Cada año, el mundo consume alrededor de 50 mil millones de toneladas de arena, grava y piedra triturada. La asombrosa escala de esta demanda es difícil de comprender: 12,5 millones de piscinas olímpicas por año, lo que lo convierte en el material sólido más utilizado por los seres humanos.
Por Daniel Franks
La mayoría de nosotros no vemos la arena y la grava que nos rodean. Están ocultas en los caminos y los edificios de hormigón, en el cristal de nuestras ventanas y en los microchips que controlan nuestra tecnología.
La demanda seguirá aumentando, aun cuando la extracción de arena y grava de ríos, lagos, playas y océanos está desencadenando una crisis ambiental .
La arena se renueva de forma natural, pero en muchas regiones, los suministros naturales de arena se están agotando mucho más rápido de lo que se puede reponer. La arena del desierto suele tener granos demasiado redondos para su uso en la construcción y los desiertos suelen estar lejos de las ciudades, mientras que las alternativas a la arena fabricadas triturando rocas consumen mucha energía y generan muchas emisiones.
Pero aquí hay una gran oportunidad, como describimos en nuestra nueva investigación . Cada año, la industria minera tritura y desecha miles de millones de toneladas de los mismos minerales como desechos durante el proceso de extracción de metales. En términos de volumen, los desechos mineros son la mayor fuente de desechos que generamos.
La arena no tiene nada de mágico. Está formada por partículas de roca erosionada. La grava está formada por partículas más grandes. Nuestra investigación ha descubierto que las empresas que extraen metales pueden sacar más provecho de sus minerales si los procesan para producir también arena.
Esto resolvería dos problemas a la vez: cómo evitar los desechos mineros y cómo afrontar la crisis de la arena. Lo llamamos minería «de la nariz a la cola», siguiendo la tendencia en gastronomía de aprovechar todas las partes de un animal.
Las fallas de los relaves
Los sulfuros, óxidos y carbonatos metálicos que se pueden transformar en hierro, cobre y otros metales son sólo una pequeña fracción de los enormes volúmenes de mineral que deben procesarse. Cada año, el mundo produce alrededor de 13 mil millones de toneladas de relaves (la roca molida que queda después de la extracción de metales valiosos) y otros 72 mil millones de toneladas de roca estéril, que ha sido volada pero no molida.
Durante décadas, los científicos han soñado con utilizar relaves como sustituto de la arena natural. Los relaves suelen ser ricos en silicatos, el componente principal de la arena.
Pero hasta la fecha, la realidad ha sido decepcionante. En los últimos 25 años se han publicado más de 18.000 artículos de investigación sobre el tema, pero solo un puñado de minas han encontrado formas de reutilizar y vender los relaves.
¿Por qué? En primer lugar, los relaves rara vez cumplen con las estrictas especificaciones exigidas a los materiales de construcción, como el tamaño de las partículas, la composición mineral y la durabilidad.
En segundo lugar, conllevan un estigma. Los relaves suelen contener sustancias peligrosas liberadas durante la minería. Esto hace que los gobiernos y los consumidores sean comprensiblemente cautelosos a la hora de utilizar desechos mineros en los hogares y en nuestro entorno construido.
Ninguno de estos problemas es insalvable. En nuestra investigación proponemos una nueva solución: fabricar arena directamente a partir del mineral.
La conversión de roca en metal es un proceso complejo de varios pasos que difiere según el tipo de metal y de mineral. Después del triturado, los minerales del mineral se separan normalmente mediante flotación, donde los minerales de sulfuro que contienen metal se adhieren a pequeñas burbujas que flotan a través de la mezcla de roca y agua.
En esta etapa, el mineral sobrante normalmente se separa para desecharlo como desecho. Pero si continuamos procesando el mineral, por ejemplo, haciéndolo girar en un ciclón , se pueden eliminar las impurezas y se puede lograr el tamaño y la forma de partícula adecuados para cumplir con las especificaciones de la arena.
Lo hemos denominado «arena mineral» para distinguirlo de los relaves. No se fabrica a partir de relaves de desecho, sino que es un producto deliberado del mineral.
Más de ore
No se trata de una mera teoría. En la mina de hierro de Brucutu, en Brasil, la empresa minera Vale ya produce un millón de toneladas de arena mineral al año. La arena se utiliza en la construcción de carreteras, la fabricación de ladrillos y el hormigón.
La medida surgió a raíz de una tragedia. En 2015 y 2019 , las represas construidas para almacenar relaves en dos minas de hierro de Vale colapsaron, lo que provocó aludes de lodo mortales. Cientos de personas murieron, muchas de ellas empleados de la empresa, y las consecuencias ambientales aún continúan.
En respuesta, la empresa financió a investigadores (como nuestro grupo) para encontrar formas de reducir la dependencia de las presas de relaves en favor de mejores alternativas.
Después de nuestro trabajo con Vale, investigamos la posibilidad de fabricar arena mineral a partir de otros tipos de minerales, como el cobre y el oro. Hemos realizado pruebas con éxito en la mina de cobre y oro Cadia de Newmont en Australia. Allí, utilizando métodos innovadores, hemos producido una arena mineral más gruesa que no requiere tanta mezcla con otras arenas.
El procesamiento de arena y mineral tiene más sentido en las minas ubicadas cerca de las ciudades por dos razones: para evitar el riesgo de represas de relaves para las personas que viven cerca y para reducir los costos de transporte de arena a largas distancias.
Nuestras investigaciones anteriores demostraron que casi la mitad del consumo mundial de arena se produce en un radio de 100 kilómetros de una mina que podría producir arena mineral además de metales. Dado que la minería de metales ya requiere un triturado y molienda intensivos, descubrimos que la arena mineral se puede producir con un menor consumo de energía y emisiones de carbono que la extracción de arenas convencionales.
El desafío de la escala
Para cualquier idea o industria nueva, lo más difícil es pasar de las primeras pruebas a la adopción generalizada. No será fácil hacer realidad la tecnología de arena mineral.
La inercia es una de las razones. Las empresas mineras tienen procesos bien establecidos. Introducir nuevos métodos requiere tiempo y trabajo.
Se necesitará la participación y colaboración de la industria, políticas gubernamentales de apoyo y aceptación del mercado. Los principales compradores de arena, como la industria de la construcción, deben poder probar el producto y confiar en él.
Sin embargo, el lado positivo es real. La extracción de arena mineral nos ofrece una oportunidad única de abordar dos problemas ambientales difíciles a la vez, al reducir el asombroso volumen de desechos mineros y la necesidad de represas de relaves potencialmente peligrosas, y ofrecer una mejor alternativa a la extracción destructiva de arena .
Este artículo se publica nuevamente en The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.
