Por: Anita Parbhakar-Fox, Instituto de Minerales Sostenibles (SMI) de la Universidad de Queensland.

Resumen

Para favorecer el desarrollo de tecnologías más ecológicas con vistas a la transición energética, se requieren recursos minerales críticos. Entre ellos se encuentran el cobalto, el tungsteno, el indio, el galio, el germanio, el vanadio y toda una serie de elementos de tierras raras (REE). 

Tradicionalmente, estos metales se consideraban subproductos no deseados de las explotaciones mineras de metales básicos y preciosos y, por consiguiente, se concentran en los residuos mineros. 

En Australia se está llevando a cabo un programa nacional de muestreo de residuos mineros en busca de estos metales críticos. Se han identificado nuevos recursos potenciales de Co en los desechos de cobre de Queensland, mientras que otros estados muestran resultados prometedores para REE, tungsteno, antimonio, bismuto e indio. 

La atención se centra ahora en los retos futuros: disponer de las tecnologías necesarias para facilitar la recuperación económica de estos materiales heterogéneos y crear el marco político adecuado para apoyar esta contribución vital para la transición energética. 

Introducción

De niña, me alarmaba la fatalidad inevitable a la que se enfrentaba nuestro sistema solar. Me torturaba mirando ilustraciones de enciclopedias sobre nuestro sol quedándose sin hidrógeno, entrando en su fase de gigante rojo y engullendo el planeta Tierra dentro de 5,000 millones de años. Aunque la escala temporal era insondable, me angustiaba pensar que la humanidad sería aniquilada.

De adolescente, esta preocupación por el fin de los tiempos continuó, pero esta vez estudiando los informes del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC). Los gráficos eran contundentes: debido a la industrialización y al ascenso de las sociedades a través de las Etapas del Crecimiento Económico de Rostow, se estaban produciendo cantidades peligrosas de gases de efecto invernadero (GEI). El resultado, la perdición para la humanidad, pero esta vez en una escala de tiempo concebible. Ya no son miles de millones de años, ni siquiera millones, sino siglos o menos hasta la devastación total.  

En los últimos 30 años se ha hablado mucho de diseñar prácticas industriales y animar a los consumidores a tomar decisiones diferentes para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y frenar el cambio climático. ¿Cuántas medidas se han tomado? ¿Cuánto más se necesita? ¿Qué ha cambiado realmente desde que el IPCC empezó a documentar nuestros impactos? De hecho, el Protocolo de Kioto, los Objetivos de Desarrollo Sostenible y el Acuerdo de París fueron importantes para animar a los países a fijar objetivos de reducción de GEI y a comprometerse con ellos, así como a iniciar la transición hacia un futuro con bajas emisiones de carbono. 

Los imperativos de este nuevo mundo que, hasta hace poco, nuestros gobiernos se mostraban reacios a aceptar, incluyen un aumento significativo de la fabricación de vehículos eléctricos y tecnologías de energías renovables. Pero, ¿qué significa esto para la minería y, lo que es más importante, para los residuos mineros?  

Papel de la minería

El profesor Richard Herrington (antiguo miembro del Museo de Historia Natural de Londres, Reino Unido) documentó en Nature (2021) el papel vital de la minería para apoyar un futuro con bajas emisiones de carbono. Para el mundo de la geociencia y la ingeniería esto no era noticia, pero para el público inició una nueva conversación sobre el futuro de la minería. Sin embargo, en lugar de ver un aumento de estudiantes y nuevos profesionales apuntándose a carreras relacionadas con la geología y la minería para unirse a la revolución verde, parece que la crisis de imagen del sector minero no ha hecho más que agravarse. 

Y no son solo los "No en mi patio trasero" (NIMBY) locales o los Extinction Rebellion quienes se oponen a la minería, el Secretario General de las Naciones Unidas, António Guterres, transmitió sentimientos antimineros en la COP-26 del año pasado. En octubre, el Birkbeck College de Londres anunció que no mantendrá relaciones de ningún tipo con empresas petroleras, de gas o mineras. Son válidas las preocupaciones sobre los impactos que pueden tener las actividades mineras, aunque hay que distinguir entre la minería de carbón térmico y la metalífera. 

Una cosa es segura: el sector minero debe comprometerse y cumplir con la incorporación de normas medioambientales, sociales y de gobernanza o ESG (nombradas por EY como el riesgo número uno en minería en 2023¹) acordes con las expectativas de las comunidades mundiales para satisfacer nuestras urgentes necesidades de transición energética. 

 Por ejemplo, muchos estudios señalan que en 2050 necesitaremos como mínimo nueve veces más cobre, lo que servirá, en parte, para impulsar el sueño de nuestras comunidades mundiales de disponer de vehículos eléctricos (VE). India, que el próximo año se convertirá en el país más poblado del planeta, se ha fijado como objetivo para 2030 que los vehículos eléctricos constituyan el 30% de los vehículos particulares, el 70% de los vehículos comerciales, el 40% de los autobuses y el 80% de los vehículos de dos y tres ruedas. 

En Estados Unidos, se prevé que el número de VE alcance los 26.4 millones en 2030, y el Reino Unido se encuentra actualmente por delante de la curva de adopción necesaria para cumplir el objetivo de VE fijado por el gobierno para 2032. Sin embargo, el cobre no es el único metal necesario. Según el Banco Mundial, la producción de litio, grafito y cobalto podría aumentar hasta un 500% para 2050 con el fin de satisfacer las necesidades previstas.

¿De dónde vamos a sacar esos recursos? En las distintas materias primas, estamos extrayendo mayores tonelajes con menor ley. ¿Necesitamos profundizar más para obtener las leyes que requerimos? Y si profundizamos, ¿cuáles son los riesgos añadidos en este clima dinámico? ¿Será la minería autónoma la clave para reducir el riesgo de excavar a mayor profundidad y abrir nuevas oportunidades? ¿O deberíamos buscar en nuestros fondos marinos nódulos ricos en cobalto y manganeso, o podrían verse devastados ecosistemas vitales de maneras que aún no hemos podido determinar? ¿Deberíamos explorar más allá de la exosfera y apostar por la minería espacial? 

A modo de ejemplo, Psique, un potencial núcleo planetesimal, aunque tiene 1/16 del tamaño de la Luna, es un asteroide que vale 10,000 cuatrillones de dólares, debido a su composición de níquel y hierro. Si es explotable, los precios dinámicos del níquel observados a principios de este año debido al conflicto entre Rusia y Ucrania (aumento del 30% en marzo de 2022) serían cosa del pasado, y en su lugar se aprovecharía una fuente constante y fiable de metales. Si bien los humanos somos exploradores por naturaleza deseosos de explorar nuevas fronteras, ¿estamos pasando por alto la fuente más obvia de metales de transición energética... los residuos mineros? 

Con el ritmo actual de explotación minera, volúmenes colosales de residuos mineros se acumulan silenciosamente en megavertederos o depósitos de relaves en todo el mundo. En Australia, si vuelas a Mount Isa verás que la huella del depósito de relaves (TSF) es casi similar a la del propio municipio.

Para satisfacer la demanda de cobre en 2050, los expertos han calculado que entre 2020 y 2050 se producirán 858 Gt de relaves y roca estéril. Estos materiales requerirán una gestión adecuada. En la actualidad, los residuos mineros se gestionan depositando los materiales en instalaciones construidas para tal efecto o en vertederos (Figura 1). Sin embargo, asociados a ellos existen posibles riesgos geotécnicos y geoambientales. A medida que el clima evolucione hacia condiciones meteorológicas más extremas, estos riesgos se agravarán. Se necesitan cambios drásticos, ya que actualmente la reputación de la gestión de los TSF de la industria se ha visto empañada por grandes fracasos en Mount Polley (2014), Samarco (2015), Brumadinho (2019) y, más recientemente, Jagerfontein (2022). 

Si tenemos en cuenta los volúmenes de materiales que necesitaremos extraer para alimentar la transición energética, ¿qué confianza tenemos en que seremos capaces de gestionar adecuadamente futuros residuos? El Estándar Global de Gestión de Relaves (Global Industry Standard on Tailings management)² renueva la esperanza de que, desde el punto de vista geotécnico, se minimicen los riesgos de futuros fallos de los TSF. Pero ¿qué ocurre con el drenaje ácido y metalífero (DAM)?, causado por la oxidación de minerales sulfurosos y considerado en su día por la ONU como el segundo mayor reto medioambiental después del cambio climático, no existe ningún estándar de gestión global equivalente que haya sido desarrollado para reducir la formación de DAM (Figura 2). 

Sin duda, la UE es líder mundial en la lucha contra los residuos mineros. Los residuos de extracción de su industria minera representan el 29% de la producción total de residuos. La extracción de Cu, Pb, Zn y Ni ha dado lugar a la producción de 600 Mt/año de residuos mineros sulfídicos con reservas históricas asociadas que contienen aproximadamente 28,000 Mt. 

Gracias a subvenciones multimillonarias del programa Horizonte de la UE, la transformación de estos residuos en recursos potenciales está en marcha a través de iniciativas como la Red Europea de Formación para la Recuperación y el Reprocesamiento de Residuos Mineros Sulfídicos (Sultan) y el proyecto de reciclado casi nulo de residuos mineros sulfídicos de baja ley (NEMO). Los resultados han incluido el desarrollo de procesos para fabricar ladrillos, tejas, cerámica y bloques de construcción a partir de residuos mineros, el establecimiento de métodos de procesamiento solvometalúrgico para mejorar la recuperación de cobre y el aporte de nuevos marcos para la valorización de residuos mineros sulfídicos. 

Sin embargo, ¿qué ocurre con la recuperación de minerales críticos a partir de residuos mineros? En julio de 2022, el Reino Unido publicó su primera estrategia sobre minerales críticos con el objetivo de mejorar el suministro. La lista prioritaria de 18 minerales críticos, seleccionada por el Servicio Geológico Británico, incluía cobalto, litio, indio y vanadio. Cabe preguntarse si se habría prestado más atención a estos metales si los proyectos Sultan y NEMO hubieran comenzado en 2023. 

En Australia, la exploración de metales críticos ha supuesto el tan necesario cambio de juego para los residuos mineros. Motivados por el deseo de hacer crecer la economía circular, que podría crear un beneficio económico de US$ 23,000 millones en PBI para 2025, los residuos mineros han sido reconocidos como recursos vitales para ayudar a abastecer la transición energética. En línea con la estrategia de metales críticos del Gobierno Federal de Australia, los organismos públicos estatales han tomado la iniciativa en esta transformación. Iniciado por Queensland, pronto le siguieron Geoscience Australia y Nueva Gales del Sur, el Territorio del Norte y Australia Meridional. 

En conjunto, se han invertido más de US$ 4 millones para explorar estos materiales que antes se encontraban por debajo de la ley. Equipos de la Universidad de Queensland han desarrollado nuevos flujos de trabajo de caracterización e instrumentos analíticos optimizados para identificar materias primas minerales críticas en estos materiales complejos. Hasta la fecha, se han caracterizado en detalle 55 yacimientos especializados en cobalto, indio y elementos de tierras raras (Figura 3). 

En Queensland, los resultados de las investigaciones indican que el cobalto se aloja principalmente en la pirita (y otros sulfuros) en torno a la región minera de Mount Isa-Osborne. Geológicamente, el cobalto está asociado a los yacimientos de óxido de hierro, cobre, oro y sedimentos. Los cálculos retrospectivos indican que podría haber hasta 158,720 t de cobalto en los residuos de North-West Queensland. Según el precio de mercado actual, esto podría equivaler al menos a US$ 5,000 millones. Esto ya ha atraído la atención de inversores extranjeros, como la Corporación Nacional Japonesa de Petróleo, Gas y Metales (Jogmec), que en 2021 encargó un estudio metalúrgico sobre la recuperación de cobalto a partir de los residuos de la mina de cobre de Rocklands, Queensland (Figura 4). 

Del mismo modo, en 2021, Rio Tinto anunció su apoyo a la nueva empresa "Regeneration", una startup con sede en Washington cuyo objetivo es extraer minerales y metales valiosos de los relaves mineros, la roca estéril y el agua. La industria minera tiene fama de tener una cultura de "seguimiento rápido", lo que a corto plazo podría suponer una gran ventaja tanto para los explotadores de minas que buscan reducir los gastos de responsabilidad por cierre a largo plazo como para el medio ambiente.

Sin embargo, para poder recuperar realmente este valor, será necesario pensar de forma más innovadora. Por ejemplo, ya no parece descabellado soñar con la recuperación in situ de metales críticos y se está investigando activamente para hacerla realidad. Además, están apareciendo nuevas empresas de tratamiento de minerales para ayudar a superar los posibles obstáculos metalúrgicos, como Cobalt Blue (extracción de cobalto a partir de pirita), EnviroGold (tratamiento de minerales refractarios) y Lava Blue (centrada en alúmina, magnesio y vanadio). 

Conclusiones

1. De cara al futuro, es vital seguir evaluando los residuos mineros como fuentes para complementar la demanda de minerales críticos necesarios para satisfacer nuestras necesidades futuras. Es probable que existan muchas nuevas oportunidades en Perú, incluida la evaluación de los residuos de las minas de cobre como futuros recursos de cobalto y níquel o incluso indio y manganeso a partir de escorias metalúrgicas. 

2. Este enfoque de replanteamiento de los residuos mineros también podría ayudar a aliviar algunas preocupaciones relacionadas con la contaminación que tienen algunas comunidades cercanas a las explotaciones mineras. El verdadero mensaje que debería haber transmitido António Guterres en la COP26 no era insinuar un futuro en el que no debería existir la minería. Debería haber consistido en elaborar políticas que ordenaran una minería más inteligente y con un enfoque sistémico. 

3. Si aceptamos el papel vital que desempeñan los residuos mineros para contribuir a la descarbonización de los recursos, quizá la comunidad mundial esté en condiciones de retrasar el reloj del Juicio Final en uno o dos minutos.   

Bibliografía

Herrington, R. 2021. Mining Our Green Future, Nature. https://www.nature.com/articles/s41578-021-00325-9

JOGMEC. 2021. https://www.jogmec.go.jp/english/news/release/content/300374614.pdf