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Biotecnología

Minería biotech

El uso de bacterias para tratar minerales en los yacimientos de oro de Mato Grosso, en Brasil, puede disminuir los riesgos ambientales y los costos operativos

La mina Zé do Vermelho, en el estado Mato Grosso

Tório Mineração

La mina de oro Zé do Vermelho, en el municipio de Paranaíta, en el estado de Mato Grosso, tiene pensado instalar para abril de 2021 un sistema de biooxidación, que emplea microorganismos en el proceso de tratamiento del material extraído del yacimiento. La inversión en los reactores con capacidad para procesar 60 toneladas de mineral por día se estima en 3 millones de reales. “El biotratamiento permitirá un ahorro en insumos químicos y redundará en una disminución del riesgo ambiental”, anticipa André Vienna, gerente de Tório Mineração, la empresa que controla esa veta. La mina produce 120 kilogramos (kg) de oro por año y sus reservas se han calculado en 8,2 toneladas (290 mil onzas).

La separación del oro del mineral extraído de un yacimiento se realiza mediante tamizado y molienda, empleando centrifugadoras o mesas vibratorias. En ocasiones, no obstante, el oro se encuentra recubierto por azufre, sulfatos y otras impurezas. Es lo que se llama oro refractario. La extracción en este caso requiere de un proceso de lixiviación, que consiste en la disolución de las impurezas en una solución química.

La biooxidación se lleva a cabo mediante la incorporación de una etapa previa a la lixiviación. “Las bacterias dispuestas en reactores, que son grandes tanques de acero, se alimentan del azufre contenido en el mineral. Su metabolismo produce ácido sulfúrico. Las impurezas se separan y se disuelven en la solución corrosiva”, explica Rafael Vicente de Pádua Ferreira, cofundador de Itatijuca Biotech. Esta startup, alojada en la Incubadora de Empresas de Base Tecnológica del Instituto de Investigaciones Energéticas y Nucleares (Ipen), y de la Universidad de São Paulo (USP), administrada por el Centro de Innovación, Emprendimientos y Tecnología (Cietec), es la responsable del sistema, desarrollado con tecnología nacional.

“Tório Mineração será la primera minera que adopte un sistema de biotratamiento concebido en el país”, resalta la química Denise Bevilaqua, coordinadora del grupo de investigación Bioprocesos Aplicados a la Minería y al Medio Ambiente del Instituto de Química de la Universidade Estadual Paulista (IQ-Unesp), en su campus de Araraquara (SP). Según ella, si bien los procesos de biotratamiento ya están afianzados en la minería a nivel mundial, se necesita establecer una ruta biotecnológica específica para cada cuerpo mineral. Otro de los retos es la elección de la cepa de microorganismos. “Cada operación exige el establecimiento de su propio proceso biotecnológico”, subraya.

Luego del biotratamiento, dice Vienna, la lixiviación requiere menos cantidad de material químico. Las pruebas piloto que se llevaron a cabo en Itatijuca apuntan un potencial de reducción de un 70% en el empleo de ácido y cianuro, y una disminución del 50% en el tiempo de lixiviación. El costo total de la lixiviación se reducirá en un 35%.

El menor empleo de productos químicos en el proceso y la eliminación del azufre consumido por las bacterias redundan en una reducción de residuos. “El riesgo ambiental de la lixiviación puede controlarse más fácilmente”, explica Ferreira. “Cuando los sistemas como este se instalan antes del inicio de la actividad minera, la licencia ambiental, en teoría, se aprueba más rápido”. Otra ventaja del pretratamiento con la biooxidación es un mejor aprovechamiento del mineral. “En pruebas a escala piloto, triplicamos la eficiencia en la recuperación de oro refractario”, afirma.

La biohidrometalurgia, el conjunto de técnicas que utiliza rutas con microorganismos para extraer las impurezas que envuelven a los minerales surgió en la década de 1960. Su primera aplicación fue en una mina de oro de Sudáfrica, en 1986. Hoy en día, el biotratamiento es común en la extracción de cobre, oro, hierro, uranio y otros metales en diversos países.

La investigación brasileña fue una de las pioneras. El equipo coordinado por el biólogo Oswaldo Garcia Júnior implementó en los años 1980 una planta piloto inédita en el mundo para el biotratamiento del uranio, desarrollada para la estatal Empresas Nucleares Brasileñas (Nuclebrás). El proceso fue exitoso, pero finalmente se discontinuó cuando la empresa desapareció en 1989. En 1986, Garcia creó un núcleo de biohidrometalurgia en el IQ-Unesp, donde se graduó Maurício César Palmieri, cofundador de Itatijuca.

Más allá de iniciativas experimentales, como la que implementó la compañía Vale para el biotratamiento del cobre en la Mina de Sossego, en el estado de Pará (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 200), la única aplicación a escala industrial de la biohidrometalurgia en Brasil fue realizada por la compañía São Bento Mineração. La operación de extracción de oro se llevó a cabo en Santa Bárbara (Minas Gerais), con tecnología provista por su controladora, la firma angloaustraliana BHP Billiton. Sin embargo, la minera cerró sus puertas, y el proyecto quedó trunco.

La experiencia de Tório Mineração, según Bevilaqua, puede representar un despertar de la minería brasileña a la biohidrometalurgia. “La minería es una actividad tradicionalista. Nadie quiere ser el primero en incorporar una innovación, pero cuando alguna empresa la adopta y tiene éxito, todos quieren hacer lo mismo”, dice.

El ingeniero de minas brasileño Carlos Hoffmann Sampaio, docente del Departamento de Ingeniería Mineral e Industrial de la Universidad Politécnica de Cataluña (España), explica que la mayor dificultad de la biohidrometalurgia reside en la baja velocidad con la que actúan las bacterias. “Por esa razón, suele ser utilizada en minas pequeñas”. Y añade que el uso del método tiene un potencial de expansión considerable, principalmente en la minería de minerales valiosos, como en el caso del oro.

En un yacimiento hipotético, cita Sampaio, por cada mil kilogramos de mineral se extraen alrededor de 5 gramos de oro suelto, no cubiertos por sulfatos y que pueden obtenerse por medio de la lixiviación tradicional con cianuro. En ese mismo volumen de material, también hay otros 15 gramos de oro refractario, el que está recubierto por sulfatos. En ese caso, cuando se utiliza el biotratamiento previo a la lixiviación con cianuro, se obtiene un total de 20 gramos de oro por cada mil kilos de mineral. “Esa es una ganancia que no se puede pasar por alto”, dice el experto.

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