería nacional ejerce a nivel mundial, pero al mismo tiempo nos advierten de una problemática ambiental relevante. Marcela Angulo, Directora de la Universidad de Concepción (UdeC) sede Santiago, señala al respecto: "Por cada tonelada de cobre que producimos, generamos una tonelada de escoria y tenemos 60 millones de toneladas de escorias depositadas, sin poder darles todavía un uso, y también tenemos los relaves".
Sobre este escenario, urge buscar formas de minimizar la generación de residuos derivados de los procesos mineros, en particular aquellos que, debido a sus componentes, no es posible retornar al medio ambiente.
En ese contexto, la economía circular juega un rol esencial y se puede impulsar de diversas maneras: el reciclaje de materiales como metales, minerales, plásticos u otros; el compostaje de residuos orgánicos; y la recirculación de agua en los procesos productivos son algunas acciones que ayudan a avanzar hacia este modelo de desarrollo que consiste en mantener las materias primas la mayor cantidad de tiempo posible dentro de los ciclos de producción. Esto contribuye a enfrentar desafíos ambientales importantes como prevenir la generación de residuos, reducir la huella de carbono para mitigar el cambio climático, disminuir la contaminación y evitar la pérdida de biodiversidad, entre otros.
¿Qué nivel de avance presenta esta tendencia en la minería chilena?
David Sepúlveda, Líder de Gestión y Regulación Minera de la Corporación Alta Ley, responde: "En el caso de Chile, la mayor parte del enfoque está puesto en la circularidad del proceso de obtención de minerales, en lugar de la circularidad del producto mineral. Algunas empresas están optando por el Diseño Sostenible, otras por la Reutilización y Reparación, el Reciclaje, o la Economía de Servicio. Así, el nivel de avance ha superado en muchos casos las expectativas, y Chile ya cuenta con referentes a nivel mundial".
Luego indica que hay varias empresas que ya están tomando cartas en el asunto, como Anglo American que ha potenciado su sistema de agua recirculada y cuenta con el programa denominado Housekeeping, mediante el cual gestionan los residuos y ha fomentado el reciclaje, evitando la eliminación de casi 10.000 toneladas de residuos anuales desde 2021.
También destaca el caso de la minera Teck, la cual lidera un programa de gestión de residuos que tiene entre sus atributos "la vinculación con las comunidades mediante la fabricación de maceteros, útiles de escritorio y cuñas para vehículos, generados a partir del reciclaje de más de 119 mil kilos de neumáticos en Quebrada Blanca".
El representante de la Corporación Alta Ley, asimismo, asegura que Codelco ha sido pionero en la valorización de residuos mineros para una economía circular impulsando diversos proyectos. "Uno de ellos es la utilización de arena artificial de relave obtenida desde el tranque Barahona de la División El Teniente. El material una vez procesado fue evaluado exitosamente como hormigón de proyección (shotcrete) para la fortificación de túneles mineros en la mina Pilar Norte", apunta Sepúlveda.
Esta iniciativa permitió aprovechar la arena del relave para fabricar también hormigón normal y el material obtenido incluso se utilizó para construir una losa de 140 m2 en el estadio El Teniente de Rancagua. El proyecto contó con el apoyo del centro de Investigación, Desarrollo e Innovación de Estructuras y Materiales (IDIEM), de la Universidad de Chile, que desarrolló una metodología para evaluar las características de estos áridos alternativos, verificando su nivel de toxicidad de acuerdo a lo indicado en el Decreto Supremo 148 y también sus propiedades de resistencia y durabilidad, entre otros parámetros críticos.
En relación a esto último, Damián Cornejo, jefe de la división hormigones ingeniería del IDIEM, señala que los ensayos realizados determinaron que las muestras utilizadas no eran nocivas para la salud humana. "Las arenas de relave tienen características similares a la arena convencional, o al menos suficientes para ser utilizada en el hormigón. Existe una cantidad gigantesca de material disponible en los relaves, pero también surgen nuevos flancos de oportunidad, como el uso de escoria como base para caminos u otros", sostiene el especialista, dando cuenta de otra interesante alternativa para hacer economía circular en la minería y en la construcción.
Otra compañía que está trabajando decididamente en esta materia es el grupo Antofagasta Minerals que a fines de 2022 aprobó su Estrategia de Economía Circular, la cual tiene tres pilares para avanzar en la circularidad de sus operaciones y en toda su cadena de valor: reducción del consumo de recursos, extensión de vida útil de materiales y equipos, y conversión de residuos en nuevos recursos.
"A la fecha tenemos levantadas más de 40 iniciativas en todas las compañías del Grupo Antofagasta (Minera Los Pelambres, Antucoya, Zaldívar, Centinela y FCAB). Algunas de ellas son: la fabricación de bolas de molienda a partir del reciclaje del acero de neumáticos de camiones de extracción minera de Minera Los Pelambres; el reciclaje de ánodos de plomo en desuso (Minera Antucoya); el reciclaje de madera y su envío al Centro de Cumplimiento penitenciario Colina para su conversión en productos como pellet para estufas a combustión, paneles listonados, chips decorativos y tablas de cocina (Minera Centinela); la implementación de una trituradora/chipeadora para reciclar cañerías y goteros de plástico HDPE (Minera Zaldívar); y la comercialización de partes y piezas de locomotoras, motores, bogies y rieles como chatarra (FCAB)", detallan desde el grupo empresarial.
El equipo de la PUC que trabaja en el proyecto T2CM, el cual convierte relaves mineros en materiales de construcción.
Producción sin residuos
Diferentes universidades también muestran un fuerte convencimiento por encontrar caminos más disruptivos que apoyen el avance de la minería chilena hacia una economía más sustentable, limpia, y preocupada por el planeta.
Tal es el caso de la Universidad de Concepción (UdeC) que está trabajando en un proyecto para producir cobre en un proceso pirometalúrgico sin generar residuos.
Marcela Angulo, ingeniera civil y Doctora en Ciencias Ambientales que dirige la sede en Santiago de la UdeC, describe la problemática a la que buscan solución, indicando que la pirometalurgia –una de las principales líneas de producción cuprífera utilizada en Chile– "genera un residuo masivo, denominado escorias, compuesto por todos los demás componentes que trae el concentrado de cobre una vez que se extrae". Luego afirma que "se pueden encontrar usos para ese residuo, pero es mucho mejor evitar que se produzca".
Con ese objetivo, en la Universidad de Concepción "como resultado de décadas de investigación, cerca de 20 investigadores ingenieros metalúrgicos han estado desarrollando una innovación, que pretende ser una disrupción tecnológica que cambie el paradigma de cómo se hace el procesamiento concentrado. Nuestra propuesta con esta nueva tecnología es que cambie a un nuevo formato: producción con hidrógeno verde. Además de no tener emisiones de CO2 ni gases de efecto invernadero, esto permitiría aprovechar todo lo que viene en el concentrado, generando cobre sin producir ningún tipo de residuo", expone Angulo.
¿Adónde van los residuos de este proceso productivo? La experta responde: "El nuevo proceso de oxidación-reducción que está desarrollando la UdeC elimina la producción de escorias, pues valoriza todos los componentes del concentrado de cobre y genera como subproductos una magnetita de alta calidad y baja emisión, que es un insumo para la industria del acero 'verde', y también produce un concentrado de sílice que puede ser usado en la industria del cemento, el vidrio o la cerámica".
Es en base a esto que se quiere introducir en la minería chilena un nuevo paradigma que considere conceptos como producción polimetálica, economía circular y bajas emisiones. "Estos nuevos paradigmas desafían toda la creatividad e innovación para que, efectivamente, nos planteemos nuevas formas de concebir los procesos productivos e introducir nueva tecnología, para que este uso lineal al que estamos acostumbrados cambie a un sistema circular", menciona Marcela Angulo.
¿Esta innovación podría dejar de lado los procesos convencionales? La especialista contesta: "Los procesos convencionales seguirán funcionando, pues hay mucha experiencia, muchos proveedores y muchas inversiones en juego. Pero esta nueva tecnología debería ser preferida por aquellos actores que valoran sus atributos ambientales: huella de carbono y de agua virtualmente cero, cero emisiones de SO2 y cero residuos".
Luego asegura: "En aquellos países donde hay compromisos firmes con la descarbonización y se proyectan aumentos significativos de los impuestos al carbono, la tecnología UdeC competirá con ventaja".
La U. de Concepción desarrolla un proyecto para producir cobre sin generar residuos, destaca Marcela Angulo.
Valorización de relaves
La Pontificia Universidad Católica (PUC) también busca aportar al avance de la minería circular con su proyecto "Tailings to Construction Materials" (T2CM). Conversamos con Claudia Eugenin, Project Manager de T2CM, quien nos explica: "Este proyecto valoriza los relaves mineros en forma masiva, convirtiéndolos en materiales sustentables y seguros para la construcción como agregado artificial o reemplazo de cemento. T2CM es una tecnología versátil, que se adapta a diferentes tipos de relaves, de distintos minerales, tanto frescos como secos".
Agrega que este proyecto "asegura la inocuidad de los productos generados, pues la tecnología contempla una etapa de análisis y remoción de elementos nocivos, los que están presentes en algunos relaves de la industria minera".
De la misma manera, Claudia Eugenin destaca que este proyecto genera varios impactos positivos en el medio ambiente pues, además de eliminar un pasivo ambiental como es el relave, contribuye a disminuir "la huella ambiental de áridos, ya que sustituye la extracción de áridos naturales desde lechos de ríos y, con una adecuada logística, permite reducir emisiones asociadas al transporte de grandes cantidades de materiales en largas distancias, especialmente en las regiones con escasez de áridos de calidad".
El proyecto T2CM "está en un proceso de aceleración y escalamiento. Nuestro plan es llegar a la operación industrial en 3 a 4 años más", indica la especialista de la PUC. Añade que este año realizarán un pilotaje en condiciones reales y que sus resultados "permitirán que desarrollemos un piloto industrial en el año 2025, en operaciones mineras en el norte de Chile. Todo lo anterior está sustentado en preacuerdos con grandes mineras, con las cuales estamos trabajando para materializar estos pilotos, en base a los resultados y productos que hemos obtenido con sus relaves".
La Universidad de Antofagasta también está trabajando en un proyecto para valorizar este tipo de residuos mineros masivos. En particular, su Departamento de Ingeniería de Minas está desarrollando un prototipo de ladrillo ecológico geopolimérico a partir de relaves de cobre abandonados, el cual, en un contexto minero, estaría destinado a la construcción de galerías y caminos.
Esta iniciativa, que se desarrolla con la colaboración de U. de Kajaani de Finlandia y empresas constructoras de Tocopilla, busca aprovechar los relaves como una alternativa a materiales cementosos convencionales usando agua de mar como fuente hídrica.
"Se sabe que usar relaves para fabricar geopolímeros permitirá apoyar las metas de la industria del cemento en Chile, en cuanto a reducir su huella ambiental. Los materiales geopoliméricos tienen menor huella ambiental que el cemento Portland, pero similares propiedades", menciona Arturo Reyes, profesor asociado del Laboratorio de Residuos Mineros y Nuevos Materiales de la Universidad de Antofagasta y director del proyecto.
Añade que este proyecto, junto a otras iniciativas, también permitirá "demostrar que los residuos mineros pueden ser usados como materia prima para nuevos materiales de construcción, permitiendo su reúso y mitigando su impacto ambiental negativo".
Reyes comenta que el proyecto está en su etapa final y que su implementación será paulatina. "Se ha mostrado la tecnología a algunas mineras de manera que se visualice su potencial para reusar los residuos mineros, en particular los relaves. Se debe considerar que proyectos de investigación aplicada como éste, contribuirán a la modificación de normativa vigente como construcción, pero será algo que podrá ocurrir en el mediano o largo plazo", apunta.
Arturo Reyes dirige el desarrollo de un prototipo de ladrillo ecológico usando relaves y agua de mar.
Herramientas para el cambio
¿Qué incentivos o impulsos existen para que la economía circular siga ganando terreno en la minería chilena?
Por una parte, están los múltiples beneficios económicos y ambientales que pueden generar estas iniciativas. Por ejemplo, Claudia Eugenin destaca que el proyecto T2CM impulsado por la PUC permite a las mineras "reducir el volumen de relave en sus depósitos, lo que implica beneficios operacionales y medioambientales por la reducción del pasivo y la forma en que se administra. Por otra parte, permite generar ahorros internos en la operación por reducción del uso de materias primas como materiales de construcción gracias a la producción in situ de los materiales de construcción requeridos en la minera, y el costo asociado a su transporte".
Más allá de los beneficios de proyectos puntuales, existen otras herramientas en desarrollo que pueden impulsar el avance hacia una minería circular en Chile.
Desde la Corporación Alta Ley, David Sepúlveda, señala un ejemplo: "Probablemente uno de los instrumentos de gestión mejor valorados por la industria es la propuesta de Indicadores de Economía Circular en la Minería Chilena desarrollada por Cochilco, que incluye la definición de aspectos regulatorios, estrategia de implementación, educación y conciencia, fomento y diseño circular incorporado en las ingenierías de nuevos proyectos. En tanto, los indicadores de desempeño propuestos son: tasa de recirculación de residuos (industriales, orgánicos y domiciliarios), tasa de uso de material reciclado/reusado; recirculación, reciclaje y reutilización de agua operacional; emisiones Alcance 1, 2 y 3; energía renovable consumida, empleos verdes, inversión en capacitación, índice de longevidad circular, contratos de «servitización» y reciclaje de desechos mineros intersectorial".
Agrega que otra herramienta importante en desarrollo es la norma internacional ISO 59000: Estandarización de la Economía Circular como pilar fundamental para potenciar la competitividad empresarial.
Este estándar está siendo elaborado por la Organización Internacional de Normalización que cuenta con más de 163 expertos de unas 90 organizaciones privadas y públicas. Según Global Factor, consultora empresarial que fomenta la circularidad, los tres primeros borradores de las normas ISO 59000 se centran en "la terminología, principios y orientación para la implementación de la economía circular", el establecimiento de un "marco para medir y evaluar la circularidad utilizando indicadores cuantitativos y cualitativos" y la definición de "los requisitos para la gestión de proyectos de economía circular".
La minería chilena se ha enfocado en la circularidad del proceso de obtención de minerales, plantea David Sepúlveda.
Añade que los beneficios para las empresas son la apertura de oportunidades únicas para lograr una mejor eficiencia, competitividad e innovación. Esto gracias a una reducción de costos en base a prácticas circulares que disminuyen el precio de las operaciones, los riesgos ambientales y sociales, como también a la menor dependencia de los recursos naturales. Así, las empresas pueden marcar una diferencia en el mercado entregando valor agregado a sus clientes.
David Sepúlveda comenta que otro instrumento de gestión que puede impulsar la economía circular es la implementación de metodologías para cuantificar la circularidad de las operaciones "como CTI Tool elaborada por el Consejo Empresarial Mundial para el Desarrollo Sostenible (WBCSD, por sus siglas en inglés) y KPMG. Uno de sus casos de implementación exitosa está siendo ejecutado por la compañía minera SQM, la que recientemente logró el reconocimiento de CORFO en el progreso alcanzado en economía circular, en sus tres componentes: prevenir la generación de residuos desde el origen, alargar la vida útil de los recursos y utilizar los residuos como recursos".
Asimismo, indica que la Corporación Alta Ley está articulando la generación de incentivos que recojan la experiencia reportada para la valorización de residuos mineros, con foco en economía circular. "En este contexto, y en el marco de actualización de la norma chilena NCh 163 Áridos para mortero y hormigón, la Unidad de Gestión y Regulación Minera ha estado liderando la consideración de los relaves de la minería del cobre como árido artificial. Junto a ello, durante el presente año la Corporación ha encargado al Instituto Nacional de Normalización la elaboración de una norma técnica general para la consideración de escorias como árido artificial; y otra norma técnica específica relativa al uso de escorias de la minería del cobre como árido artificial en pavimentos", detalla Sepúlveda.
Bloques hechos a partir de relaves abandonados, como una alternativa a materiales cementosos convencionales.
De manera más general, cabe señalar que Chile se encuentra en una etapa de transición hacia la economía circular para potenciar el desarrollo sostenible y la reducción de los impactos ambientales que generan los modelos lineales de desarrollo. Uno de los principales instrumentos para avanzar en ese objetivo es la Ley que fomenta el reciclaje y establece la Responsabilidad Extendida del Productor (REP), cuyo propósito es aumentar de manera significativa la recuperación y valorización de ciertos productos de consumo masivo (neumáticos, envases y embalajes, aceites lubricantes, pilas, baterías, artefactos eléctricos y electrónicos) una vez que se convierten en residuos, los cuales también están presentes en la actividad minera. Una regulación que abre nuevas oportunidades para seguir impulsando la circularidad en este sector.
Artículo publicado en InduAmbiente n° 186 (enero-febrero 2024), páginas 10 a 14.
