Cobre sin lágrimas

El cobre y el agua tienen una relación tensa. Movemos el agua con cobre. Las tuberías de cobre transportan el agua hacia y dentro de los edificios. Y aunque dejamos que la gravedad y la presión del agua hagan la mayor parte del trabajo para hacer que el agua suba a los grifos de los pisos superiores, a veces debemos mover el agua contra la gravedad con motores hechos de alambre de cobre. Es principalmente alambre de cobre que lleva electricidad desde la planta de energía a su microondas, un dispositivo lleno de cableado de cobre diseñado específicamente para calentar el agua dentro de los alimentos. Pero para obtener más cobre, gastamos agua. Millones o miles de millones de galones, más que suficiente para estresar las áreas propensas a la sequía donde se extrae la mayor parte del cobre. Si los desechos de esa mina de cobre se manejan mal, pueden envenenar un río. Necesitamos agua para vivir y cobre para comunicarnos, y una startup chilena está probando un método de minería eficiente en el uso del agua para asegurarse de que tenemos mucho de ambos.

Alambre de cobre, macro fotografiado. Foto de frankieleon en Flickr (CC BY 2.0)

La minería eficiente no es el único movimiento que podemos hacer, también debemos reciclar la mayor cantidad de cobre que podamos. Un estudio de 2021 sobre el reciclaje de cobre  en todas las industrias descubrió que alrededor del 30% de la demanda mundial se satisfacía con cobre reciclado. Ese mismo estudio señaló mucho margen de mejora: la cadena de reciclaje de cobre de Estados Unidos está desorganizada, con comerciantes de chatarra y recicladores que aún debaten quién debería asumir la tarea de analizar la chatarra para confirmar su composición. Sin esa organización, las aleaciones de cobre se envían a recicladores de "fusión directa", que usan poca energía pero solo pueden usar chatarra de cobre puro. El cobre puro termina enviado a los recicladores de fundición y refinación, que usan mucha más energía pero sobresalen en la separación del cobre de otros metales.

Pero incluso si lográramos el ideal, el 100% de reciclaje, todavía habría minería de cobre para satisfacer la creciente demanda. Podemos mejorar nuestro reciclaje, pero para reducir el estrés hídrico también tenemos que mejorar la extracción. Aquí es donde Ceibo, una startup chilena, está avanzando.

La extracción tradicional de cobre implica concentración y fundición. El paso de concentración requiere una gran cantidad de agua: toneladas y toneladas de mineral molido fino (roca que contiene minerales o metales útiles) se vierten en el agua junto con productos químicos que ayudan a que las partículas minerales de cobre floten y otros materiales se hundan cuando se bombea aire a través de la "espuma". Con el agotamiento de los depósitos de cobre de la más alta calidad, la cantidad de mineral que debe procesarse para obtener un kilogramo de cobre ha aumentado, y más mineral requiere tanques de espuma más grandes y más agua.

Burbujas de aire cargadas con partículas de sulfuro de cobre en un tanque de flotación en la mina Prominent Hill (en Australia del Sur). Foto: Geomartin, usuario de Wikimedia (CC BY-SA 4.0).

Ceibo está mejorando un método alternativo existente, conocido como "lixiviación", en el que se utiliza agua o ácido para recuperar químicamente el cobre de la roca. La lixiviación de cobre no es exactamente nueva, se ha hecho durante años en los relaves de minas viejas y abandonadas, reciclando los desechos que tiraron las generaciones anteriores. Pero la lixiviación subterránea era teórica hasta ahora.

Si bien este ciclo tiene una vaga semejanza con el "fracking" hidráulico realizado por las compañías de combustibles fósiles, es probable que la sanguijuela sea menos destructiva: la sanguijuela no implica martillar la roca con cambios masivos de presión, una forma frecuente en que  las operaciones de fracking rompen las capas de roca adyacentes y contaminan las aguas subterráneas.

El método de lixiviación tiene algunas advertencias. El estudio geológico de las rocas circundantes y las líneas de falla es fundamental para anticipar cómo podría fluir la solución de cobre disuelto. Algunas rocas que contienen cobre no dejan fluir el agua. Cualquier operación que mueva fluidos saturados de metales bajo tierra conlleva un riesgo para las aguas subterráneas. Las técnicas recientes de prospección geológica ofrecen una forma de gestionar uno de estos riesgos: la "tomografía de resistencia eléctrica" (ERT) puede rastrear el movimiento subterráneo del fluido de lixiviación. ERT puede proporcionar datos en tiempo real, lo que permite a los operadores ganar tiempo para intervenir si el fluido de lixiviación comienza a fluir hacia las aguas subterráneas.

Las técnicas de extracción y procesamiento de cobre que ya se utilizan son más riesgosas. La mina Resolution Copper, pendiente de permiso, en Arizona, está planeando el enfoque más tradicional: ahuecar una vasta capa debajo de un acuífero y fundir el mineral en la superficie. No ha ido bien. La mina se ha encontrado con una fuerte resistencia local y batallas judiciales. Además de succionar miles de millones de galones de agua de una región ya árida para la fundición,  el método de minería planeado por Resolution Copper preocupa a los hidrólogos que  el acuífero colapsará a medida que toda la roca sobre la capa minada se hunda y se asiente. Uno  de los propios videos de Resolution Copper (que no aparece en su canal de YouTube) explica su "método de minería de espeleología de paneles", que permite que la gravedad colapse la roca de arriba en un derrumbe controlado continuo de "autopropagación", sin mencionar nunca que una de las capas de arriba es un acuífero crítico.

Además de usar mucha menos agua, las primeras pruebas de Ceibo han mostrado una extracción de cobre mucho mayor: obteniendo  el 75% del contenido estimado de cobre de los minerales de sulfuro de cobre en comparación con el 31% de recuperación de la concentración. Mucho más cobre a precio de ganga tanto en electricidad como en agua. Ceibo dice que están listos para escalar, con implementaciones más grandes planeadas pronto.

Necesitamos cobre para vehículos eléctricos, generadores en turbinas, cableado de paneles solares y muchas de las otras tecnologías clave. Pero obtener ese cobre poniendo en peligro el suministro de agua de una comunidad no es un comportamiento sostenible. La lixiviación nos ofrece una alternativa prometedora, no perfecta: conlleva sus propios riesgos y requisitos de seguridad. Pero desvincular la minería de cobre de su enorme costo de agua, combinada con una mejor coordinación del reciclaje de cobre, aliviará la tensión entre nuestros objetivos de ampliar la tecnología verde y garantizar suficiente agua para las personas y los entornos en los que vivimos.

El río del cobre. Llamado así por los abundantes yacimientos de cobre que se encuentran cerca de sus orillas, pero la minería cesó hace décadas. El río es ahora más conocido por su abundante vida silvestre. Más de 2 millones de salmones desovan en el río Copper cada año. Foto: por Mike's Alaska Travels en Flickr (CC BY-ND 2.0)