April 17, 2023 • 7 min read
¿Cómo con menos agua se puede reude reducir la escasez de cobre?
La minería del cobre requiere de agua. Pero en muchas regiones mineras críticas, el agua es escasa. ¿Cómo podemos usar menos?
La industria minera siempre ha necesitado mucha agua, y esta necesidad va a aumentar ya que la industria se enfrenta a una creciente demanda de minerales y metales necesarios para apoyar la transición energética. Uno de ellos es el cobre.
“El cobre incluso parece seco”, dice Simon Yacoub, líder del sector, Minería, Minerales y Metales para las Américas en Worley. “El color marrón rojizo se asemeja a los duros y áridos lugares desérticos de las altas montañas donde se extrae”.
Yacoub tiene su sede en Santiago, Chile, que es el líder mundial de la producción de cobre, representando poco más del 24 por ciento de la producción mundial en 2022. Alrededor de 1.600 km al norte se encuentra el desierto de Atacama, hogar de la mayoría de las reservas de cobre de Chile. Aquí el agua escasea. Las fuentes naturales de aguas subterráneas existentes ya son insuficientes para satisfacer las demandas de la agricultura y la población local.
El país produjo alrededor de 5,4 millones de toneladas de cobre en 2022. Pero la demanda de cobre pronto puede superar a la oferta. S&P Global está haciendo sonar la alarma de que la escasez mundial del metal puede llegar a 9,9 millones de toneladas para 2035. La producción mundial de minas de cobre alcanzó los 22 millones de toneladas métricas, en 2022, aunque el mercado del cobre refinado estaba deficitario en 333 kt. La brecha entre la oferta y la demanda sólo amenaza con profundizarse en el futuro a medida que se acelere la demanda de descarbonización general y el impulso a latransición energética.
“Debido al papel fundamental del cobre en laenergías verdes, esta es una falta de suministro que no podemos permitirnos”, dice Yacoub. “Pero no podemos llenarlo con minas que hacen un uso intensivo del agua. Es más, la próxima década del desarrollo de la mina de cobre, o cualquier mina, debe tener buenas credenciales ambientales, sociales y de gobernanza”.
¿Qué podemos hacer con el agua?
El cobre no es un mineral fácil de extraer. Su escasez y complejidad mineralógica hacen necesario que las técnicas de extracción mejoren continuamente para satisfacer las expectativas técnicas y comunitarias. Y el uso responsable del agua se encuentra entre esas expectativas.
Dado que el agua dulce debe llegar primero a las comunidades locales, los mineros del cobre deben encontrar fuentes alternativas de suministro de agua, y al mismo tiempo lograr más con el agua que ya está disponible. Y con muchas minas diseñadas hace décadas cuando se prestaba menos atención a la escasez de agua, es necesario hacer cambios retrospectivos.
“Hay varios motivaciones para reducir el consumo de agua”, dice Yacoub. “El primero es la gestión del agua y la responsabilidad de minimizar el impacto en los recursos hídricos naturales de los que dependen las comunidades. Otro es el costo. Cuanto más secas podamos hacer una mina, menor será el costo de producción y el requisito de remediar y rehabilitar para el cierre.
Actualmente, para mantener operativas las minas de cobre existentes en Chile y aumentar el volumen que producen, millones de metros cúbicos de agua de mar se desalinizan y bombean tierra adentro, en algunos casos hasta más de 4.000 metros de altitud. Esto consume grandes cantidades de energía y agrega miles de millones de dólares a los costos de capital y operativos de un proyecto.
“El desafío es reducir el uso de agua de una mina mientras se procesan simultáneamente grandes cantidades de material. A medida que aumente la demanda de cobre, la tecnología será el mayor facilitador de una mina más seca. Pero será una combinación de pasos que juntos formarán la historia del ahorro de agua”, añade Yacoub.
Comienza con la extracción del material correcto
Para aumentar la producción de cobre sin usar más agua, necesitamos procesar consistentemente material de mayor calidad. Y la tecnología puede ayudar a identificarlo.
“Las plantas de procesamiento de cobre siempre han sido más eficientes en la producción de desechos que en la producción de cobre”, dice Chris Beal, director ejecutivo de NextOre, nuestra Joint Venture con la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth de Australia (CSIRO) y con el Fondo de Cooperación Regional Ambrian. NextOre utiliza la tecnología de resonancia magnética (RM) para proporcionar estimaciones casi instantáneas de la calidad total del mineral.
“Si la alimentación de una planta es 0,50% cobre, que es común, cada tonelada de cobre generará al menos 197 toneladas de desperdicio para cuando termine como metal puro. Y cuanto más material se procesa, más agua está involucrada”, dice.
“Una planta de procesamiento de cobre convencional utiliza entre 0,45 y 0,6 m3 de agua por tonelada seca de mineral. Por lo tanto, para una mina de cobre de 50.000 t/d, esto consumirá alrededor de 30.000 metros cúbicos de agua dulce al día. Eso es suficiente para llenar un estadio de 80.000 asientos, como el Maracaná de Brasil, lleno de agua en unas siete semanas”.
Las tecnologías de clasificación de mineral a granel, como NextOre, garantizan que solo se procesen los leyes más altas de mineral. Esto significa que se producen menos residuos y se necesita menos agua. Y como resultado, incluso con una demanda creciente, las plantas de procesamiento pueden aumentar el rendimiento manteniendo el mismo tamaño, o tal vez volverse más pequeñas y eficientes.
Ahorro de agua con una molienda más gruesa para minerales sulfurados
Una vez que se selecciona una ley más alta de mineral, éste necesita ser molido. Dependiendo de la mineralogía, el tamaño promedio de molienda del cobre varía de 50 micrones -aproximadamente del mismo tamaño que un grano de polvo de talco- a 200 micrones.
¿Podría el engrosamiento del tamaño del molino el hacer más grueso el producto de molienda ayudar a lograr un mayor ahorro de agua?
“El circuito de molienda puede ser más grueso; por ejemplo, llegar solo a 300 micrones”, explica Yacoub. “Eso es casi la misma granulometría con la que se muele un grano de café para hacer el espresso matutino, o incluso más grueso con solo pequeños cambios en el circuito”.
Después de la molienda, el material pasa a flotación para separar los minerales valiosos de los residuos. Sin embargo, mantener el nivel de recuperación con una molienda más gruesa requiere de la flotación alternativa de partículas gruesas, lo que permite a los operadores/procesistas tratar partículas que tradicionalmente eran demasiado gruesas para flotar y se perdieron en los relaves como material rechazado en los residuos.
“Esta tecnología está lista para su adopción en todo el sector. La capacidad de flotar material más grueso permite a los operadores lograr menores requerimientos de energía, pero también da al material de desecho mejores propiedades de ahorro de agua”, explica. “La molienda más gruesa permite que el agua drene de los relaves más rápida y completamente, lo que conduce a una mejor recuperación”.
Técnicas de secado para obtener residuos más secos
Las presas de relaves representan la mayor pérdida de agua de una mina, por lo que no es de sorprender que muchos operadores quieran alejarse de las estructuras tipo embalse de agua. Y el apilamiento en seco es una alternativa atractiva.
Como su nombre indica, el apilamiento en seco implica sacar el agua de los relaves a través de prensas de filtro. A pesar de retener un 10-20 por ciento de humedad, el material actúa como un sólido y puede ser transportado a un área de almacenamiento, ya sea por correas/camiones o de vuelta dentro de la mina. En comparación con las presas de relaves húmedos, este proceso puede reducir la pérdida neta de agua en aproximadamente un 40 por ciento, permitiendo que el agua recuperada de la operación del filtro sea reciclada para la planta de proceso.
Si bien los últimos avances en las filtros de gran tamaño han cambiado la forma en que se tratan los desechos mineros, puede que no sea hasta la adopción generalizada de la flotación de partículas gruesas, o cualquier tecnología comparable de separación sólido/líquido, que las tasas de filtración mejoren hasta el punto en que la pila seca se vuelva más económica.
“El apilamiento en seco puede parecer menos económico en algunas partes del mundo debido al costo de la filtración, pero menos en las regiones áridas que experimentan un alto estrés hídrico”, dice Yacoub. “Por ejemplo, una opción de desalinización en el desierto chileno puede resultar en agua que cuesta aproximadamente US$5 por metro cúbico. Eso es caro, así que en este escenario, el apilamiento en seco puede convertirse en una opción mucho más sostenible”.
Adaptándose hoy a los retos del mañana
Con cada nueva mina que la industria desarrolla, y cada tonelada adicional extraída de las minas existentes, la necesidad de ahorrar agua se vuelve más apremiante. Esto significa que los mineros deben preparar ahora sus futuras estrategias de ahorro de agua.
“Se trata de apuntar a un modelo sostenible”, dice Yacoub. “Y dondequiera que haya escasez de agua, necesitamos recuperar tanta agua como sea posible en cada etapa del proceso minero.
“El agua es un facilitador fundamental para los proyectos mineros en todo el mundo, y seguirá siéndolo a medida que cambien los patrones climáticos y crezcan las poblaciones. Pero necesitamos ser lo suficientemente audaces como para evolucionar nuestras técnicas existentes, o correr el riesgo de perder la licencia social para operar”.
Con la brecha del suministro de cobre en ciernes y la gestión del agua cada vez más trazable, demostrar su uso sostenible es clave para el futuro de la minería.
“En la mayoría de las regiones, el agua es ahora uno de los desafíos primordiales que enfrentan los mineros”, dice Yacoub. “Si hacemos esto bien, la industria brindará beneficios significativos en ESG, así como reducción en los costos de producción. Además de permitir la transición energética a través de una mayor producción de cobre, la industria minera también puede operar como administra.
