A Estrujar los Relaves

La minería del cobre, muy demandante de recursos hídricos, está en medio de una especie de tormenta perfecta en Chile. Por un lado, le afecta el cambio climático, la sequía y la cada vez menor disponibilidad de agua fresca. Y por otro, enfrenta una caída sostenida en las leyes de los minerales y una transformación en su matriz productiva –apostando por los minerales de sulfuros que son procesados por flotación– que la obliga a demandar mayores volúmenes del vital elemento.

Tan complejo escenario ha provocado, especialmente a partir de la última década, que la mayoría de las grandes empresas del rubro esté alimentando sus procesos con agua de mar. Es una realidad que, de acuerdo al estudio "Proyección de consumo de agua en la minería del cobre 2021-2032", se intensificaría en los próximos años. El análisis de Cochilco proyecta que la demanda de agua del sector sería de 20,9 m3/s en 2032, de los cuales el 68% (14,2 m3/s) provendría del mar, con un alza anual promedio del 9%. Y el 32% (6,7 m3/s) restante lo aportarían las aguas continentales, con un decrecimiento por año en torno al 5%.

A su vez, la tasa de aumento anual en el consumo de agua de esta industria sería del 2% promedio, toda vez que "en la próxima década el incremento del procesamiento de minerales sulfurados en plantas concentradoras pasará de 692,5 millones a 1.046 millones de toneladas, con un crecimiento de 51,1%", señala el informe.

Fuente Alternativa

Según se precisa en un boletín del Programa de Mejoramiento Institucional en Recursos Hídricos de la Universidad Católica del Norte, la disponibilidad de agua es una limitante importante en la expansión de los yacimientos de cobre en Chile. Más aún considerando que la mayoría de las operaciones mineras están ubicadas en el Desierto de Atacama, "lo que hace necesario la recuperación de agua en el proceso de concentración del mineral".

En ese contexto, plantea que actualmente existen diferentes opciones para la recuperación y recirculación de agua desde relaves, como el espesamiento de relaves convencional, el de alta densidad y en pasta. Agrega el documento: "Cada cual tiene asociado un cierto nivel máximo de recuperación de agua en términos de potencial. Es así como para un mineral con contenidos razonables de arcilla, a través de un espesamiento convencional es posible alcanzar densidades del orden del 60% en la descarga. Sin embargo, al espesar a niveles de alta densidad y/o pasta, los porcentajes de sólidos que se pueden lograr son del orden del 68% y 75%, respectivamente. La aplicación de los relaves espesados, empero, requiere equipos, energía y mano de obra calificada que actualmente no son técnica ni económicamente factibles de aplicar a la gran minería".

También destaca que se puede recuperar agua desde los relaves mediante el proceso de filtrado. "Su ventaja es que, independiente del contenido de arcillas, es posible alcanzar queques con humedades residuales entre 15% y 22%, con la consiguiente mayor recuperación de agua. No obstante, al igual que los relaves espesados, esta tecnología no logra procesar la totalidad de la producción de relaves, por lo que su aplicación en la gran minería del cobre a gran escala no es posible en la actualidad", afirma.

Lo ratifica Cecilia Riveros, Gerente de Relaves de Arcadis Chile: "Hoy se ve más conveniente extraer el agua del relave mediante algún proceso de desaguado, que puede ser mediante filtrado o espesamiento de alta densidad. Sin embargo, en el proceso de filtrado aún no hay experiencia probada para un gran tonelaje como se requiere para nuestra minería nacional. Podríamos llegar al absurdo de tener una planta de filtros más grande y compleja que una planta de procesos de mineral".

No obstante, resalta que en relaves donde se aplican técnicas de desaguado se puede recuperar más del 60% del agua allí contenida.

A su juicio, uno de los grandes desafíos de la minería nacional, y también de las empresas proveedoras de equipos y de servicios como Arcadis, es contribuir a evitar grandes pérdidas de agua y optimizar el uso del recurso. "Para eso se requiere el desarrollo de tecnologías capaces de operar con grandes producciones e innovaciones para extraer el agua remanente retenida en los relaves que ya están operando", comenta.

Tecnología en Desarrollo

Una de esas tecnologías podría surgir del proyecto "Desarrollo de un producto biotecnológico en base a principios biocementantes para la recuperación de agua en relaves mineros", que busca promover el efecto de biocementación para conferir geoestabilidad a los relaves depositados y aumentar la cantidad y calidad de agua recuperada. En la iniciativa, apoyada por Corfo, participan SUEZ Chile, Cetaqua Chile y las universidades Técnica Federico Santa María (USM) y Católica de Valparaíso.

Claudio Acuña-Pérez, académico de la USM, aporta más antecedentes: "La tecnología que se plantea en este proyecto se basa en la bioprecipitación de calcita inducida por microorganismos, permitiendo la formación de carbonato de calcio, que es la principal materia prima utilizada en la producción del cemento. Se induce así un efecto cementante que permite modificar las características reológicas de la pasta residual que constituye el relave, pudiendo mejorar la estabilidad fisicoquímica de este pasivo ambiental y, a su vez, la recuperación de agua en faena".

¿Avances? Ya se han evaluado biocementantes combinados con floculantes y coagulantes tanto a escala de laboratorio en condiciones controladas como a nivel piloto, por lo que continúan los trabajos para el desarrollo tecnológico final del producto dados los buenos resultados obtenidos hasta la fecha.

Por otra parte, un estudio sobre recuperación de agua en relaves mineros mediante el uso de drenaje electro osmótico (DEO) –realizada por dos estudiantes y un académico del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental de la USM– demostró que este sistema logra retirar el agua retenida capilarmente en el relave de una manera económica, puesto que permite generar un flujo de agua independiente de la permeabilidad del medio. Otra ventaja de esta alternativa es que reduce el volumen de los tranques de relaves, "lo cual disminuye la contaminación que producen éstos al escurrirse hacia las napas subterráneas", asegura el informe.

Proyectos y Tasas de Recirculación

Con "bombos y platillos", Anglo American anunció en octubre pasado la incorporación del primer equipo "Mud Master" en el país. La tecnología permite acelerar el proceso de compactacio?n de los relaves de forma meca?nica y mejorar asi? la eficiencia en el manejo del agua ahí contenida.

El equipo, que ya opera en el tranque de relaves Las To?rtolas, es parte de un proyecto piloto desarrollado en alianza con el Centro Nacional de Pilotaje para la Mineri?a. Tendra? una duracio?n aproximada de 12 meses y cubre un a?rea de prueba inicial de 300 hectáreas (ha) al interior de la cubeta del tranque, que posee a la fecha una extensio?n superficial de 1.000 ha.

A su vez, Minera Centinela, que agrupa a las faenas Esperanza y El Tesoro de Antofagasta Minerals, obtuvo recientemente la aprobación ambiental para ampliar la capacidad del depósito de relaves ubicado en la Región de Antofagasta. Esto permitirá ralentizar su tasa de llenado y optimizar la tasa de recuperación de agua para uso industrial.

Respecto a las tasas de recirculación de agua desde relaves, Escondida, para su depósito de Laguna Seca, informó al Consejo Minero que en 2020 alcanzó los 1.200 l/s "a través de torre de captación y estaciones de bombeo booster". Y también mediante "cortina de pozos y sistema de drenaje".

Codelco Chuquicamata, para el mismo periodo, detalló que el relave proveniente de las concentradoras se deposita en sectores del tranque Talabre donde se optimiza la recuperación de agua. Luego, mediante sistemas de bombeos móviles y canalizaciones, el recurso se envía a la laguna principal y desde allí se deriva a los procesos industriales. Así, logró un promedio de recirculación de agua de 660 l/s.

DATO:

10%
Como máximo, del consumo de agua de la minería nacional deberá provenir de fuentes de aguas continentales al 2030. Esa es una de las metas propuestas por el anteproyecto de la Política Nacional Minera 2050.

Artículo publicado en InduAmbiente 174 (enero-febrero 2022), páginas 74 a 76.