Fondef Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico

En UdeC crean tecnología limpia para refinar cobre

Proyecto Fondef cofinanciado por Codelco y que se extenderá por tres años, modificará los procesos de fundición para eliminar la contaminación por arsénico y disminuir los costos de operación.

Refinar cobre sin generar gases contaminantes como el arsénico o el anhídrido sulfuroso ha sido por décadas una misión imposible, sin embargo, investigadores de la Universidad de Concepción pretenden revolucionar la industria cuprífera mundial a través de un proyecto que se maneja con absoluta reserva, que cuenta con el apoyo de Codelco y que hace escasos días fue seleccionado para recibir el aporte del Fondef de Conicyt.

El profesor Igor Wilkomirsky Fuica, del departamento de Ingeniería Metalúrgica, encabeza el equipo de 13 personas (ingenieros y alumnos tesistas) que a partir de octubre comenzarán a ejecutar el proyecto “Obtención directa de cobre blister en reactor de capa fundida “, cuyo costo asciende a 358 millones de pesos, sin contar las horas de trabajo de profesionales de la Universidad de Concepción y de tres ingenieros de Codelco Norte. El aporte de Fondef alcanzará a $232 millones.

Wilkomirsky explicó que el proyecto, que se extenderá por 3 años, busca tres objetivos fundamentales. Uno es desarrollar una tecnología que permita procesar directamente cobre blister a partir de concentrados, eliminando las etapas de fundicón y conversión como se conocen hoy, que requieren trasladar el material fundido de un horno a otro. Con esto se podrían disminuir hasta en un 40% los costos de operación y las emanaciones de gases fugitivos contaminantes se podrían reducir de 15 a cero por ciento.

Un segundo objetivo consiste en reemplazar la etapa de conversión, cuya tecnología es la misma que hace 80 años y se usa en el 95% de las fundiciones de cobre. Esto permitirá eliminar el resto del azufre contenido en el metal fundido y se obtiene el cobre crudo (blister) que va a una refinación posterior. Esta es la principal fuente de contaminación de la minería del cobre.

Y finalmente, el proyecto quiere crear tecnología que permita procesar concentrado de cobre muy alto en arsénico, un problema muy grave en Chile y que ha impedido por años explotar ciertos yacimientos. Con esto se podría obtener cobre exento de este metal venenoso y lo más importante, desde el punto de vista económico, es que aumentaría las reservas susceptibles de ser explotadas.

Respecto de lo anterior, el profesional expresó que existe una nueva mina, adyacente a Chuquicamata, denominada MM, que Codelco desea explotar a partir de 2006, sin embargo, con la actual tecnología no se podría, puesto que el mineral de dicho yacimiento tiene alta concentración de arsénico (sobre el 4%). Por ello la empresa estatal está a la espera de los resultados de este proyecto. Con humor Wilkomirsky contó que el peculiar nombre de la mina se debería a la calidad de su cobre (más o menos o muy malo).

Innovación con oxígeno

El profesional explicó que el principal secreto de la innovación es la utilización del oxígeno, pero puro. Esto permite procesar el concentrado a altísimas temperaturas, entre 1.600 y 1.700 grados Celsius, mucho más que los 1.200ºC a los que se trabaja actualmente. De esta forma, es posible reducir a cero los gases fugitivos.

La primera interrogante del proyecto ya fue resuelta entre 2002 y 2003, en una investigación apoyada por Codelco, donde se evaluó la termodinámica, es decir, observar las reacciones que se producían y bajo qué condiciones de temperatura, presión y composición de la fase de gas. Para ello se construyó un reactor “ciclónico”, donde el concentrado se mezcla con el oxígeno a altas temperaturas y se funde.

La innovación también pasa por el diseño del reactor, construido en la Universidad de Concepción. Su geometría, su recubrimiento interno y su sistema de refrigeración -es indispensable, pues sin él se fundiría el reactor también- son factores clave. Este cuenta con un sistema de alimentación neumática, que permite inyectar a velocidad supersónica el concentrado de cobre mezclado con el oxígeno puro técnico a través de una tobera o quemador de diseño especial.

Daño ambiental

La preocupación por disminuir las emisiones contaminantes de la industria minera ha sido una constante. La firma de acuerdos de libre comercio con economías industrializadas exige el cumplimiento de estrictas medidas de protección ambiental y Chile está adaptando su legislación ante ese nuevo escenario.

En Chile existe un hidroarsenismo endémico en la Segunda Región. Los alimentos de esa región, así como el agua y el aire, contienen una mayor cantidad de arsénico, cuya fuente principal es la minería. Este ataca la piel, el sistema respiratorio y el sistema nervioso.

Estudios en Chile han mostrado el alto riesgo de la población de la Región de Antofagasta de morir por cánceres asociados al arsénico, fundamentalmente, broncopulmonar, vesical y renal. Otro efecto importante que se ha evidenciado es el aumento de los abortos espontáneos y las malformaciones congénitas.

Otros estudios, también hechos en Chile, entregan evidencias de la asociación entre exposición laboral al arsénico y lesiones de la piel y aparato respiratorio.

Sueldo de Chile

Chile es el principal productor de cobre del mundo. En 2003 exportó 7.367 millones de dólares, un 17,5% más que el año anterior, según datos del Banco Central. Los embarques del metal rojo representaron el 34,8 por ciento de todas las exportaciones de nuestro país.

Para este año, Cochilco proyecta envíos del mineral superiores a los 10.000 millones de dólares, un 35% más que el año pasado, basado en un precio promedio cercano al dólar y mayores demandas externas.

La industria chilena del cobre, que posee cerca de un 40% de las reservas probadas a nivel mundial, es liderada por la gigante estatal Codelco, pero también destaca la participación de otros productores como BHP Billiton (Escondida), Anglo American, Phelps Dodge y Noranda.

Pionera en metalurgia

Igor Wilkomirsky recordó que la Universidad de Concepción es el centro de investigación por excelencia de temas relacionados con la minería del cobre y que la casa de estudios fue la primera que ofreció la carrera de Ingeniería Metalúrgica en Chile, en 1961.

El docente ha participado en numerosas investigaciones. Entre ellas, destacan cinco proyectos cofinanciados por el Fondef, desde 1992.

“Desarrollo de un proceso integrado no contaminante para concentrados de cobre” concluyó en 1992. Parte de los resultados se podrían aplicar en el área de la eliminación de arsénico. Hay empresas interesadas como Codelco y Barrick Gold Corporation (yacimiento de oro El Indio, Región de Coquimbo), Anglo American plc. (fundición Chagres, Región de Valparaíso) y Enami. En cuanto a la posibilidad de desarrollar tecnologías no convencionales, Wilkomirsky sostuvo que esa es una opción más lejana.

Otro proyecto ya concluido es “Tecnología de reemplazo de convertidores de cobre”, el cual dio origen a otro proyecto en ejecución denominado “Programa de transferencia tecnológica de resultado de proyectos de investigación y desarrollo”, que se traducirá en la construcción de una planta de demostración en la fundición de Paipote (a 8 kilómetros de Copiapó).

Además, se cuentan otros proyectos como “Neutralización de gases de fundición de cobre con caliza en un sistema combinado de lecho fluidizado” y “Desarrollo de nuevas alternativas de procesos para concentrados y ejes de cobre”.

El Sur, de Concepción

4 de junio de 2004

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Periodista: Roberto Fernández Ruiz