Investigadores del Advanced Mining Technology Center (AMTC) de la Universidad de Antofagasta han recibido un financiamiento significativo para un innovador proyecto que busca prevenir los impactos ambientales de los residuos mineros desde su proceso de producción. La iniciativa, bajo la dirección del Dr. Luis Cisternas, lleva por título «Enhancing Metal Recovery Through Multiscale Analysis: From Molecular Modeling to Process Optimization in Copper Operation» y se desarrollará en el contexto del Programa de Cooperación Científica ECOS-ANID 2025. Este proyecto de tres años reunirá a expertos de la Universidad de Antofagasta, la Université de Lorraine en Francia y la Universidad del Bío-Bío, para abordar una de las problemáticas más críticas de la minería moderna: la generación de drenaje ácido de minas a raíz de residuos sulfurados.
El drenaje ácido de minas representa un desafío significativo para la sustentabilidad ambiental en la industria minera, ya que se origina cuando los minerales sulfurados de los desechos mineros se exponen al agua y al oxígeno. Este proceso puede dar lugar a soluciones altamente ácidas capaces de movilizar metales, lo cual complica la gestión de residuos en faenas mineras. El equipo liderado por el Dr. Cisternas propone un enfoque revolucionario, conocido como «Solid withOut Sulfide» (S.O.S.), que busca evitar la formación de estos contaminantes desde el origen del proceso productivo. Con esta estrategia, esperan generar relaves y otros residuos completamente libres de minerales sulfurados, lo que implica una reducción considerable del riesgo de drenaje ácido.
El corazón del proyecto radica en el uso de un enfoque multiescala que combina estudios experimentales con modelamientos moleculares avanzados, tales como cálculos ab initio y Teoría del Funcional de la Densidad (DFT). Esta metodología permitirá a los investigadores indagar en las interacciones moleculares de diferentes minerales y entender las condiciones que favorecen la separación selectiva de los mismos. A partir de estos estudios, se pretende diseñar procesos de flotación más eficientes que, basándose en el conocimiento fundamental de la química, puedan aplicarse en ingeniería a escala industrial. El Dr. Cisternas destaca que comprender estas interacciones a nivel molecular es clave para optimizar el diseño de circuitos de flotación, haciendo que la producción sea más limpia y eficiente.
Uno de los resultados esperados del proyecto es la creación de circuitos de flotación que separen los minerales sulfurados de tal forma que los relaves generados no tengan el potencial de producir drenaje ácido. De esta manera, al eliminar los sulfuros, se incrementa la estabilidad química de los relaves, previniendo tanto la generación de ácido como la lixiviación de metales pesados. Al concluir el proyecto en tres años, los investigadores buscan alcanzar un nivel de madurez tecnológica TRL 3-4, con validaciones a nivel de laboratorio que puedan marcar un precedente en la industria. Además, se planea desarrollar una base de datos abierta que incluya modelos moleculares relevantes para la comunidad científica, así como nuevas propuestas de diseño en procesos de flotación.
Este esfuerzo colaborativo cuenta también con la participación de investigadores como el Dr. Ricardo Jeldres Valenzuela y la Dra. Yésica Botero de la Universidad de Antofagasta, y el investigador Gonzalo Quezada Escalona de la Universidad del Bío-Bío, junto a estudiantes de doctorado. La iniciativa no solo atenderá los desafíos ambientales que enfrenta la minería del cobre, sino que también propondrá una transformación en su operativa, desplazando el enfoque reactivamente correctivo hacia uno preventivo. Como señala el Dr. Cisternas, implementar esta línea de investigación en la industria podría constituir un cambio de paradigma crucial, al actuar sobre los problemas desde el inicio del proceso productivo en vez de tratar de remediar los efectos al final de la cadena.
