Cómo avanza el uso de agua de mar en minería

En un escenario de menor disponibilidad de agua fresca, por factores como la sequía y la competencia con otros usuarios, la minería ha invertido en plantas desalinizadoras que diversifican la fuente del recurso hídrico.


La dificultad hídrica que vive la Región de Antofagasta se puede asociar a múltiples factores, por ejemplo, uno de origen natural como la sequía, que en los años recientes ha afectado a gran parte del territorio nacional. Sin embargo, en la zona norte se suman otras causas vinculadas principalmente a las intervenciones superficiales y subterráneas de las cuencas. El aumento de la competencia entre los principales usuarios del recurso hídrico, como los sectores industrial, sanitario (suministro de agua potable), la minería y la agricultura, están afectando directamente la disponibilidad y la calidad del agua, lo cual encarece los costos.

En este escenario, la desalinización de agua de mar se ha convertido en una de las estrategias principales para asegurar el acceso al recurso hídrico y, con ello, la estabilidad de los procesos productivos, fundamentalmente en la actividad minera.

Según explica Leonardo Romero, director del Centro de Investigación Tecnológica del Agua en el Desierto (Ceitsaza), es en este punto donde el desarrollo tecnológico comienza a tener un rol clave, en particular en lo que tiene relación con el tratamiento del agua en una de las zonas más áridas del planeta.

“La ciencia, la investigación y la innovación deben buscar la disminución en la presión que existe sobre el recurso hídrico. Es fundamental realizar estudios para minimizar los efectos negativos que puede tener el uso de agua mar directa en los procesos mineros y desarrollar mejoras en las instancias de desalación por ósmosis inversa, por ejemplo”, indica el experto.

En opinión del docente, son múltiples las aristas en las cuales se puede trabajar para optimizar el rendimiento de la desalinización, entre las cuales se encuentran la prevención de suciedad en las membranas, reducir los costos de impulsión y operar con cero vertido al mar mediante la valorización de la salmuera.

Para considerar

La escasez de agua pura y el impacto que esto genera han llevado a las principales compañías mineras a emplear agua de mar en sus procesos productivos y, a la vez, buscar alternativas tecnológicas para la desalinización y reutilización del recurso vital.

“El proceso de desalación tiene tres etapas: captación de agua de mar, prefiltración y la operación misma de ósmosis inversa, que es donde se produce la separación de sales, permitiendo la obtención de agua dulce (contenido en sales inferior a 500 ppm) a partir de agua de mar (contenido en sales del orden de 35.000 ppm)”, comenta Romero.

El académico explica que la etapa de prefiltración es crítica, ya que la calidad de agua de entrada a las membranas influye en la eficiencia del proceso. En esta fase se elimina toda aquella suciedad en suspensión que existe en el agua de mar, incluida la materia orgánica e inorgánica (scaling, fouling y biofouling).

La desalación se consigue por medio de procesos de tecnología termal y los de membrana. Los primeros abarcan la destilación multi- stage flash (MSF), destilación multiefecto (MED) y compresión de vapor (VC). Dado el alto contenido de energía termal que requieren, estos han sido superados por las tecnologías de membranas, que incluyen la electrodiálisis (ED) y la ósmosis inversa (RO). Ambos sistemas obtienen como resultado dos caudales, uno de agua limpia con baja concentración de sales (permeado) y uno con alta concentración de sales (salmuera). El consumo de energía en los procesos de membrana depende de la salinidad de agua de alimentación.

Dentro de las técnicas de membranas, la más usada y con mayor proyección es la ósmosis inversa, que consiste en bombear agua a alta presión a través de membranas semipermeables, las cuales separan la sal del agua.

Costos

El consumo de energía en la desalación de agua de mar por ósmosis inversa representa un tercio (aprox. 0,2 US$/m3) del costo total del proceso, indica Romero. Dependiendo de la capacidad de tratamiento de la planta desaladora, el costo total oscila entre US$0,6/ m3 y US$1,2/m3. Según el investigador, esto se ha logrado por los grandes avances en el desarrollo de nuevas membranas y en la recuperación de energía. “Los sistemas de intercambio de presión recuperan un 90% de la energía residual en el agua de rechazo (salmuera), lo que supone un ahorro energético de hasta un 50%, con el consiguiente ahorro en los costos de operación”, subraya, añadiendo que los avances recientes han reducido el consumo de energía a unos 2,8 kWh/ m3.

Plantas desalinizadoras

Un mapeo de proyectos de Fuentes Hídricas No Convencionales (FHNC) elaborado por la docente María Angélica Veas, de la Universidad Católica del Norte (UCN), para Ceitsaza, da cuenta que en la Región de Antofagasta existen cinco plantas desalinizadoras con fines sanitarios en funcionamiento y cuatro en construcción, con aprobación de factibilidad (considerando las ampliaciones de las plantas de La Chimba y Taltal).

Para la producción minera son cinco las que se encuentran en funcionamiento y otras tres corresponden a proyectos en construcción.

En 2013 BHP Billiton aprobó una inversión de US$1.972 millones (correspondientes a su participación de 57,5%) para la construcción de una nueva planta de desalinización de agua de mar de 2.500 l/s, destinada a sostener las operaciones de Escondida en Chile, cuando concluya la construcción de la concentradora OGP1. La instalación, que se construye en el sector de Puerto Coloso al sur de Antofagasta, y que entrará en funcionamiento en 2017, incluirá dos tuberías, cuatro estaciones de bombeo de alta presión, un reservorio en el área de la mina e infraestructura eléctrica de alta tensión para operar el sistema.

Esta será la segunda planta desalinizadora en que invierte BHP Billiton en Chile, para asegurar el suministro del recurso hídrico.

La desalinización de agua de mar se ha convertido en una de las estrategias principales para asegurar el acceso al recurso hídrico y, con ello, la estabilidad de los procesos productivos.

El director de Ceitsaza, Leonardo Romero, recalca que la investigación y el desarrollo tecnológico son fundamentales para seguir mejorando los procesos de desalinización.

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