Un equipo de investigadores liderado por el IRNASA-CSIC ha conseguido encapsular residuos de antimonio en cemento, convirtiendo un producto altamente tóxico en un material apto para el relleno de minas o como agregado alternativo en materiales de construcción
Un equipo de investigadores del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA-CSIC), la Universidad de Salamanca, la Universidad de Extremadura y la Universidad de Lorraine (Francia) ha publicado un estudio en la revista ‘Journal of Cleaner Production’ en el que muestran el potencial de la cementación para gestionar residuos mineros que contienen antimonio, un elemento tóxico que es considerado contaminante prioritario por la Unión Europea, debido a los importantes problemas ambientales y de salud que puede ocasionar.
El antimonio es un elemento químico de gran valor que se utiliza en la fabricación de multitud de productos, desde teléfonos móviles hasta vidrio, por lo que su producción, lejos de disminuir, irá en aumento en las próximas décadas. Pero existe una creciente preocupación por su amplia distribución en el medio ambiente. En particular, el antimonio puede alcanzar concentraciones elevadas en las zonas donde se explota, especialmente si se ha realizado una mala gestión de los residuos mineros generados.
La estibina es el mineral más importante y la principal fuente comercial de antimonio. Pero la estibina se oxida con suma facilidad y puede dar lugar a la liberación de antimonio que, por encima de ciertas concentraciones, puede contaminar suelos y aguas, causar efectos tóxicos en plantas, acumularse en ellas y transferirse a través de la cadena trófica, amenazando la salud humana y de los ecosistemas.
En la actualidad, el principal productor de antimonio a nivel mundial es China, donde en áreas mineras la ingesta humana de antimonio es aproximadamente un 50% mayor a la ingesta máxima tolerable. Esa ingesta procede de diversas vías como agua, vegetales, cereales o carne.
Tal y como detalla la investigadora del IRNASA-CSIC Esther Álvarez Ayuso, en España, las principales minas de antimonio se encuentran en Extremadura, pero ya no se explotan. “Su explotación tuvo lugar entre los años 40 y 80 del siglo pasado. No obstante, los residuos generados no se han gestionado adecuadamente y se mantienen depositados en el entorno”, precisa.
De residuos tóxicos a admisibles en vertederos
Dada esta problemática, el equipo de investigadores trata de desarrollar métodos para impedir o minimizar la dispersión de este elemento tóxico. Uno de ellos es la encapsulación mediante cemento que, si bien no es una técnica nueva, apenas se ha explorado para el tratamiento de residuos con presencia de antimonio.
“Pensamos que este método podía tener un gran potencial para el tratamiento de este tipo de residuos. Es una técnica económica y se ha aplicado ya con éxito para el tratamiento de otros elementos que presentan un comportamiento geoquímico similar. Además, permite diferentes opciones de gestión de los materiales que se generan tras el proceso de cementación”, explica Álvarez Ayuso.
De este modo, el equipo sometió los residuos en laboratorio a distintos procesos de cementación, utilizando cemento Portland e hidróxido de calcio como aglomerante, en diferentes proporciones, determinando las condiciones óptimas.
“Bajo las condiciones que hemos seleccionado en este trabajo hemos conseguido que estos residuos, que eran caracterizados como tóxicos y ni siquiera admisibles en vertederos de residuos peligrosos debido a su elevada lixiviación de antimonio, se conviertan en residuos no tóxicos y admisibles en vertederos controlados”, subraya la investigadora del IRNASA-CSIC.
Una gestión circular
Poder depositar este producto en vertederos es una opción para la gestión de estos residuos, pero no la única, ya que otro de los puntos fuertes del trabajo es que comprueba que el material resultante puede ser utilizado para el relleno de minas, ya que cumple con los valores de resistencia a la compresión requeridos. Asimismo, han observado que algunos de los residuos mineros estudiados tienen un gran potencial para ser empleados como sustitutos de agregados naturales en materiales de construcción.
“Lo que estaríamos consiguiendo es el tratamiento de los residuos, evitando la contaminación del medio ambiente y a su vez reutilizarlos, preservando los recursos naturales, lo que es muy interesante desde el punto de vista de la economía circular”, concluye Álvarez Ayuso, quien agrega que la idea del equipo es seguir avanzando en este enfoque a través de futuros proyectos.
El trabajo se enmarca en un proyecto del Programa Estatal de I+D+i Orientado a los Retos de la Sociedad titulado ‘Técnicas de estabilización/encapsulación de residuos mineros con presencia de metaloides’, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, la Agencia Estatal de Investigación (AEI) y Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) en el que colaboran las cuatro instituciones que participan en este artículo. Esta línea de investigación también cuenta con el apoyo del proyecto “CLU-2019-05 – Unidad de Excelencia IRNASA-CSIC”, financiado por la Junta de Castilla y León y cofinanciado por la Unión Europea (FEDER “Europa impulsa nuestro crecimiento”).
