Un estudio desarrollado por el Advanced Mining Technology Center de la Universidad de Chile demuestra que factores como la temperatura, el viento, la lluvia y la nieve pueden modificar significativamente la eficiencia de procesos mineros como la biolixiviación de cobre, abriendo nuevas posibilidades para diseñar operaciones más sustentables y adaptadas a las condiciones de cada territorio.
Por Ricardo Acevedo Zalaquett. Cuando pensamos en minería, solemos imaginar enormes camiones y mucha maquinaria pesada. Sin embargo, en el interior de una pila de roca de varios metros de altura es posible implementar procesos mucho más silenciosos: millones de microorganismos trabajando junto al agua, el oxígeno y los minerales para ayudar a extraer cobre. Este proceso de biolixiviación, al igual que cualquier actividad que involucra organismos vivos, también depende de las condiciones del ambiente que los rodea. ¿Qué ocurre cuando cambia la temperatura, sopla el viento o cae nieve en una faena minera?
Un nuevo estudio desarrollado por investigadores del Advanced Mining Technology Center (AMTC), Centro con financiamiento de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) en la Universidad de Chile, entrega por primera vez una respuesta cuantitativa a esta interrogante. La investigación, publicada recientemente bajo el título “Biolixiviación de minerales sulfurados de cobre: evaluación numérica integrada de influencias ambientales a escala industrial”, desarrolló un modelo computacional tridimensional capaz de simular el funcionamiento interno de una pila industrial de biolixiviación, incorporando simultáneamente procesos físicos, químicos, biológicos y ambientales.
Un laboratorio virtual para anticipar el comportamiento de las faenas mineras
La investigación busca comprender cómo las condiciones ambientales pueden influir en procesos mineros complejos antes de implementar cambios operacionales en una faena real. En el caso de la biolixiviación, esta tecnología hidrometalúrgica utiliza soluciones acuosas y microorganismos especializados para favorecer la disolución de minerales sulfurados de cobre.
En este proceso intervienen múltiples fenómenos que ocurren al mismo tiempo, como la circulación de líquidos, el ingreso de aire, la transferencia de calor, la actividad bacteriana y las reacciones químicas. Todos ellos pueden verse influenciados por las condiciones climáticas presentes en el lugar donde se desarrolla la operación.
El investigador del AMTC y autor principal del estudio, Aldo Muñoz, explica que el objetivo fue desarrollar una herramienta que permita comprender mejor cómo interactúan estos procesos antes de implementar cambios operacionales en una faena real. «Desarrollamos un modelo computacional que permite simular una pila de biolixiviación como si fuera un laboratorio virtual. Podemos recrear en el computador lo que ocurre dentro de una pila industrial, donde interactúan la solución, el aire, la temperatura, los minerales y las bacterias, evaluando distintos escenarios antes de aplicarlos en terreno», señala el investigador.
Los primeros resultados
Para poner a prueba el modelo, el equipo realizó 702 simulaciones sobre una pila sintética sometida a condiciones climáticas representativas de tres zonas mineras chilenas: un ambiente cordillerano de la zona central y dos escenarios del norte del país, uno de altura y otro cercano al nivel del mar. Además, se evaluaron distintas estrategias operacionales, modificando variables como la aireación, la temperatura de riego, la concentración de ácido y el tipo de comunidad bacteriana presente.
Los resultados mostraron que una misma estrategia operacional puede tener desempeños muy distintos dependiendo del clima donde se ubique la operación minera. Variables como la temperatura ambiental, la humedad, la radiación solar, el viento y la presencia de lluvia o nieve modifican las condiciones internas de la pila, afectando tanto las reacciones químicas como la actividad de los microorganismos responsables del proceso.
El clima como factor clave para la actividad minera
«El ambiente sí importa. Además, observamos que no solo importa la presencia de bacterias, sino también dónde se concentran dentro de la pila y si las condiciones les permiten mantenerse activas, ya que eso influye directamente en la recuperación de cobre», explica Muñoz.
Uno de los hallazgos más relevantes del estudio señala que la distribución espacial de las bacterias emerge como un factor determinante para la eficiencia del proceso. Gracias al modelo, es posible identificar las zonas más activas dentro de la pila y comprender por qué ciertas condiciones favorecen una mayor recuperación de mineral, mientras otras limitan su desempeño.
Esta capacidad de representar el comportamiento interno de una pila permite avanzar hacia una comprensión más precisa de la relación entre las condiciones ambientales y el funcionamiento de las operaciones mineras. De esta manera, el modelo puede contribuir a evaluar previamente diferentes escenarios y apoyar la toma de decisiones operacionales considerando las particularidades de cada territorio.
Más allá de sus aplicaciones industriales, el equipo de investigación destaca que esta plataforma de modelación también podría utilizarse para estudiar procesos geoquímicos presentes en depósitos de relaves, botaderos y ambientes naturalmente mineralizados, contribuyendo a una mejor comprensión de fenómenos ambientales asociados a la minería.
«Este avance puede transformarse en una herramienta de apoyo para diseñar estrategias operacionales adaptadas a las condiciones específicas de cada sitio e incluso evaluar cómo escenarios futuros de variabilidad climática o cambio climático podrían influir en procesos hidrometalúrgicos. Más que entregar respuestas únicas, el modelo permite comprender por qué una estrategia funciona en un lugar y no necesariamente en otro», concluye el investigador.
El valor de la investigación
El trabajo representa un avance significativo en el uso de herramientas computacionales para anticipar el comportamiento de procesos mineros complejos, integrando de manera explícita el efecto del clima sobre la biolixiviación industrial. La investigación aporta así nuevas capacidades para diseñar operaciones más eficientes, resilientes y sustentables, considerando tanto las características ambientales de cada territorio como los posibles escenarios futuros de variabilidad y cambio climático.
Fuente: (1)
