El futuro de los relaves

La seguridad de los depósitos de relaves es fundamental para la minería. Con las últimas normas sobre presas de relaves que exigen una visión a más largo plazo de los resultados del diseño, la construcción y el cierre, existe un creciente interés en las filosofías de diseño que incorporan formas y procesos tal como existen en la naturaleza.

La correcta gestión de los depósitos de relaves es un tema clave para la industria minera. A nivel internacional, y como consecuencia de las fallas ocurridas en Canadá (2014) y Brasil (2015 y 2019) actualmente existe el “Estándar Global de Gestión de Relaves para la Industria Minera”, con el objeto de normar la operación a lo largo de toda la vida útil del depósito, considerando “cero daño” en las personas y el medioambiente y tolerancia cero para fatalidades humanas.

La industria minera plantea desafíos significativos, incluida la forma de manejar los desechos mineros adicionales o relaves. A nivel mundial hay experiencias en desastres medioambientales en torno a las operaciones de almacenamiento de relaves, en Sudamérica el más significativo en los últimos añosfue el colapso de la presa de relaves de Brumadinho en Brasil en 2019. 

“Los plazos para la gestión responsable posterior al cierre de minas, incluidos los riesgos permanentes asociados a las presas de relaves, se han alargado de décadas a siglos, o incluso milenios”, señaló Justin Walls, ingeniero civil principal en cierre de minas de SRK Consulting. “Este cambio hace que las técnicas tradicionales de mantenimiento sean muy costosas -quizás inasequibles- y exige replantearse cómo diseñamos estas estructuras”.

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Cambio de foco

De acuerdo con el estándar global, el diseño y la explotación para el cierre requieren una visión a largo plazo. Es por ello por lo que las instalaciones de residuos deben planificarse, diseñarse, construirse, explotarse y cerrarse partiendo del supuesto de que serán vertederos permanentes.

Walls señala que el impacto del cambio climático forma parte de una serie de “incógnitas” que dificultan a las empresas mineras predecir plenamente el comportamiento de los diseños de las instalaciones de residuos en un plazo de 100, 500 o 1000 años.

“Hoy nos enfrentamos a muchas más incógnitas cuyo impacto se desplegará de forma impredecible en los próximos años y décadas: desde el cambio climático y el uso de los terrenos colindantes, hasta los cambiantes requisitos normativos y la evolución de los ecosistemas”, afirmó. “Muchas de las soluciones de ingeniería duras que hemos utilizado en el pasado, que a menudo necesitan un mantenimiento continuo considerable, pueden no ser óptimas para hacer frente a los retos futuros”.

Procesamiento

Las mineras han comprendido la importancia de administrar de mejor manera sus residuos y han implementado nuevas formas y tecnologías para disponer sus residuos. A lo largo de Latinoamérica, ya hay casos de éxito.

La mina Quellaveco en Perú utilizará una novedosa tecnología en su tratamiento de relaves con la finalidad de recuperar cobre que suele ser desechado. Esto, mediante la implementación de la planta de flotación de partículas gruesas (CPF, por sus siglas en inglés).

Esta planta es la primera de este tipo en el Perú y, por sus características y dimensiones, es la más grande del mundo en la industria del cobre. La CPF permitirá incrementar la recuperación de cobre entre 2.4% y 4%, y sin consumir más agua fresca, ya que utilizará agua reciclada y recirculada desde los espesadores de relaves de la mina. El principio con el que trabaja es sencillo, pero innovador: mediante la inyección de agua y aire por la parte inferior del contenedor, se empujan las partículas más finas hacia la parte superior, las mismas que son enviadas a la presa de relaves.

Las partículas gruesas son atrapadas y pasan a una ‘remolienda’ en trituradores verticales, conocidos como vertimills, para luego entrar nuevamente al circuito de flotación convencional. A esta tecnología se le conoce internacionalmente como hydrofloat. Se espera que la planta esté lista en el segundo semestre del 2023.

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Relaves deshidratados

Anglo American marcó un hito relevante en materia de innovación minera: dio a conocer los resultados obtenidos tras el proceso de pruebas de un sistema de relaves deshidratados, único en el mundo. El proyecto denominado Apilamiento Hidráulico Deshidratado (HDS por su sigla en inglés) consiste en un sistema de disposición de relaves que, mediante el uso de tecnologías, permite una mayor recuperación de agua, mayor compactación y estabilidad de la superficie y una más rápida remediación ambiental del terreno.

El piloto se ha desarrollado en la mina El Soldado, ubicada en la Región de Valparaíso, Chile y se trata de la primera prueba industrial efectuada a nivel mundial.

HDS utiliza arenas libres de finos derivadas de los propios estériles, generando una red de drenaje dentro de la misma instalación. Los relaves son depositados de acuerdo con una configuración estratégica que permite el drenaje natural desde los relaves almacenados, obteniéndose un resultado similar a los relaves filtrados en cuanto a seguridad (estabilidad) y recuperación de agua. Sin embargo, HDS no utiliza filtros, tiene una menor huella de carbono, menor costo y utiliza gran parte de la infraestructura de procesamiento existente.

Este proceso de apilamiento drena eficazmente el agua de los residuos, acelerando la deshidratación y, en consecuencia, la consolidación del material. Así, el cierre de instalaciones de relaves podría ser realizada de manera rápida y el terreno podría avanzar en su proceso de remediación ambiental pocos meses después de depositada la última tonelada.

Patricio Hidalgo, presidente ejecutivo de Anglo American en Chile, expresó que “la forma en que se han manejado los tranques de relave en el pasado debe cambiar y HDS es una transformación en la forma de gestionar y operar los tranques. Estamos convencidos que este es el depósito de relaves del futuro”. El pilotaje de HDS se inició en agosto de 2022 y ya cuenta con resultados preliminares en cuanto a recuperación de agua, la cual supera el 80%.

Apilado en Seco

Aunque el concepto de apilamiento en seco no es nuevo, con referencias ya en 1909 en Australia, los avances tecnológicos han hecho que el Apilado en Seco de Relaves (DST) sea una alternativa cada vez más importante a los métodos convencionales para el manejo de los residuos mineros, permitiendo a las empresas mineras disminuir significativamente su perfil de riesgo.

Con el DST, el contenido de humedad de los relaves se reduce mediante un proceso mecanizado y controlado hasta el punto de que pueden transportarse, depositarse y apilarse de forma segura como relaves sólidos en forma de torta.

Mineração Usiminas, una de las empresas de Usiminas, y uno de los mayores productores de acero de América, hizo un pedido a la empresan Takraf, que comprendía la ingeniería básica y de detalle, la fabricación, el suministro, el transporte y la supervisión del montaje in situ del equipo para procesar relaves de mineral de hierro.

El sistema está diseñado como un proceso de deshidratación totalmente integrado mediante espesamiento y filtración. Mineração Usiminas implementó el sistema DST para poder filtrar y apilar los relaves, ya que el área de depósito de la presa de relaves existente alcanzó su capacidad máxima. El proceso deshidrata la pasta de estéril en una sola corriente – un proceso de dos etapas utilizando un espesador de alta tasa DELKOR seguido por la filtración del flujo inferior del espesador utilizando filtros prensa de techo DELKOR.

Consorcio de relaves

Recientemente se formó un nuevo consorcio de ocho empresas mineras mundiales para desarrollar e implantar nuevas aplicaciones tecnológicas para la gestión de relaves.

El GeoStable Tailings Consortium (GSTC) está formado por Antamina, Barrick, BHP, Freeport-McMoRan, Gold Fields, Newmont, Teck y Vale, con el apoyo de expertos externos, como el Dr. G Ward Wilson, de la Universidad de Alberta.

El GSTC estudiará opciones para combinar diversas mezclas de residuos con roca estéril a fin de crear terrenos “geoestables” que sean más resistentes y estables que los métodos convencionales de deposición de residuos y que puedan reducir el consumo de agua de proceso. Llevará a cabo una serie de actividades de investigación y desarrollo, como pruebas de laboratorio, ensayos sobre el terreno y análisis de datos, y colaborará para promover las mejores prácticas en la gestión de estériles y residuos y fomentar una cultura de mejora continua en toda la industria minera.