Cómo Recuperar Más Agua

El último estudio realizado por la Comisión Chilena del Cobre (Cochilco) sobre el uso de agua en este sector de la minería, indica que en el año 2022 el volumen total de agua recuperada, recirculada y reutilizada en esta industria fue de 51,34 m³ por segundo, lo que se traduce en una tasa de eficiencia del 73,97%.

Ese porcentaje es una cifra que los representantes de las empresas mineras suelen resaltar como muestra de su preocupación por el uso responsable de los recursos hídricos. Por ejemplo, Reinaldo Salazar, subgerente de Estudios de la Sociedad Nacional de Minería (SONAMI), señala al respecto: "La recuperación de agua en los procesos mineros ha mostrado una tendencia positiva en los últimos años entre las empresas asociadas. Según datos de Cochilco, la tasa de recuperación de agua se ha mantenido cercana al 73% durante los últimos 12 años. Este dato incluye a Codelco y refleja un esfuerzo sostenido en la gestión hídrica. Algunas empresas privadas han logrado incluso tasas de recuperación superiores, demostrando su compromiso con el uso eficiente del recurso hídrico. Por ejemplo, Anglo American ha reportado tasas del 89% en Los Bronces, 87% en El Soldado y 99% en la fundición Chagres. Teck ha alcanzado un 74% en Quebrada Blanca y Andacollo, mientras que AMSA y Collahuasi han reportado cifras entre el 78% y el 96%. Candelaria ha alcanzado una recuperación del 90%".

Enseguida subraya: "Estos logros son notables, especialmente considerando que se han logrado a pesar de un estancamiento en los niveles productivos, lo que ha requerido un mayor uso de agua para mantener la producción debido a la disminución de las leyes de mineral y el procesamiento de sulfuros en lugar de óxidos".

Más allá de esas buenas cifras, las proyecciones asociadas al cambio climático indican que la disponibilidad hídrica a futuro será menor, lo que obliga a las mineras a seguir sumando acciones para elevar aún más la eficiencia en el uso del agua. ¿Qué opciones existen para eso?

Áreas y acciones

Dentro del proceso minero hay ciertas áreas donde se concentran los mayores porcentajes de recuperación y recirculación de agua. ¿Cuáles? "En el proceso de concentración/depósito de relaves. De acuerdo con los volúmenes de aguas recuperadas durante el año 2022, el mayor porcentaje se obtuvo de la recirculación de agua desde los espesadores con una métrica de 24,74 m³/seg, lo que corresponde al 48,2% del total de aguas recirculadas y reutilizadas", responde Patricia Gamboa, directora de Estudios y Políticas Públicas de Cochilco.

Según el estudio realizado por dicha Comisión, otras áreas en que se logran recuperar recursos hídricos de manera importante son la recirculación en hidrometalurgia (caudal de refino hacia lixiviación), las piscinas de aguas claras, los drenes y las barreras hidráulicas.

En relación con las principales medidas aplicadas para recircular y reutilizar el recurso hídrico, la especialista comenta: "Se han perfeccionado los procesos de filtración y espesamiento, además de la exploración de tecnologías más eficientes. Estas mejoras se han complementado con sistemas de monitoreo y control del agua, destinados a prevenir o minimizar pérdidas, confirmar su disponibilidad y garantizar un uso eficaz".

Las tecnologías inteligentes de control y monitoreo aportan a la eficiencia hídrica, comenta Patricia Gamboa.

Patricia Gamboa agrega que la automatización, la tecnología de sensores y los dispositivos de control hoy ofrecen "mayores niveles de inteligencia de los sistemas mineros, proporcionando información en tiempo real sobre el uso del agua de la mina. Esto permite optimizar la cantidad de agua utilizada en cada proceso, reduciendo el desperdicio y mejorando la eficiencia en el uso del agua. La analítica avanzada también es útil para identificar áreas con margen para mejoras adicionales".

De manera coincidente, Reinaldo Salazar acota: "Las principales tecnologías y medidas de gestión implementadas para la recuperación de recursos hídricos en la minería incluyen la automatización de sistemas, redes de sensores y algoritmos de optimización, conocidos como minería 4.0. Estos sistemas permiten una gestión más precisa y eficiente del agua al proporcionar información detallada sobre su uso, identificar ineficiencias y detectar pérdidas, lo que abre oportunidades para mejoras significativas. La minería 4.0 emplea sensores, análisis de datos e inteligencia artificial, aunque su adopción enfrenta desafíos relacionados con la seguridad y posibles interrupciones en la producción. Además, la trazabilidad de los recursos hídricos en todas las etapas de producción es crucial para monitorear el consumo y las pérdidas de agua, una práctica que ha cobrado importancia en las mineras".

El representante de la SONAMI hace una referencia particular también a la industria del litio, donde actualmente "se está explorando el uso de métodos de extracción directa de litio (DLE), que prometen mayores recuperaciones de litio y una reinyección de salmuera más eficiente, reduciendo significativamente la pérdida de agua comparado con los métodos tradicionales de evaporación". En ese contexto, señala un ejemplo concreto: la inversión de más de 1.000 millones de dólares anunciada por Albemarle para implementar en los próximos años una planta con sistema DLE, la cual se abastecerá en un 100% de energía renovable y operará con agua desalinizada en el Salar de Atacama.

Salazar también destaca otra innovación desarrollada para recuperar agua: el proyecto de Anglo American Chile que instaló en el tranque Las Tórtolas la primera planta fotovoltaica sobre un depósito de relaves a nivel mundial. "Esta planta, de 1.200 m², se encuentra flotando en el relave, lo que disminuirá en un 80% la evaporación del agua sobre el área cubierta. Además, generará 150.000 kWh/año, y reducirá las emisiones de CO₂ en 55 toneladas al año, demostrando la clara sinergia que existe entre el recurso hídrico y el recurso energético", detalla.

Y luego sostiene: "Estos proyectos son ejemplos de cómo la innovación y la inversión en tecnologías avanzadas están contribuyendo a una gestión más eficiente y sostenible del recurso hídrico en la minería".

Oportunidades de mejora

¿Qué alternativas existen para seguir elevando el porcentaje de recuperación, recirculación y reciclaje de agua en la minería?

Desde Cochilco, Patricia Gamboa contesta: "Es necesario seguir avanzando en la gestión y optimización del uso operativo del agua en todos los procesos, de tal manera de utilizar una menor cantidad de agua para el procesamiento de los minerales. Por otra parte, la aplicación de nuevas tecnologías inteligentes representa un área que podría experimentar un crecimiento significativo en el corto y mediano plazo. Algunas aplicaciones clave incluyen una mayor precisión, monitoreo en tiempo real, predicciones y recomendaciones, mantenimiento predictivo, trazabilidad y cumplimiento normativo".

Por su parte, Reinaldo Salazar asegura que las empresas mineras están explorando diversas alternativas para seguir mejorando el porcentaje de recuperación de agua. Al respecto, señala que una de las principales estrategias es la implementación de la mencionada minería 4.0 como también el estudio de métodos innovadores de extracción, como el DLE para el litio. "Además, se están utilizando tecnologías avanzadas como la resonancia magnética para descartar minerales de baja ley, lo que reduce el consumo de agua en la molienda y mejora la eficiencia de extracción", dice.

Y concluye: "Estas estrategias reflejan un enfoque integral para mejorar la gestión hídrica en la minería y asegurar un uso más sostenible de los recursos hídricos".

Las mineras siguen explorando opciones para aumentar la recuperación de agua, destaca Reinaldo Salazar.

La doctora Andreina García, investigadora principal del Advanced Mining Technology Center (AMTC) de la Universidad de Chile, también sostiene que, en los procesos productivos mineros, principalmente de cobre, existen relevantes oportunidades para recuperar, recircular y reciclar agua. "Esto puede ser posible desde aguas residuales e incluso drenajes mineros generados en diferentes etapas, como en etapas de extracción, procesamiento e incluso generados durante el manejo de residuos masivos", afirma.

Enseguida plantea que existen dos estrategias relevantes para la minería en esta materia: aquellas que apuntan a mejorar la eficiencia hídrica a nivel del proceso disminuyendo u optimizando los consumos de agua, y la generación de nuevas fuentes de suministro hídrico más allá del agua de mar como estrategia masificada por el sector.

La profesora asociada del departamento de Ingeniería de Minas de la U. de Chile también recalca que "el abastecimiento de agua para el sector minero con una mirada hacia el futuro debe considerar aspectos de innovación para la gestión eficiente y sostenible del recurso. Esto, considerando las limitaciones de agua asociadas no solo a la ubicación geográfica de ciertos proyectos mineros en zonas con severa escasez, sino también las proyecciones de cambio climático".

Sobre ese escenario, Andreina García detalla algunas alternativas e innovaciones que podrían ayudar a seguir elevando el porcentaje de recuperación de agua en las actividades mineras:

• Recuperación del flujo de agua proveniente de tranques de relaves: Según sostiene la académica, esta es una de las medidas de recirculación hídrica más implementadas por las mineras. Agrega que los tranques de relaves almacenan aguas de proceso e incluso agua de lluvia y advierte: "Estas aguas residuales son químicamente complejas (posible presencia de sulfatos, metales pesados, incluso iones asociados al agua del proceso utilizada), por lo tanto, su reúso a nivel del proceso minero u otro uso industrial o incluso doméstico, estaría condicionado a esta composición química y a las normativas involucradas". Por lo mismo, se hace necesario aplicar estrategias de tratamiento y acondicionamiento de estas aguas antes de reutilizarlas.

• Evitar la pérdida de agua por evaporación en depósitos de relaves: La académica comenta que se estima que el recurso evaporado puede alcanzar "hasta un 60% del agua acumulada (Y. Tapia 2021), lo que representa una huella hídrica importante para el sector, así como también una oportunidad de recuperación de agua perdida".

• Minimizar los residuos líquidos: "La mirada de minería del futuro debe avanzar hacia las estrategias de mínimo o cero residuos líquidos (Minimal o Zero Liquid Discharge, MLD/ZLD)", plantea la investigadora del AMTC. En ese marco, indica que se está trabajando en tecnologías MLD y ZLD disruptivas para tratar aguas de procesos y drenajes que entregan la oportunidad de recuperar agua e incluso elementos de valor presentes en estas corrientes residuales.

• Recuperar aguas desde residuos de desalación: Andreina García señala que las salmueras de la desalinización por osmosis inversa también son "un residuo con oportunidad de recuperación de agua. Estas contienen hasta un 40% de agua en su composición. En este sentido, noveles y disruptivas tecnologías para el tratamiento de salmueras de osmosis inversas con oportunidad de recuperar agua e incluso elementos de valor presentes en estas sales son también esfuerzos en progreso", acota.

Andreina García señala que se puede recuperar agua desde corrientes residuales y drenajes mineros.

Proyectos en marcha

La investigadora comenta que en el AMTC y desde el Laboratorio de Materiales Avanzados para una Minería Sostenible están trabajando en propuestas I+D+i para abastecer de agua al sector minero. Entre estos proyectos se incluyen "la recuperación de aguas desde tranques de relaves con fines de riego agrícola y/o descarga en acuíferos, la recuperación de aguas y elementos de valor desde drenajes ácidos de minas y desde salmueras de osmosis inversas mediante disruptivos procesos de destilación y cristalización por membrana, la promoción de la desalinización de vanguardia mediante noveles materiales para osmosis inversas y el tratamiento de efluentes mineros mediante nanotecnología".

A continuación, se detallan algunas iniciativas en marcha:

• Prototipo de un sistema integrado de tratamiento y recuperación de aguas claras desde tranques de relaves con fines de riego agrícola y/o descarga en acuíferos: Este proyecto incluye una metodología efectiva para la remoción de arsénico molibdeno y sulfatos y contempla el manejo de todos los posibles residuos (aguas de rechazos/salmueras y materiales post uso). "El sistema se basa en el tratamiento secuencial de estas aguas mediante procesos de nanofiltración, nanotecnología (basada en tecnología previa, SolArsenic) y biorreactores. Así, la propuesta contribuye a la recuperación de aguas desde estas matrices y la reducción de la huella hídrica por parte del sector minero, contribuyendo a su sostenibilidad", detalla García.

• Recuperación de agua desde drenaje ácido de minas, "el desecho acuoso más dañino y químicamente complejo de los producidos por la industria minera. Esto mediante un proceso disruptivo de destilación con membranas impulsadas por energía solar que incorpora un sistema basado en materiales avanzados (membranas modificadas con nanomateriales), mejorando la eficiencia del proceso de destilación/condensación de agua y promoviendo su funcionalidad usando energía renovable como la luz solar", apunta la especialista del AMTC.

• Estrategias de mínimo o cero residuos líquidos principalmente para recuperar agua y elementos valiosos desde salmueras de ósmosis inversa. Para eso se está trabajando con "procesos de cristalización por membrana, incorporando noveles materiales a este proceso con excelentes tasas de recuperación de agua y cristalización de sales desde matrices reales".

Uso de agua de mar

El uso de agua de mar, principalmente desalinizada, es una de las principales estrategias adoptadas por el sector minero para asegurar el suministro hídrico futuro para sus faenas. Según Cochilco, se espera que más del 70% del agua utilizada por esta industria en el año 2033 provenga de este tipo de plantas. La tecnología desalinizadora de mayor uso en Chile y el mundo es la osmosis inversa, la cual genera aguas de rechazo (salmueras) que son normalmente devueltas al mar, provocando cuestionamientos ambientales por el eventual impacto que este residuo puede generar en los ecosistemas marinos. "Frente a esto, estrategias de vanguardia como las plantas de desalinización offshore podrían captar y expulsar el agua de rechazo en alta mar, minimizando el impacto. Algunos casos internacionales han sido implementados con éxito", indica Andreina García. Agrega que hoy también se están estudiando otras alternativas de desalinización, como la destilación térmica o la destilación por membranas. Esta última opción es foco de investigación en el AMTC.

El uso de agua de mar sin desalar también ha sido considerado por las empresas mineras en Chile. En relación a esto, la académica comenta: "Algunos ejemplos a nivel nacional como minera las Cenizas destacan en este sentido. Sin embargo, esta estrategia debe ser analizada en base a la efectividad de usar agua de mar a nivel de proceso, considerando los iones presentes en estas aguas y su perjuicio en etapas como el procesamiento mineral, lo que ha sido sujeto de investigación en las últimas décadas". Además, recuerda que el agua de mar directa tiene un alto poder corrosivo que genera impactos sobre la red de impulsión y la infraestructura, obligando a realizar adaptaciones en revestimiento de material, entre otros aspectos, que implican costos relevantes.


DATOS:

0,17%
Fue el alza en la tasa de recuperación de aguas en la minería del cobre, entre los años 2021 y 2022, de acuerdo al último estudio sobre el tema desarrollado por Cochilco.

17,82
Metros cúbicos por segundo aportó la recirculación en hidrometalurgia (caudal de refino hacia lixiviación), representando un 34,7% del total de aguas recirculadas y reutilizadas en la minería del cobre durante 2022, según datos de Cochilco.

Artículo publicado en InduAmbiente nº 188 (mayo-junio 2024), páginas 10 a 13.