Después del agua, la arena es el recurso natural más explotado del planeta. Sin embargo, su extracción de mares, ríos, playas y canteras tiene un impacto en el medio ambiente y las comunidades aledañas. Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Ginebra (UNIGE) y el Instituto de Minerales Sostenibles (SMI) de la Universidad de Queensland descubrió que un cambio radical en el procesamiento de minerales podría reducir drásticamente los desechos minerales, el flujo de desechos más grande del mundo, al tiempo que crea una fuente sostenible de arena. Este material, acuñado como «mineral-arena», tiene el potencial de abordar dos desafíos globales de sostenibilidad simultáneamente, según el informe «Ore-sand: A potencial new solution to the mine relaves and global sand sustain crisis».
Hormigón, asfalto, vidrio, chips electrónicos: la arena tiene muchas aplicaciones. Compuesto por pequeñas partículas minerales, este material granular proviene de entornos dinámicos sensibles, como mares, playas, lagos y ríos, o de entornos terrestres estáticos, como antiguos depósitos fluviales y canteras de roca. Se estima que cada año se utilizan 50 mil millones de toneladas de arena. Durante las últimas dos décadas, la demanda se ha triplicado principalmente debido a la urbanización y el crecimiento de la población, una tendencia que se espera que continúe con un uso de agregados que supere los 50 Bt por año para 2030.
Además de los riesgos de escasez local, la extracción de tal volumen de arena tiene consecuencias ambientales y sociales. Por ejemplo, está provocando la erosión de las riberas de los ríos, lo que aumenta significativamente el riesgo de inundaciones. En algunos países, la extracción de arena ha causado la pérdida de medios de subsistencia en las comunidades.
Dos desafíos de sostenibilidad con una solución
Investigadores de la Universidad de Ginebra (UNIGE) y del Instituto de Minerales Sostenibles de la Universidad de Queensland (UQ), Australia, han investigado el potencial de una alternativa viable a la arena natural. Este material, presentado en un informe reciente publicado por las dos universidades, ha sido denominado »mineral-arena».
Profesor Adjunto de la UNIGE en el Departamento F.-A. Forel de Ciencias Ambientales y Acuáticas de la Facultad de Ciencias, Pascal Peduzzi dijo que «el mineral-arena tiene el mayor potencial en volumen para reducir la cantidad de arena tomada en el ambiente natural. Al usar lo que hasta ahora se ha considerado como »dejado sobre» material, el proyecto da un impulso importante hacia una economía más circular».
La producción de mineral-arena puede ayudar a reducir la producción de desechos mineros minerales y, por lo tanto, la acumulación adicional de relaves mineros. Los desechos minerales de la extracción de minerales representan actualmente el flujo de desechos más grande del planeta, estimado entre 30 y 60 mil millones de toneladas por año. Estos residuos provienen de operaciones de trituración para extraer ciertos metales de la roca.
El líder del programa de desarrollo de minerales de SMI, el profesor Daniel Franks, dijo que la arena mineral tiene el potencial de abordar dos desafíos de sostenibilidad global simultáneamente. «Separar y reutilizar estos materiales similares a la arena antes de que se agreguen al flujo de desechos no solo reduciría significativamente el volumen de desechos que se generan, sino que también podría crear una fuente responsable de arena».
Reducción de las emisiones de carbono
El estudio de 12 meses muestreó e investigó de forma independiente la arena producida a partir de la extracción de mineral de hierro, iniciada por Vale SA en Brasil, que anteriormente experimentó fallas en presas de relaves. Después de un análisis de las propiedades químicas y algunas operaciones de refinación, los investigadores pudieron demostrar que parte del flujo de material que de otro modo terminaría como residuos mineros podría usarse como sustituto de la arena industrial y de construcción, de la misma manera que reciclada. Escoria de hormigón y acero. «Si estos resultados pueden replicarse con otros tipos de minerales, existe la posibilidad de lograr reducciones importantes en los relaves mineros globales».
«Al mapear las ubicaciones mineras en todo el mundo y modelar el consumo global de arena, descubrimos que casi un tercio de los sitios mineros pueden encontrar al menos algo de demanda de mineral-arena dentro de un rango de 50 km. Esto podría contribuir a una reducción de al menos el 10% en el volumen de generación de relaves en cada sitio. Simultáneamente, casi la mitad del mercado mundial de arena (por volumen) podría encontrar una fuente local de mineral-arena. Por ejemplo, el mineral-arena podría potencialmente sustituir mil millones de toneladas métricas de demanda de arena en China», explica Daniel Francos.
Además, la evaluación del ciclo de vida del mineral-arena, basada en el caso de Vale, muestra que la sustitución de arena de origen natural por mineral-arena podría generar reducciones netas en las emisiones de carbono durante la producción de arena. Sin embargo, las emisiones de carbono por el transporte son una consideración clave.
Un beneficio para las empresas mineras
«Tener en cuenta que la coproducción de mineral-arena es una ventaja significativa para las empresas mineras: reduce los grandes relaves que obstaculizan las actividades mineras operativas, mientras que al mismo tiempo puede generar ingresos adicionales. El mineral-arena es un paso hacia un sistema «sin relaves». mía», explica Pascal Peduzzi. Los países en desarrollo tienen menos opciones para usar materiales agregados reciclados, dada su infraestructura más reciente. Sin embargo, muchos tienen operaciones mineras que pueden generar arena mineral como subproducto».
Algunos de los siguientes pasos son colaborar con los actores del mercado agregado para demostrar la facilidad de uso, el rendimiento y el proceso de abastecimiento de este material sustituto. Los hallazgos del estudio se presentaron en la 5ª Asamblea de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente. Una nueva resolución de la UNEA (UNEP/EA5/L18/REV.1) sobre «Aspectos ambientales de la gestión de minerales y metales» pide un conocimiento científico, técnico y de políticas fortalecido con respecto a la arena para apoyar las políticas y acciones globales con respecto a su uso ambientalmente racional. extracción y uso.
Cita: Golev, A., Gallagher, L., Vander Velpen, A., Lynggaard, JR, Friot, D., Stringer, M., Chuah, S., Arbelaez-Ruiz, D., Mazzinghy, D., Moura , L., Peduzzi, P., Franks, DM (2022). Mineral-arena: una nueva solución potencial para los relaves mineros y las crisis globales de sostenibilidad de la arena. Reporte final. Versión 1.4 (marzo de 2022). La Universidad de Queensland y la Universidad de Ginebra.
