“En Chile diariamente se desecha cobre avaluado en una cifra cercana a los 450 mil dólares”

En un mundo caracterizado por los avances tecnológicos al servicio de la eficiencia productiva, es difícil imaginar que a diario se "desechan", grandes volúmenes de cobre en nuestro país. Esto ocurre, a causa de uno de los problemas más complejos que tienen las fundiciones hoy en Chile y que se manifiesta de forma concreta, en la pérdida del metal rojo que se encuentra inserto en las escorias resultantes del proceso de fundición del metal y que, para muchos, son consideradas desechos o residuos de usos muy limitados.

Los datos, nos señalan que en Chile las fundiciones llegan a producir por día 163 toneladas de escorias, con una ley de cobre promedio superior al 40%, lo que representa pérdidas cercanas a los US 450.000 cada 24 horas. En este contexto, el Dr. de la PUCV Álvaro Aracena, decidió hacerse cargo del problema y desarrolló, en conjunto con alumnos de la EIQ, una solución efectiva, que derivó en una patente de invención.

Esta patente, fue gestionada como: "Tratamiento hidrometalúrgico de escorias oxídicas mediante el uso de hidróxido de amonio" y su principal objetivo es recuperar las pérdidas de cobre en la escoria producida y en donde es de gran importancia para poder mantener el negocio de la producción de cobre de alta pureza funcionando. En este proceso, se consideró la lixiviación de escorias oxídicas, mediante el uso de una solución de amonio, obteniendo resultados significativos que demostraron que incrementando la concentración de amonio, aumenta la recuperación de cobre desde las escorias. Todo el proceso se puede realizar a temperatura ambiente o menor.

En cuanto a resultados concretos, el investigador de la PUCV, demostró que a través de una alta concentración de amonio y considerando los efectos del pH de la solución, se puede recuperar sobre un 85% del cobre que hoy se pierde en las escorias.

Éste y otros temas relacionados a la investigación, fueron analizados por el Dr. Álvaro Aracena, en una entrevista realizada en el mes de junio en su oficina de la EIQ de la PUCV, ubicada en pleno centro de Valparaíso.

¿Podría comentarnos cómo un académico se transforma en investigador?
En mi caso la historia comienza en el norte, donde estudié Ingeniería Civil en Metalurgia en la U. Arturo Prat. Luego realicé mis estudios de postgrado en Ingeniería en Metalurgia de la Universidad de Concepción y, posteriormente, me presenté a un concurso académico en la PUCV, institución donde ya llevo cuatro productivos años en la Escuela de Ingeniería Química.
Uno de mis anhelos al ingresar a la EIQ fue generar proyectos relacionados a la Investigación, desarrollo e innovación (I+D+i), el cual es un nuevo concepto adaptado a los estudios relacionados con el avance innovativo y tecnológico aplicado a proyectos mineros-metalúrgicos.

¿Cómo nace esta línea de investigación?
En 2011 no existía en la PUCV una línea de investigación sobre metalurgia extractiva, así que de a poco y gracias a un proyecto interno de la Dirección de Investigación PUCV, implementamos una que se llama "Termodinámica y cinética de procesos metalúrgicos", donde en una primera etapa compramos los insumos necesarios para trabajar con alumnos de pregrado, obteniendo muy buenos resultados.
Un ejemplo de esto, es el desarrollo del curso "Investigación y Proyectos", donde los estudiantes realizan una investigación con un profesor específico que, en muchos casos, termina con una participación en Congreso (nacional e internacional) mediante la difusión de resultados y luego posterior publicación en revistas indexadas.
Esta idea, tiene su origen en un desafío que siempre he considerado relevante y que se relaciona con la generación de redes de apoyo entre la Universidad y el sector productivo. Al respecto, puedo decir con orgullo que hemos trabajado con Codelco División Andina, El Teniente, consultoras y empresas privadas, por nombrar algunas.

Además de los fondos internos recibidos a través de los Concursos DI PUCV ¿Han logrado alguna fuente de financiamiento externo?
Por supuesto, aunque no puedo dejar de destacar que los concursos DI nos dieron el impulso inicial que, sin duda, es el más difícil. Gracias a ellos, también participamos en la difusión de resultados en congresos, hemos logrado un promedio anual de cuatro publicaciones ISI, realizamos memorias de grado, nos hicimos conocidos en el área y, por supuesto, hemos alcanzado el valor de esta patente de invención.
Además, y en relación directa a la pregunta, puedo comentar que con el tiempo nos hemos adjudicado varios proyectos CORFO, obteniendo recursos que nos han permitido crear, por ejemplo, el "Laboratorio de Investigación Aplicada en Metalurgia Extractiva (LIAM)", donde se desarrollan trabajos de investigación aplicada sobre metalurgia extractiva con alumnos de pregrado PUCV. Este logro, nos ha permitido mejorar nuestra carta de presentación frente a las empresas que se interesan por lo que hacemos.

¿Con qué empresas están trabajando?
Por el lado de tecnología, hemos consolidado líneas de trabajo con División Andina de Codelco, quienes nos envían muestras que nosotros analizamos, estudiamos y procesamos en nuestros laboratorios. También trabajamos con tres empresas consultoras de Santiago y, próximamente, se agregará una empresa minera privada.

¿Cómo se inició la historia de esta patente de invención?
Todo comenzó cuando un alumno de la PUCV el año 2012, desarrolló lazos con una empresa y descubrió que las escorias antes descritas, al venir de un proceso a alta temperatura tenían una ley de cobre promedio superior al 40%, entonces eran tratables. De esta forma, nos acercamos a esta empresa y empezamos con el estudiante a experimentar con las escorias, no teniendo muy buenos logros. Luego, otro alumno tomó el mismo tema y cambió el enfoque del experimento, alcanzando esta vez, resultados muy positivos que serán presentados en congresos, publicaciones y, por supuesto, nos ha permitido patentar este innovador tratamiento.

¿Quiénes los han ayudado en el proceso de patentamiento?
En esta pregunta quisiera destacar y agradecer el trabajo de apoyo realizado por la Escuela de Ingeniería Química, Ingeniería 2030 y la Oficina de Transferencia y Licenciamiento (OTL) de la Vicerrectoría de Investigación y Estudios Avanzados (VRIEA-PUCV).

¿En qué consiste el proceso?
En palabras simples, en Chile existen siete fundiciones constituidas que procesan el mineral, obteniendo en este caso, ánodo de cobre. Este proceso, siempre va a generar residuos como gases de salida y escorias. En estas últimas encontramos, por una parte, impurezas y, por otra, material útil como es el cobre que llega a la escoria, como resultado de diferentes procesos físico-químicos que ocurren en el tratamiento con altas temperaturas.
En este punto, las fundiciones para seguir procesando el mineral remueven lo más rápido posible esta escoria, la que es llevada a un botadero. Nuestro trabajo entonces, consiste en recuperar el cobre que va en estos residuos, por medio de la generación de un ambiente básico (no ácido), donde realizamos un proceso hidrometalúrgico que incluye la extracción y recuperación de metales usando soluciones líquidas, acuosas y orgánicas.
Así, nuestra propuesta considera la aplicación de un tratamiento de material a baja temperatura, donde agregamos a la escoria, que posee alto contenido de cobre, hidróxido de amonio que reacciona con este residuo, evitando que precipite y manteniéndolo en solución hasta la etapa de refinamiento.

Es decir, ¿ustedes recuperan el cobre que se desecha a diario en la escoria?
Así es. Por ello es importante que la gente sepa que hoy se bota gran cantidad de cobre en estos desechos llamados escorias, junto a otros componentes como son el óxido de hierro, óxido de calcio, óxido de aluminio y, por supuesto, a través de óxido de cobre. Lamentablemente esta pérdida de cobre, actualmente, es intrínseco del proceso, es decir, sí o sí se eliminará el metal útil en este residuo.

¿Por qué cree que las fundiciones no han invertido en este proceso?
Porque las fundiciones utilizan en esta etapa de refinamiento, el proceso piro metalúrgico que utiliza calor y que trabaja sobre concentrado de cobre. En este paso, el tiempo como también la cantidad procesada de material utilizado es muy importante porque la capacidad de refinación es limitada, haciéndose necesario optimizar su uso.
Por el contrario, nuestro procedimiento considera la hidrometalurgia como opción para el tratamiento de óxido de cobre contenido en la escoria, lo que implica un mayor tiempo para lixiviar, pero que para nosotros no sería un problema, porque trabajaríamos de forma paralela recuperando el metal rojo de unas kilométricas pilas de miles de toneladas de escoria, que están a la espera de ser tratadas.

¿Cómo ve la proyección de su proyecto a nivel internacional?
A nivel global este es un proyecto innovador, porque nadie ha investigado hasta el momento este proceso de recuperación de cobre, a través del tratamiento antes explicado. Este problema de las fundiciones no es menor, ya que actualmente representa una pérdida de miles de dólares al día.
Para evitar esta pérdida, nosotros aplicaríamos este proceso que, junto con ser amigable ambientalmente, es de muy bajo costo y no emite residuos. De esta manera, podríamos recuperar cerca del 90% del cobre inserto en la escoria que, en la actualidad, se utiliza para construir caminos y carreteras.
En conclusión y como especialista, me cuesta aceptar que en Chile se bota diariamente a la basura cobre avaluado en una cifra cercana a los 450 mil dólares.

¿Piensan hacer alguna alianza estratégica con alguna empresa?
La idea es preparar presentaciones para que las fundiciones entiendan que están perdiendo no sólo dinero, sino recursos que son de todos y que se pueden aprovechar.
Al respecto, nuestra Escuela de Ingeniería Química siempre ha tenido claro el valor y la importancia de la investigación científica como generadora de conocimiento y en este camino, debe traer consigo resultados como publicaciones o procesos transferibles a la sociedad y a las empresas. En este caso, hemos logrado resultados que deberían motivar aún más a nuestros académicos, para aprovechar las oportunidades de innovar desde regiones y, de esta manera, generar nuevos bienes y servicios para la sociedad.

Sobre lo mismo, ¿Qué papel deberían jugar las empresas?
Creo en que se debe hacer un cambio de visión por parte de las empresas. Ellas se preocupan por optimizar los procesos, solo cuando el precio del cobre está bajo. No obstante ello, cuando el precio internacional sube, uno de los principales objetivos es incrementar la producción.
En este contexto, iniciativas como los Contratos Tecnológicos de CORFO, impulsan a las empresas a buscar a las universidades para mejorar sus procesos, lo que si bien es un primer paso, debería trascender hacia una nueva mirada, donde la industria debería asumir un liderazgo fuerte, para conformar equipos profesionales junto a las universidades y enfocarse en resolver problemas específicos de sus procesos mineros-metalúrgicos.

¿Cree que este cambio de mentalidad es posible?
Al respecto, ya hay algunos indicios de que esto se está generando. A modo de ejemplo, podría comentar que el año pasado llegó un gerente técnico de Anglo American de Canadá, interesado en saber en qué estamos trabajando sobre minería y cómo podríamos colaborar en resolver sus problemas lo que, sin duda, representa una nueva forma de ver las cosas.

¿Alguna otra cosa que quisiera destacar?
Solo destacar la importancia de aprovechar al máximo los recursos otorgados por los Concursos Internos de la Dirección de Investigación de la PUCV, porque es una oportunidad que no se da en otras casas de estudios y que sirve para pensar el inicio de proyectos más grandes.
Digo lo anterior, porque en el contexto nacional pienso que los recursos que otorga el Estado, no son suficientes para todos los investigadores. Por ejemplo, en el área de la metalurgia, las nuevas generaciones quieren investigar y, a veces, sus anhelos son truncados por la falta de recursos y se pierden muy buenas ideas para Chile y su deseo de ser un país desarrollado.

Equipo de Comunicaciones VRIEA