No hay que dejarse engañar por el tono sereno y cordial al hablar de la ingeniera química Virginia Sampaio Teixeira Ciminelli. Es buena en la pelea y vive proponiendo nuevas ideas. Desde hace al menos 15 años, sostiene que la explotación de los recursos naturales debe promover la prosperidad, sobre todo la de la población que habita en esos espacios. Una mina, por ejemplo, forma parte de un espacio cultural y político, en definitiva, un territorio. Las dificultades para defender este concepto de distribución de los recursos no la han hecho desistir de esta ni de otras iniciativas, como un programa de formación destinado a estudiantes de las carreras de ingeniería que refuerza las habilidades de trabajo en ambientes multidisciplinarios y multiculturales.
Hidrometalurgia
Institución
Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG)
Estudios
Título de grado en ingeniería química y maestría en ingeniería metalúrgica y de minas por la UFMG, doctorado en procesamiento mineral por la Universidad del Estado de Pensilvania (Estados Unidos – 1987)
Producción
141 artículos científicos, 6 libros y 6 patentes concedidas
Natural de Belo Horizonte, Minas Gerais, y madre de dos hijas – Camila, que es abogada, y Ana Luíza, cardióloga –, Ciminelli ha abierto diversos caminos. En 1995 fue la primera profesora titular de la Escuela de Ingeniería de la UFMG; en 2009, la primera mujer integrante de la sección de Ingeniería de la Academia Brasileña de Ciencias (ABC); en 2013 fue elegida miembro de la Academia Nacional de Ingeniería (ANE) y, al año siguiente, de la Academia Nacional de Ingeniería de Estados Unidos; en 2021 fue reconocida como Ingeniera del Año por la Sociedad de Ingenieros de Minas Gerais. “Me gusta estar en mi lugar, dedicada a mi trabajo, pero no me asusta sentar posición y, cuando es inevitable, no le rehúyo a la confrontación”, dice, mientras relata sus dificultades y sus logros en esta entrevista realizada a través de una plataforma de video.
Su investigación, como usted misma ha declarado, tiene al agua como hilo conductor. ¿Qué significa eso exactamente?
Hay dos hitos que han marcado mi carrera: el Instituto del Milenio – Agua: Una visión mineral y el INCT-Acqua [Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología]. En ellos, nos propusimos enfocarnos en el agua desde el inicio de la explotación [explotación comercial] del mineral, durante la extracción, cuando se produce el rebaje del nivel de la napa freática de la mina. El agua que surge en este momento inicial se utiliza en la propia mina o en otros proyectos y, a menudo, la emplea la comunidad. El agua pasa por el proceso industrial y debe volver a la naturaleza con buena calidad. Con la mira puesta en este aspecto, intentamos estudiar lo que ocurre con el agua y cómo podría aprovechársela mejor. Los procesos industriales, a grandes rasgos, trabajan actualmente con altos índices de recirculación de agua y deben contemplar los parámetros de calidad estipulados en la legislación, pero es importante hacer hincapié en que el agua es un medio que alberga organismos acuáticos, cuya abundancia y distribución aseguran la existencia de una serie de servicios ecosistémicos. El agua también debe verse desde estos otros ángulos, como un medio que alberga biodiversidad y como elemento cultural y de integración social.
¿Podría explicar esta relación entre los recursos minerales y el territorio?
Los recursos minerales deben verse como una riqueza que promueve la prosperidad sostenible del territorio, trascendiendo la vida útil del proyecto. Desde hace unos 15 años, con mi marido, Renato Ciminelli, quien también es ingeniero químico, trabajamos con este concepto, ya existente en otros países. En Brasil es muy difícil articularlo apuntando hacia transformaciones más duraderas. Esto lo hemos comprobado en la práctica. Hace algunos años, seleccionamos los municipios de Conselheiro Lafaiete, Congonhas y Ouro Branco, en el interior de Minas Gerais, que cuentan con grandes empresas extractoras de mineral de hierro, para realizar un proyecto piloto. El objetivo era empoderar a las comunidades para que diversificaran sus economías. Creamos un centro de referencia para la agricultura en territorios mineros y llevamos a cabo actividades de educación ambiental para los niños de la región, pero la labor quedó trunca con los cambios de gobierno.
Léo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESPMina de CBMM en Araxá: proyecto de reciclado del niobio de los ánodos, los polos negativos de las bateríasLéo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESP
¿Cómo puede promoverse un enfoque territorial de la minería?
Necesitamos generar datos haciendo uso de todas las tecnologías disponibles y comprometer a las empresas, a las autoridades gubernamentales, a los institutos de investigación y, principalmente, a la comunidad local. La transformación es lenta, pero los ODS [Objetivos de Desarrollo Sostenible, propuestos en 2015 por la Organización de las Naciones Unidas (ONU)] y los criterios ESG [ambientales, sociales y de gobernanza, por sus siglas en inglés] inducen un cambio de mentalidad. Los grandes emprendimientos, no solo los del sector minero, sino también de la construcción civil, de la agricultura, del sector eléctrico y otros, deben reevaluar las formas en que comparten los beneficios del uso de los recursos naturales. Los grandes proyectos habitualmente atraen a miles de trabajadores y forman núcleos poblacionales que ponen de manifiesto un contraste inadmisible entre la riqueza de las obras y la miseria de las periferias que crecen rápidamente.
¿Cómo puede su área, la hidrometalurgia, colaborar para volver factibles estas propuestas?
Perfeccionando los procesos y teniendo una visión más amplia de la minería. Esto es fundamental, porque la minería en sí misma no es una actividad sostenible. Los recursos minerales son finitos y se agotan una vez extraídos de la naturaleza. En la medida en que los minerales van proviniendo de fuentes cada vez más complejas y se vuelve necesaria la reutilización de los desechos y los residuos para disminuir el impacto ambiental, la hidrometalurgia se convierte en una ruta muy interesante, sin dejar de lado la pirometalurgia, que abarca procesos a altas temperaturas, y la electrometalurgia, basada en la aplicación directa de corriente eléctrica. A menudo, estas rutas son complementarias, como en los casos de la extracción de zinc y litio. La primera etapa es la ruta pirometalúrgica y luego viene la hidrometalúrgica. Y por último, la electrometalúrgica.
¿Cómo funciona la ruta hidrometalúrgica?
Comprende los procesos realizados en medios acuosos para la obtención de productos metálicos, tales como aluminio, cobre, oro, tierras raras, zinc, litio, níquel y cobalto, e insumos para la fabricación de fertilizantes, como el ácido fosfórico. Los productos hidrometalúrgicos tienen aplicaciones diversas en materiales de uso en nuestra vida cotidiana y en el ambiente industrial. El óxido de aluminio o alúmina, se utiliza en la producción de aluminio metálico, pero también en materiales refractarios, cerámicos, abrasivos, medicamentos y cosméticos. Los procesos hidrometalúrgicos constan de dos etapas características: una de disolución selectiva, en la cual el elemento de interés se separa de los demás presentes en los minerales o en otras fuentes, tales como chatarra, desechos o basura electrónica. En la segunda etapa, el metal disuelto se recupera del medio acuoso en forma metálica o como producto metálico. La hidrometalurgia empezó a hacerse conocida con los procesos de producción de óxido de aluminio y de oro implementados industrialmente a finales del siglo XIX.
¿Qué es lo que hace de ella una opción atractiva?
En primer lugar, su capacidad de extraer selectivamente cantidades ínfimas de metales de diversas fuentes, incluso si son muy heterogéneas y complejas. Estos son adjetivos que caracterizan a los minerales disponibles actualmente, por lo general, cada vez más pobres y complejos. De una tonelada de mineral se logran extraer normalmente 0,4 gramo de oro o entre 10 y 20 kilogramos de cobre. Los componentes electrónicos, como las placas de circuitos impresos, son fuentes de oro y cobre, pero también en este caso, el metal de interés es una fracción menor de una matriz a menudo compleja y heterogénea. La extracción debe hacerse con precisión, en forma selectiva. La demanda de materiales de base mineral de alto rendimiento, a veces hechos a medida para ciertas aplicaciones tecnológicas, exige un mayor control de sus características morfológicas, de pureza y de tamaño a escala nanométrica, y la homogeneidad del producto. Los procesos realizados en un medio acuoso, típicos de la hidrometalurgia, atienden estas demandas.
El rendimiento ambiental se ha vuelto determinante para la competitividad de un producto en el mercado. Es un camino irreversible
¿Puede extraerse oro con agua y no con mercurio?
En efecto, a partir de un proceso hidrometalúrgico. La minería ilegal es un fenómeno asociado a la desigualdad y a la pobreza, a intereses económicos, a la ausencia de autoridades públicas y, a menudo, a contravenciones o delitos menores. La técnica predominante en la minería artesanal, con mercurio, consiste en la formación de una aleación o amalgama de mercurio y oro, para separar el oro de los otros minerales y, posteriormente, se elimina el mercurio por combustión. El problema es que el mercurio, incluso en cantidades ínfimas, apenas superiores a las naturales, tiene enormes repercusiones en el medio ambiente, biológicas y para la salud humana. En la práctica, como no existe una tecnología de uso generalizado para la recuperación del mercurio utilizado en la minería, este se libera al medio ambiente. El aumento de la minería ilegal, sobre todo en la región amazónica, tanto en Brasil como en los países vecinos, debe afrontarse con mayor firmeza. Existen tecnologías como la hidrometalurgia por lixiviación [proceso de extracción de una sustancia de una matriz sólida mediante el uso de disolventes líquidos] en un medio acuoso, que se realiza con mayor eficiencia y menor impacto ambiental.
¿La hidrometalurgia es ambientalmente más sostenible que otras técnicas?
No. Todas las vías, si se planifican y se ejecutan correctamente, pueden lograr un alto rendimiento desde el punto de vista ambiental, pero siempre habrá un impacto. La elección de una u otra ruta depende de la relación entre costos y beneficios. La empresa minera AngloGold Ashanti utiliza un proceso pirometalúrgico en Nova Lima [Minas Gerais] y uno hidrometalúrgico en Santa Bárbara [Minas Gerais] con el mismo objetivo: extraer oro de los llamados minerales refractarios. En ambos casos, se apunta a lograr el mejor rendimiento económico y ambiental pensando no solamente en los productos principales sino también en los residuos o relaves. La mina de Morro Agudo [São Paulo], de la empresa Nexa Resources, ha alcanzado el objetivo de residuos cero en sus procesos. Su producto principal es el concentrado de zinc, pero el proceso generaba desechos, que incluían metales tóxicos. El proceso se optimizó para recuperar el plomo, que ahora se exporta. Lo que queda, un residuo en el que predomina la dolomita, se utiliza como corrector de la acidez en suelos agrícolas. Esto no siempre es posible, pero el horizonte es ese: la maximización del uso de los recursos naturales, optimizar el uso de la energía y minimizar el impacto ambiental.
¿Qué trabajos ha realizado con empresas?
Tenemos proyectos a largo plazo en temas vinculados al medio ambiente con empresas tales como Kinross Brasil Mineração y AngloGold Ashanti, en electrorrecuperación de zinc con Nexa Resources y un consorcio de empresas extranjeras administrado por Amira International. Hemos puesto en marcha un proyecto con CBMM [Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração] para el reciclado del niobio de los ánodos [el polo negativo de una batería]. El rendimiento ambiental en el reciclado y la descarbonización, por ejemplo, ahora es una exigencia en toda la cadena productiva y, en consecuencia, incluye a proveedores y clientes. Es decir, el rendimiento ambiental se ha vuelto determinante para la competitividad del producto en el mercado y, desde mi óptica, este es un proceso irreversible. Diversos proyectos de investigación con alumnos de la empresa han derivado en mejoras en los procesos industriales. Es el caso de un proyecto a largo plazo gestionado por Amira International junto a un consorcio de empresas de Brasil y del exterior en electrometalurgia. A partir de esta experiencia y de los excelentes resultados científicos para la empresa – Nexa Resources –, acabamos de firmar un contrato con la compañía Befesa Zinc Metal, que produce zinc únicamente a partir de fuentes reciclables, con miras a mejorar la planta de la firma en Estados Unidos.
¿Cómo es el diálogo con la iniciativa privado?
Eso, en gran medida, depende del interlocutor. Una buena relación comienza por el respeto entre ambas partes. La empresa tiene que respetarme como investigadora y yo debo comprender y respetar los intereses de la empresa, que también tiene que estar dispuesta a colaborar con nosotros en cuestiones científicas relevantes y compartir información. Desafortunadamente, esto no siempre sucede, por la renuencia a compartir lo que se consideran secretos tecnológicos, entre otras razones. Pero esta situación ha cambiado y hoy en día muchas empresas quieren que los resultados de su trabajo conjunto se publiquen en revistas científicas de alto impacto, como una forma de elevar su reputación ante los accionistas y la sociedad en general. Les doy un ejemplo: nunca había trabajado con arsénico cuando a finales de la década de 1990, la que entonces era la empresa Rio Paracatu Mineração, ahora Kinross Brasil Mineração me cursó una invitación. La compañía produce oro, asociado a minerales que contienen arsénico, un elemento químico muy tóxico. Y aspiraba a hallar una forma segura de eliminar un concentrado de sulfuros que contenía arsénico generado en el proceso de extracción del oro. La idea era utilizar suelos de la región que sirvieran como una barrera química a la deposición del elemento en el medio ambiente. Empezamos a trabajar e identificamos suelos ricos en hierro y aluminio, que resultan muy eficientes para retener el arsénico. Este problema también fue objeto de la investigación de una estudiante de doctorado, quien identificó en el Laboratorio Nacional de Luz Sincrotrón de Campinas la forma en que el arsénico se unía a los óxidos de aluminio. Fue uno de los estudios pioneros que combinó el modelado molecular experimental y teórico, que ganó reconocimiento en el exterior, y también nos sirvió para iniciar una colaboración con el grupo de química teórica de Hélio Anderson Duarte [de la UFMG], que continúa hasta el día de hoy.
Archivo personalCiminelli con Kwadwo Osseo-Asare, su director de tesis doctoral, durante su asunción como miembro de la Academia Nacional de Ingeniería de Estados Unidos, en 1994Archivo personal
¿Cómo resolvieron el problema del arsénico?
Hace poco examinamos muestras del suelo mediante microscopía de alta resolución y constatamos que, efectivamente, contenían concentraciones altísimas de arsénico, pero este estaba atrapado en nanocristales de oxihidróxidos férricos, con baja biodisponibilidad. En otras palabras: aunque alguien se exponga o ingiera el material inadvertidamente, solamente se liberarán en el organismo pequeñas cantidades de arsénico, en niveles que no suponen un riesgo significativo para la salud. Para la empresa que opera en la región, esta información es importantísima, porque ha evitado la interrupción de la extracción de oro. La contaminación con arsénico también podría perjudicar al municipio, que depende de la agricultura. Se informó de esto a los habitantes de Paracatu, en Minas Gerais, que temían el riesgo de contaminación por exposición al arsénico, y al poder público. Como es habitual en las investigaciones a mediano y largo plazo con el sector privado, un trabajo que comenzó para contemplar un tema específico de la empresa progresó como investigación científica y el conocimiento retornó a las partes interesadas. La direcciones nacional e internacional de Kinross Gold, con sede en Canadá, promueve las publicaciones en revistas científicas de alto impacto. Es una manera de difundir las buenas prácticas entre las partes interesadas y apuntalar la imagen de la compañía.
¿Cómo se llega a establecer acuerdos con empresas trabajando en una universidad pública?
Cuando empecé, en 1988, había mucha resistencia dentro de la propia universidad, pero eso ha cambiado. Ahora es el propio Gobierno el que llama a concursos promoviendo este tipo de colaboración y les exige a los científicos que demuestren cómo han impactado sus investigaciones en otras esferas de la sociedad. También está claro que las empresas plantean problemas que suponen desafíos, que mejoran nuestro trabajo y nos permiten avanzar, y también aportan recursos al grupo de investigación. Mis mayores aportaciones científicas han provenido de cuestiones planteadas originalmente por empresas. Mi grupo siempre ha sido multidisciplinario, con estudiantes procedentes de las áreas de farmacia, biología, química, e ingeniería mecánica, química y metalúrgica. En 1987, cuando volví de mi doctorado en Estados Unidos, me dije, con toda ingenuidad: “Quiero hacer lo mismo”. A pesar de las diferencias, el capital humano tiene la misma calidad. Siempre he apostado a la experiencia internacional de mis alumnos, mucho antes de la implementación del programa Ciencia sin Fronteras [el programa de intercambio del gobierno federal para estudiantes universitarios brasileños en el exterior, vigente entre 2011 y 2017]. He traído a muchos profesores extranjeros y mantuve numerosas colaboraciones fructíferas con empresas, que me han permitido concretar avances en el conocimiento científico y en la formación de los alumnos.
¿Qué trabajos multidisciplinarios ha realizado?
Cuando regresé de Estados Unidos me concentré en la biohidrometalurgia, que utiliza microorganismos para catalizar reacciones químicas de producción de metales. Trabajé con materiales a base de algas y residuos avícolas como biosorbentes para el tratamiento de efluentes. La primera planta piloto de Brasil que empleó la biohidrometalurgia se construyó en la antigua mina de Morro Velho, en Nova Lima [Minas Gerais], y dio lugar a una tesina de maestría de un alumno que actualmente es un emprendedor exitoso. Participé en el proyecto de implementación de la primera unidad industrial en el país que utilizó un sistema denominado wetland para el tratamiento del drenaje ácido de las minas. Se trata de lagos artificiales, con plantas y microorganismos para tratar los efluentes ácidos de las minas. El emprendimiento, que también se llevó a cabo en esa antigua mina, funcionó hasta hace poco. El trabajo más amplio surgió de la colaboración con colegas del área de la ecología y la biología, dirigidos por Francisco Barbosa, de la UFMG, y José Galizia Tundisi, de la UFSCar [Universidad Federal de São Carlos], en el INCT-Acqua.
¿Sus propuestas de cambios han tenido una buena acogida por parte de las compañías mineras y metalúrgicas?
Varios de los cambios tienen que ver con procesos más profundos que se están viviendo en todo el mundo. La preocupación por el medio ambiente y la transición energética son los principales motores de la innovación en todos los sectores industriales. El impacto del sector de la minería no podrá ser resuelto de manera eficaz si tan solo nos focalizamos en una cadena de producción. La reutilización de los residuos, por ejemplo, dado su gran volumen y características, requiere de una interacción con otros sectores, tales como la industria de los materiales, la agricultura y la construcción civil. Cada vez son más las empresas que comprenden que el uso de tecnologías amigables con el medio ambiente y un uso más eficiente del agua y otros recursos redundan en beneficios económicos. Así ocurrió, por ejemplo, durante los períodos de escasez hídrica. Es decir, la inversión en procesos sostenibles se compensa generando beneficios en materia de gobernanza ambiental y competitividad. Como ciudadana, me gustaría que se implementen proyectos de desarrollo nacional ambiciosos, que saquen más provecho a nuestra ciencia, a nuestros ingenieros e investigadores, para agregarle valor a nuestros recursos minerales, con la producción de acero, baterías o dispositivos electrónicos, por ejemplo. También necesitamos revaluar algunas premisas. La minería presenta lo que llamamos rigidez de localización, porque no es posible trasladar una mina a otro lugar. Pero ni siquiera por eso una decisión sobre el uso de esta riqueza puede dejar de lado otras riquezas naturales y valores culturales de la región. ¿Es realmente necesario extraer metales de Serra do Curral, que es un símbolo de Belo Horizonte [Minas Gerais], o de las sierras del complejo del Santuário do Caraça, un patrimonio natural y cultural? ¿O de las tierras indígenas? No solo la minería, sino también cualquier gran obra de ingeniería, incluso urbana, deben evaluarse teniendo en cuenta estos límites y valores, debido a sus grandes repercusiones e impactos a largo plazo.
Siempre tomo partido, pero el reconocimiento también se debe a las personas que te ven entre la multitud y notan el valor de tu trabajo
¿De qué se siente más orgullosa?
De poder ver la trayectoria y los logros de mis exalumnos, sin lugar a duda. He logrado formar a ingenieros e investigadores de primera línea, que trabajan en empresas nacionales y en el exterior, en centros de investigación o en sus propias empresas. Hasta ahora han sido 61 direcciones de maestría y doctorado y 20 supervisiones de investigación posdoctoral, que aquí, entre mis colegas del departamento, tiene exponentes como Claudia Lima Caldeira y Daniel Majuste. Caldeira ha sido una compañera de toda mi vida como investigadora en los proyectos que he mencionado. Majuste consolidó la electrometalurgia y ha ampliado las actividades del grupo con la minería urbana, para reaprovechar los metales de desechos de los dispositivos electroelectrónicos. Hay muchos enfoques posibles. En mis visitas a Europa, a menudo he visto que molían y procesaban todo el material, pero nosotros pensamos diferente. Tratamos de separar los componentes cuando aún se encuentran en estado sólido para minimizar los pasos químicos ulteriores. También pretendemos reutilizar el plástico y el vidrio.
Uno de sus últimos proyectos se refiere a la formación de ingenieros.
Así es. La Escuela de Ingeniería de la UFMG forma parte, desde 2019, de la red internacional GCSP [Grand Challenges Scholar Program], creada por la Academia Nacional de Ingeniería de Estados Unidos. La búsqueda de soluciones para los retos que presenta el siglo XXI exige que los ingenieros cuenten con una base sólida de conocimientos y espíritu emprendedor, pero también que sean capaces de trabajar en equipos multidisciplinarios, ambientes multiculturales y, sobre todo, que sean conscientes de la responsabilidad social de la ingeniería. El programa va por la segunda cohorte de 30 alumnos y la experiencia ha sido muy enriquecedora, ya que establece un espacio de convivencia entre docentes de distintas áreas de la ingeniería en pos de objetivos comunes de formación de profesionales. Asimismo, atrae a jóvenes con experiencias y habilidades diversas, que a menudo pasan inadvertidas y desaprovechadas a lo largo de sus carreras. El programa de la UFMG propuso algo novedoso, una actividad de inmersión de alumnos y mentores en un municipio o empresa para entender sus problemas y proponer soluciones. Es fascinante ver cómo en un corto tiempo los alumnos descubren la multidisciplinariedad necesaria para resolver problemas reales y se dan cuenta de su propia capacidad para analizar y proponer soluciones a cuestiones nuevas. Hemos suscrito un acuerdo con la empresa minera Vale que proporcionará estas experiencias a los estudiantes en su hub de innovación. Tenemos la intención de ampliar estas colaboraciones y programas de apoyo.
¿Cuál es su apreciación de la situación de las mujeres en su área?
En los últimos años he notado que ha habido un crecimiento importante en el acceso a la universidad, no solo de las mujeres, sino también de otras minorías, a través de los programas de inclusión. Muchos de esos alumnos resultan ser estudiantes excepcionales y profesionales destacados una vez que egresan de la universidad. En mi grupo de investigación, las mujeres siempre han predominado, pero las ingenieras todavía afrontan desventajas en términos de reconocimiento, si nos fijamos, por ejemplo, en su representación en las academias de ciencia e ingeniería o en las categorías más altas de investigadores del CNPq [el Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico]. Aún queda mucho por hacerse.
¿Tuvo que enfrentar obstáculos hasta que pudo conquistar su propio espacio?
Tuve y tengo que enfrentar resistencias. Tanto la estructural, que impone barreras a personas, proyectos e ideas, como aquella que se acentúa en un entorno competitivo, e incluso aquella que trata de afectar a la gente cercana a mí. Pero como una característica personal, puedo afirmar que los retos me dan más fuerza. Siempre tomo partido y sostengo mis ideas y principios con independencia y, cuando resulta inevitable, no le rehúyo a la confrontación. El reconocimiento también se debe a la gente que te ve entre la multitud y notan el valor de tu trabajo.
¿Quiénes fueron?
Varias personas me han inspirado, enseñado y apoyado en momentos especiales, pero quiero destacar a dos. La primera es Evandro Mirra [1943-2018], quien fue presidente del CNPq, un hombre de una cultura y brillantez sin par. La otra es mi directos de tesis doctoral, Kwadwo Osseo-Asare, quien me enseñó el significado de hacer ciencia. Una mente brillante, incitante, exigente y con un gran sentido del humor.
