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UNA NUEVA TECNOLOGÍA DE LIMPIEZA: TRATAMIENTO INTEGRAL DE REMEDIACIÓN DE ACTIVOS MINEROS Y PASIVOS AMBIENTALES CON ÉNFASIS EN R

Por: Silvana Flores Chávez, Edison Zegarra Luna y Jorge Del Carpio, Green Metallurgy Technologies.


Resumen

Esta investigación se basa en el sustento técnico-científico del proyecto de innovación tecnológica para el sector productivo minero denominado: “Desarrollo y validación de una tecnología limpia para el tratamiento integral de neutralización de efluentes y relaves metalúrgicos basados en el empleo de agentes calcáreos”, que fue cofinanciado por Innóvate Perú del Ministerio de Producción y por Green Metallurgy Technologies, que es una solución técnica del retratamiento metalúrgico y de la remediación y/o descontaminación de los activos mineros y pasivos ambientales mineros, principalmente, las relaveras en el país, y que impactan negativamente, generando la contaminación de los recursos naturales de cuerpos de agua y suelo de las áreas de influencia en las comunidades mineras del Perú y del mundo. 

Con relación a ello, el proyecto propone el empleo de un kit tecnológico de ocho patentes verdes denominado: “Tecnología limpia para el tratamiento integral de remediación de efluentes y relaves metalúrgicos basados en el empleo de agentes remediantes”, que son innovaciones que brindan un tratamiento de remediación químico activo de efluentes y relaves que se basan en el empleo de agentes remediantes con el objeto de lograr la reducción de altas concentraciones de los iones de metales pesados disueltos en los efluentes hasta valores inferiores al de los límites máximos permisibles según el D.S. Nº 010- 2010-MINAM, que indica una mejora de la calidad del “efluente tratado” y asegura su reúso en procesos metalúrgicos, en agua de riego para la actividad agrícola según el estándar de calidad ambiental de agua.

Asimismo, consisten en un tratamiento de remediación de relaves, que logra la máxima reducción de la concentración de los parámetros inorgánicos (metales pesados) tales como: bario, cadmio, mercurio y plomo; cada uno de los cuales son los indicadores del estándar de calidad ambiental del suelo, según las regulaciones ambientales para suelo extractivo del Ministerio del Ambiente para su transformación en insumos para la industria civil como: agregados de concreto y ladrillos ecotecnológicos y la construcción de casas ecológicas, los que son productos ecoamigables cuyo proceso de obtención permite cumplir con los estándares exigidos por la Minería Climática Inteligente (Banco Mundial, 2019).

Introducción

El tratamiento integral de remediación de activos mineros y pasivos ambientales mineros es una tecnología de descontaminación de residuos mineros, basado en la economía circular con producción más limpia con el enfoque de la Minería Climática Inteligente, puesto que considera a los relaves como minerales críticos, como fuentes de reservas de metales comerciales y tierras raras, que a través de la metalurgia recuperativa y remediadora por las técnicas de flotación diferencial con aire (TFDA) y la técnica de concentración gravimétrica (TCG) y, que a nivel comercial, es más conocido como tecnología de retratamiento metalúrgico y remediación de relaves - MRMRR-SLFCH-EGZL, que involucre al tratamiento integral de detoxificación de contaminantes en relaves metalúrgicos (TIDCRM), caracterizado por ser una tecnología limpia y/o tecnología de limpieza que se usó para el beneficio metalúrgico de metales comerciales y tierras raras, así como realizar la remediación de relaves con el objeto de reducir las concentraciones de constituyentes tóxicos en relaves que son sometidos a un tratamiento integral de detoxificación de contaminantes en relaves metalúrgicos.

Comprende el desarrollo de metodologías de las técnicas de flotación diferencial por aire de relaves y la técnica de concentración gravimétrica, que se realizan con la finalidad de reducir la concentración de metales pesados de bario, cadmio, plomo y mercurio que superan los límites máximos permisibles según el marco legal vigente del estándar de calidad ambiental de suelo para áreas extractivas, que garanticen el cumplimiento de la Minería Climática Inteligente, la que permite a los países en desarrollo que son ricos en recursos minerales, como el nuestro, beneficiarse de la creciente demanda de minerales y metales, asegurando al mismo tiempo, que el sector minero se gestione de una manera que minimice su impacto ambiental y huellas climáticas. 

En ese contexto, también se apoya a la extracción y el procesamiento responsable de minerales y metales para asegurar el suministro de energía limpia y tecnologías limpias, que minimicen los efectos sociales, ambientales y huellas climáticas a lo largo de la cadena de valor de esos materiales, lo que conduzca a que se aumente la asistencia técnica y las inversiones en recursos en países en desarrollo. 

Todo esto conlleva a que la Minería Climática Inteligente logre la transición regenerativa justa que es la posición ideal para la minería debido a que transforma los riesgos sociales y ambientales en oportunidades, es decir, transforma los pasivos ambientales mineros en activos mineros, que impulsen el desarrollo sostenible, puesto que se basaría en mejorar las relaciones con las comunidades del entorno minero, debido a que se mejora la calidad ambiental de los ecosistemas donde se desarrollaron las actividades mineras y se garantice la seguridad hídrica y alimentaria de la población actual y de las futuras generaciones de las referidas comunidades.

En ese sentido, cabe resaltar, que: "la minería climática nunca cierra y convierte un pasivo minero en un activo minero que cumple con las dimensiones de la sostenibilidad en los aspectos económicos, sociales, políticos y tecnológicos". Para mayor detalle ver las Figuras 1 y 2.

Justificación y fundamento tecnológico

El tratamiento integral de remediación de activos mineros y pasivos ambientales mineros se basa en la tecnología de retratamiento metalúrgico y remediación de relaves - TRMRR-SLFCH-EGZL, cuya metodología de remediación de relaves tiene como base el tratamiento integral de detoxificación de contaminantes en relaves metalúrgicos, que se caracteriza por brindar una solución técnica a la problemática ambiental causada por la minería mediante el desarrollo de tecnologías de limpieza vinculadas con la técnica de flotación y concentración gravimétrica, puesto que ambas cumplen con la regulación de los valores de concentración de metales pesados de bario, cadmio, plomo y mercurio que superan los límites máximos permisibles según el marco legal vigente del estándar de calidad ambiental de suelo.

En ese sentido, es que la tecnología de retratamiento metalúrgico y remediación de relaves - MRMRR-SLFCH-EGZL, plantea una solución innovadora para el reúso de relaves mineros bajo la forma de “agregados de construcción” basado en la limpieza del relave que asegure la reducción de la concentración de los metales pesados generadores de contaminación tales como: cadmio, bario, plomo y mercurio, que constituyen los parámetros inorgánicos, cuya concentración debe estar por debajo de los valores de los LMP del estándar de calidad ambiental del suelo, para espacios extractivos.

En relación con ello, la tecnología limpia de remediación de relave propone la aplicación del relave minero en mezclas de concreto con el objeto de reciclarlo y encontrarle un valor agregado con carácter sostenible en las poblaciones cercanas a las operaciones mineras, donde se realiza la incorporación de relave como relleno volumétrico o como adicionado puzolánico, lo cual conllevará a que se emplee el relave tratado como un nuevo agregado de construcción para la elaboración de unidades de albañilería como los denominados: ladrillos ecotecnológicos, que se implementarían como nuevo material para la edificación de viviendas ecológicas para las comunidades mineras que carecen de estas.

De esa forma, se constituiría en una alternativa para promover el desarrollo sostenible de las poblaciones aledañas a las empresas mineras tal como lo refiere la iniciativa de Minería Climáticamente Inteligente que ha sido desarrollada para alinear con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) y el Acuerdo de París para garantizar que la "descarbonización de la minería y la electricidad en las industrias también beneficie a los países ricos en recursos que albergan estos minerales estratégicos y las comunidades directamente impactadas por su extracción, así como los países en desarrollo que están proyectado implementar tecnologías de energía renovable para alcanzar sus ambiciones climáticas".

En ese sentido, específicamente, los ODS 9 y 11, que hacen referencia a “construir infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible y fomentar la innovación” y “lograr que las ciudades y los asentamientos humanos sean inclusivos, seguros, resilientes y sostenibles”.

Cabe señalar, que es una tecnología nacional limpia de residuos mineros para descontaminar suelos y cuerpos de agua, que constituyen soluciones tecnológicas con un kit de patentes verdes de remediación de activos mineros y pasivos ambientales mineros, que se caracteriza por el empleo de procesos y productos tecnológicos ecológicos que poseen metodologías para descontaminar los recursos naturales del medio ambiente afectado por los activos mineros y los pasivos ambientales mineros, y cumple con la normativa ambiental vigente. 

Además, crea valor agregado mediante la generación de nuevas cadenas productivas, tal como el de la industria civil, por el reúso del relave tratado proveniente de la tecnología, de tal manera, que sirva como materia prima para la elaboración de abono para favorecer la capacidad productiva de suelos agrícolas.

Asimismo, favorece la elaboración de agregados para la construcción de carreteras, viviendas, instalaciones eléctricas, redes de agua y desagüe, postas de salud, etc., y la fabricación de ladrillos ecotecnológicos, que es una unidad de albañilería que emplea una mezcla homogénea compuesta por el relave remediado con agentes remediantes, que demostró ser un artículo con un alto valor de resistencia a la compresión, llegando a los 399 kg/cm2, lo que está por encima del valor de la Norma Técnica Peruana (NTP), que solo requiere 75 Kg/cm2, según el Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento. 

Esto demuestra que la minería es una industria que traslada muchos recursos económicos a zonas rurales alejadas y que mediante la realización de esta gran cantidad de obras se genera empleo para los pobladores del lugar, y beneficios directos e indirectos para las comunidades cercanas a las minas y también para los pobladores de la región y el país. Todo ello, es una muestra de nuestra visión en ser líderes en el desarrollo de tecnologías de limpieza y tecnologías limpias que involucren el tratamiento de remediación de pasivos ambientales mineros.

En ese sentido, la propuesta permite que la empresa minera adopte la tecnología, brinde una solución a la problemática ambiental nacional crítica, que logre eliminar los impactos ambientales de contaminación de cuerpos de agua y suelo mediante la aplicación del valor agregado de sus residuos de beneficio metalúrgico mediante la innovación productiva y la rentabilidad, que permite generar una nueva cadena productiva de la industria civil en asociación con clústeres mineros que empleen el reúso del relave tratado como materia prima para elaborar agregado de construcción para fabricar ladrillos, baldosas, sardineles, pistas, muros, etc., contribuyendo a elevar la calidad de vida de la comunidad, puesto que no existe la contaminación de sus recursos naturales que afecta sus actividades económicas, tales como: agricultura, ganadería, piscicultura para promover el desarrollo sustentable. 

Es por ello, importante señalar que el kit tecnológico de patentes verdes denominado: “Tecnología limpia para el tratamiento integral de remediación de efluentes y relaves metalúrgicos basados en el empleo de agentes remediantes”, que es una alternativa de empaquetamiento de patentes verdes para el tratamiento de descontaminación de residuos mineros, y que se usaría bajo determinados requerimientos, puesto que su aplicación involucra el tratamiento de descontaminación tanto de los efluentes y relaves metalúrgicos de manera simultánea bajo el enfoque de desarrollo sostenible y sustentable, considerando la legislación y normativa ambiental vigente de agua y suelo.

De esta manera, se demuestra que es posible la convivencia entre las actividades económicas de las comunidades y la minería cumpliendo con lo establecido por la Minería Climática Inteligente que apoya la extracción sostenible y procesamiento de minerales y metales para suministro seguro de las tecnologías limpias y reducir al mínimo la huella en el clima y de los materiales en toda la cadena de valor (Banco Mundial, 2019).

Para mayor detalle de la tecnología de limpieza: tratamiento integral de remediación de activos mineros y pasivos ambientales mineros con énfasis en relaves y efluentes metalúrgicos para una Minería Climática Inteligente con visión de desarrollo sostenible, ver Figuras 4, 5, 6, 7 y 8.

Conclusiones

Con respecto al alcance de la tecnología

1. La tecnología planteada es una solución técnica del retratamiento metalúrgico y de la remediación y/o descontaminación de los activos mineros y pasivos ambientales mineros, principalmente, las relaveras en el país, y que impactan negativamente, generando la contaminación de los recursos naturales de cuerpos de agua y suelo de las áreas de influencia de los proyectos mineros en el Perú.

2. Se propone el empleo de un kit tecnológico de ocho patentes verdes para brindar un tratamiento de remediación químico activo de efluentes y relaves que se basan en el empleo de agentes remediantes con el objeto de lograr la reducción de altas concentraciones de los iones de metales pesados disueltos en los efluentes hasta valores inferiores al de los límites máximos permisibles según el D.S. Nº 010- 2010-MINAM, que indica una mejora de la calidad del “efluente tratado” y asegura su reúso en procesos metalúrgicos, en agua de riego para la actividad agrícola según el estándar de calidad ambiental de agua, así como, un tratamiento de remediación de relaves, que logra la máxima reducción de la concentración de los parámetros inorgánicos (metales pesados) tales como: bario, cadmio, mercurio y plomo, cada uno de los cuales son los indicadores del estándar de calidad ambiental del suelo.

3. "La minería climática nunca cierra y convierte un pasivo minero en un activo minero que cumple con las dimensiones de la sostenibilidad en los aspectos económicos, sociales, políticos y tecnológicos".

4. La Minería Climática Inteligente logra la transición regenerativa justa, que es la posición ideal para la minería debido a que transforma los riesgos sociales y ambientales en oportunidades; es decir, transforma los pasivos ambientales mineros en activos mineros para lograr el desarrollo sostenible.

Con respecto a la innovación tecnológica

5. La implementación del kit tecnológico permite proveer este servicio de forma conjunta con el licenciamiento de las ocho patentes referidas, puesto que el estudio emplea la metodología de las patentes verdes para el tratamiento de descontaminación de relaves y efluentes metalúrgicos, así como la obtención de relave detoxificado para ser empleado como materia prima para la fabricación de unidades de albañilería, principalmente, ladrillos detoxificados. 

Para mayor detalle, las ocho patentes son:

a) Proceso para obtener óxidos e hidróxidos de calcio y de magnesio y óxido de silicio a partir de un mineral de un agente remediante. 

b) Proceso para neutralización y adsorción de metales pesados presentes en efluentes minero-metalúrgicos y/o aguas de mina con un mineral de un agente remediante. 

c) 3) Minireactor hidrometalúrgico y ecológico. 

d) 4) Tratamiento integral de detoxificación de contaminantes en efluentes metalúrgicos y relaves mineros. 

e) 5) Métodos de remediación y de detoxificación de relaves mineros y proceso para la fabricación de ladrillos.

f) 6) Procesamiento del uranio por lixiviación oxidante en medio ácido. 

g) Procedimiento para la formulación de compósitos de relaves con agentes remediantes con curado húmedo y/o seco y composición de agregados de concreto no convencionales y/o fabricación de ladrillos ecotecnológicos. 

h) Procedimiento para la elaboración de agregados de concreto y/o ladrillos con escorias de fundición.

6. El empleo de tecnologías limpias y tecnologías de Limpieza de reúso de relave como agregado de construcción en las comunidades mineras mediante la implementación del kit tecnológico plantea el empleo de una metodología de las patentes verdes para el tratamiento de descontaminación de relaves y efluentes metalúrgicos, así como la obtención de relave detoxificado para ser empleado como materia prima para la fabricación de unidades de albañilería, principalmente, ladrillos detoxificados, que generan una nueva cadena productiva de la industria civil a partir de dar valor agregado a los relaves detoxificados bajo la forma de agregados de construcción para fabricar cualquier tipo de unidad de albañilería tal como los ladrillos ecotecnológicos, cuya masificación en el mercado nacional permitirá la inserción de una nueva cadena productiva, que contribuirá a mejorar la calidad de vida de los pobladores de las comunidades por la generación de empleo para las personas que no se encuentran laborando debido al agotamiento del mineral y, que en su reemplazo, se vería a las relaveras como una nueva fuente de trabajo y también a la posible construcción de carreteras, puentes y un sin número de aplicaciones de la industria civil.

7. El proyecto logrará convertir los relaves polimetálicos auríferos del Cerro El Toro, que constituyen los pasivos ambientales mineros, en activos mineros y ladrillos ecotecnológicos, puesto que el relave tratado se empleó como materia prima para la elaboración de agregados de construcción, mediante la implementación del método de remediación que permita cumplir con los estándares de calidad ambiental del suelo.

Con respecto a la dimensión ambiental

8. El proyecto plantea el reúso de relaves mineros tratados por el método de remediación para ser empleados como materia prima para la elaboración de agregados de construcción para la fabricación de unidades de albañilería tales como: ladrillos ecotecnológicos.

9. La metodología de remediación por el tratamiento integral de detoxificación de contaminantes en relaves metalúrgicos brindará una solución técnica a la problemática ambiental causada por la minería mediante el desarrollo de tecnologías de limpieza vinculadas con la técnica de flotación y concentración gravimétrica, puesto que ambas cumplen con la regulación de los valores de concentración de metales pesados como bario, cadmio, plomo y mercurio.

10. La factibilidad técnico-económica del estudio se determinará en función del método de remediación mencionado anteriormente, que es una técnica utilizada en relaves con la finalidad de reducir al máximo la concentración de metales pesados, que constituyen los parámetros inorgánicos, cuya concentración debe estar por debajo de los valores máximos.

Con respecto a la dimensión económica

11. El precio de venta unitario de un ladrillo ecotecnológico de relave detoxificado, está en el rango de S/ 0.35.

12. Implementar una nueva cadena productiva de la industria civil a partir de dar valor agregado a los relaves detoxificados bajo la forma de agregados de construcción para fabricar cualquier tipo de unidad de albañilería, cuya masificación en el mercado nacional permitirá la inserción de una nueva cadena productiva, contribuirá a mejorar la calidad de vida de los pobladores de las comunidades por la generación de empleo para mineros artesanales que no se encuentran laborando, como una nueva fuente de empleo para los antiguos operarios mineros.

13. Proponer un sistema constructivo no convencional para la segunda herramienta de política del Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, vinculada al de la vivienda, puesto que la tecnología licenciada del tratamiento de relaves, permitiría descontaminar el relave y emplearlo como insumo para la fabricación de viviendas a familias que no las tienen, y que aquellas que las tienen en muy malas condiciones puedan tener las características mínimas necesarias para contar con una calidad de vida sostenible.

14. Proponer un sistema constructivo no convencional para ejecutar la tercera herramienta de política de proyectos especiales del Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, a través de la ejecución de proyectos de infraestructura que dan una mejor habitabilidad, mediante el empleo de la tecnología licenciada del tratamiento de relaves en la fabricación de unidades de albañilería, tales como: ladrillos, bloquetas, sardineles, losetas, muros, paredes, entre otros, todo lo cual se encuentra dentro del Plan Nacional de Tambos, que permite construir viviendas ecológicas inteligentes que ofrezcan un espacio de encuentro entre los pobladores de centros poblados rurales y dispersos tales como: los centros poblados de las comunidades mineras.

15. Proponer una norma del Reglamento Nacional de Edificaciones para ejecutar la segunda herramienta de política del Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, puesto que la tecnología del tratamiento de relaves permitiría contar con un insumo para la fabricación de viviendas a familias que no las tienen, y que aquellas que las tienen en muy malas condiciones puedan tener las características mínimas necesarias para tener una calidad de vida sostenible.

16. Lograr una norma del Reglamento Nacional de Edificaciones para ejecutar la tercera herramienta de política de Proyectos Especiales del Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, mediante el empleo de la tecnología licenciada para elaboración de agregados de construcción y posterior reúso en la fabricación de unidades de albañilería, tales como: ladrillos, bloquetas, sardineles, losetas, muros, paredes, entre otros; todo lo cual se encuentra dentro del Plan Nacional de Tambos que permite construir viviendas ecológicas inteligentes que ofrezcan un espacio de encuentro entre los pobladores de centros poblados rurales y dispersos tales como: los centros poblados de las comunidades mineras.

Agradecimientos

Los autores agradecen el cofinanciamiento del proyecto por parte del Programa Nacional de Innovación para la Competitividad y Productividad (PNCIP) del Ministerio de la Producción bajo la modalidad de Fondo Concursable PIMEN del Fondo FIDECOM, así como a la empresa Green Metallurgy Technologies. 

Bibliografía

Arnoldus Mateo van den Hurk. 2023. Just Transition (1 of 12): The Mining Transition Matrix.

Flores Chávez, S. 2022. Contaminación del Medio Ambiente por efluentes y relaves mineros- metalúrgicos y sus tratamientos de detoxificación con agentes remediantes, Perú: César Vallejo. 133 p. 

Flores Chávez, S. 2019. Metodología de Tratamiento de Remediación de Pasivos Ambientales Mineros de Cerro El Toro de Huamachuco para el Desarrollo Sostenible. (Tesis de Maestría en Ingeniería Metalúrgica con Mención en Metalurgia Extractiva). Universidad Nacional Mayor de San Marcos.

Flores Chávez, S. 2019. Metodología de tratamiento de remediación de pasivos ambientales mineros de Cerro El Toro de Huamachuco para el desarrollo sostenible. Paper de Revista del Instituto de Investigación de Facultad de Ingeniería Geológica, Minera, Metalúrgica y Geográfica de la UNMSM. Vol. 22, N° 44, 2019: 85 – 94. ISSN-L:1561-0888.

Flores Chávez, S. 2018. Remediación de Pasivos Ambientales Mineros de Cerro El Toro de Huamachuco basado en Tecnologías Limpias para el Desarrollo Sostenible. 

Flores Chávez, S. Zegarra Luna, E. 2017. Innovaciones Tecnológicas Implementadas por “Green Metallurgy Technologies S.R.L. para la Producción Limpia de Oro. Revista Mundo Minero. 30-31. Lima, Perú.

Flores Chávez, S. Zegarra Luna, E. 2014. Estudios Geometalúrgicos Auríferos para la Producción de Oro. Revista Mundo Minero. Año XXXIV N° 308. Lima, Perú.

Ministerio del Ambiente. 2013. Aprueban Estándares de Calidad Ambiental (ECA) para Suelo, Decreto Supremo N° 002-2013- MINAM.

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