Captar agua del océano, quitarle las sales y luego bombearla durante decenas o cientos de kilómetros hasta una faena ubicada a gran altura se ha convertido en una de las mayores obras de infraestructura asociadas a la minería chilena.
Una gran mina de cobre puede encontrarse en pleno desierto, a más de 3.000 metros sobre el nivel del mar y a cientos de kilómetros de la costa. Sin embargo, una parte creciente del agua que utiliza para moler y procesar millones de toneladas de mineral comienza su viaje mucho más abajo: en el océano Pacífico.
Transformar esa agua salada en un recurso apto para procesos industriales requiere bastante más que instalar una bomba junto al mar. Una planta desaladora moderna es una instalación compuesta por sistemas de captación, filtros, bombas de alta presión, miles de membranas, equipos de recuperación de energía y enormes tuberías capaces de transportar el agua hasta las faenas.
En Chile, esta infraestructura está adquiriendo una importancia estratégica. El país concentra algunas de las mayores operaciones de cobre del planeta precisamente en zonas donde la disponibilidad de agua continental es limitada, especialmente en las regiones del norte.
Todo comienza varios metros bajo el océano
El primer paso ocurre antes de que el agua llegue a la planta. Mediante estructuras de captación y tuberías submarinas, enormes volúmenes de agua son extraídos desde el mar y conducidos hacia instalaciones construidas cerca de la costa.
El desafío inicial no es la sal, sino todo lo demás que contiene el agua marina. Arena, partículas en suspensión, microorganismos y materia orgánica deben ser controlados antes de que el flujo pueda ingresar al sistema principal de desalinización.
Por eso, el agua atraviesa diferentes etapas de pretratamiento. Dependiendo del diseño de cada instalación, pueden utilizarse rejillas, filtros, sistemas de flotación, ultrafiltración u otras tecnologías destinadas a proteger las membranas que posteriormente realizarán la separación de las sales.
Esta etapa es crítica. Una membrana cubierta por partículas o crecimiento biológico pierde capacidad de producción, aumenta su resistencia hidráulica y puede requerir limpiezas más frecuentes.
Solo cuando el agua alcanza las condiciones necesarias comienza el proceso que realmente permite separar el agua de las sales.
La tecnología que obliga al agua a atravesar una membrana
El corazón de muchas plantas desaladoras modernas es la ósmosis inversa.
Para entenderla hay que imaginar una barrera microscópica capaz de permitir principalmente el paso de moléculas de agua mientras retiene gran parte de las sales disueltas. El problema es que el agua marina no atraviesa espontáneamente esta barrera en la dirección que necesita una planta desaladora.
La solución es aplicar una enorme presión.
Potentes bombas elevan la presión del agua marina y la conducen hacia recipientes que contienen membranas semipermeables. En sistemas que trabajan con agua de mar pueden requerirse presiones del orden de decenas de bar, frecuentemente alrededor de 55 a 70 bar dependiendo de las condiciones de operación y de la salinidad.
Bajo esa presión, parte del agua atraviesa la membrana y sale con una concentración de sales mucho menor. Ese flujo se denomina permeado y constituye el agua desalada que posteriormente puede utilizarse en procesos industriales.
Del otro lado permanece un flujo con una concentración de sales superior a la del agua original: la salmuera.
Las membranas modernas pueden rechazar más del 95% de las sales disueltas, y determinados diseños alcanzan niveles superiores al 99%. El rendimiento real depende del tipo de membrana, la temperatura, la composición del agua y las condiciones operacionales.
No toda el agua captada termina convertida en agua desalada
Una planta desaladora no transforma automáticamente cada litro que extrae del océano en un litro de agua producto.
En sistemas convencionales de ósmosis inversa para agua de mar, una recuperación aproximada de 40% a 50% es habitual. Esto significa que, de cada 100 litros que ingresan al sistema, alrededor de 40 a 50 pueden convertirse en permeado, mientras el resto abandona el proceso principalmente como un flujo de salmuera.
La relación exacta cambia entre instalaciones y depende de la salinidad, las membranas utilizadas, la temperatura del agua, la configuración de los equipos y la estrategia operacional.
La salmuera debe ser gestionada mediante sistemas específicamente diseñados. En instalaciones costeras suele conducirse nuevamente hacia el océano mediante tuberías de descarga y estructuras de difusión destinadas a favorecer su mezcla con el agua marina.
El diseño y ubicación de estas descargas son una parte relevante de la evaluación ambiental de los proyectos, debido a que la salinidad elevada puede afectar organismos y ecosistemas si la dispersión es insuficiente. Corrientes marinas, profundidad, geometría de los difusores y características del fondo forman parte de las variables que deben estudiarse.
Separar la sal es solo la mitad del desafío
En una planta diseñada para abastecer una mina chilena existe otra dificultad gigantesca: llevar el agua desde la costa hasta la cordillera o el desierto interior.
Las grandes faenas de cobre del norte suelen encontrarse a mucha mayor altitud que las instalaciones desaladoras. Eso obliga a utilizar estaciones de bombeo capaces de vencer simultáneamente la distancia, la fricción de las tuberías y miles de metros de desnivel.
Un ejemplo extremo es Minera Escondida. Su sistema de suministro incluye una planta desaladora de 2.500 litros por segundo en el sector de Puerto Coloso y una infraestructura destinada a transportar agua hacia una operación situada a aproximadamente 3.200 metros sobre el nivel del mar.
Para conseguirlo se construyeron dos grandes tuberías y cuatro estaciones de bombeo de alta presión, además de infraestructura eléctrica y almacenamiento en el área minera.
El resultado es una imagen difícil de dimensionar: agua que comenzó prácticamente al nivel del océano puede terminar recorriendo el desierto y ascendiendo varios kilómetros verticales antes de llegar a una planta concentradora.
Y ese ascenso requiere mucha energía.
El enorme costo energético de empujar agua hacia el desierto
La ósmosis inversa consume electricidad debido principalmente a las bombas necesarias para generar las altas presiones del proceso. Las instalaciones modernas incorporan dispositivos capaces de recuperar parte de la energía que todavía conserva la salmuera presurizada, reduciendo considerablemente el consumo respecto de generaciones anteriores de plantas.
Pero en Chile aparece una segunda demanda energética que puede ser incluso más importante: la impulsión.
Bombear agua cientos de kilómetros y elevarla hasta una faena cordillerana requiere enormes cantidades de electricidad. Por eso, cuando se estudia la energía asociada al agua de mar en minería, la desalación y el transporte deben analizarse conjuntamente.
Las proyecciones para la minería chilena muestran precisamente este fenómeno. Hacia 2034, la impulsión explicaría la mayor parte del consumo eléctrico relacionado con el uso de agua de mar en la industria del cobre.
La ubicación geográfica de una mina puede transformar así al sistema hídrico en una de las principales infraestructuras energéticas de toda la operación.
Cuando el agua finalmente llega a la concentradora
Después de cruzar el desierto, el agua puede incorporarse a numerosos procesos mineros. Uno de los más importantes ocurre en las plantas concentradoras que procesan minerales sulfurados de cobre.
Allí, el mineral extraído de la mina es chancado y posteriormente reducido a partículas mucho más pequeñas mediante enormes molinos. El material pulverizado se mezcla con agua hasta formar una pulpa que posteriormente ingresa a las etapas de flotación.
Durante la flotación se agregan reactivos y se inyecta aire para favorecer que determinadas partículas minerales se adhieran a burbujas y puedan separarse del resto del material.
El agua también participa en transporte de pulpas, espesamiento, manejo de relaves, limpieza y otros procesos auxiliares. Sin embargo, una parte importante puede recuperarse y reutilizarse.
Por eso una operación moderna no depende exclusivamente del ingreso permanente de agua nueva. Los circuitos de recirculación permiten recuperar agua desde espesadores y depósitos de relaves para devolverla al proceso, disminuyendo las necesidades de reposición.
Chile está construyendo una nueva geografía del agua minera
Escondida no es un caso aislado. La desalinización se ha extendido por distintas regiones mineras y también comenzó a avanzar hacia la zona central.
Minera Los Pelambres, en la Región de Coquimbo, puso en operación una planta desalinizadora de ósmosis inversa con capacidad de diseño de 400 litros por segundo. La infraestructura incluye captación marina y descarga de salmuera, mientras una expansión en desarrollo busca elevar la capacidad hasta 800 litros por segundo.
El cambio responde a un problema estructural. Las minas chilenas necesitan continuar procesando grandes cantidades de mineral mientras muchas de las regiones donde se encuentran presentan una disponibilidad limitada de recursos hídricos continentales.
Al mismo tiempo, la transición desde minerales oxidados hacia sulfuros y la disminución de las leyes de algunos yacimientos puede aumentar las necesidades de procesamiento para producir una cantidad equivalente de cobre.
El agua, por lo tanto, se ha convertido en una variable tan estratégica como la electricidad, las reservas minerales o la capacidad de las plantas.
El Pacífico será cada vez más importante para producir cobre
La transformación ya aparece en las proyecciones de largo plazo. En 2024, el agua de mar representaba alrededor del 40,7% de la demanda hídrica de la minería chilena del cobre. Para 2034 se proyecta que esa proporción alcance aproximadamente 67,6%.
Dentro de ese suministro marino, el agua desalinizada tendría un papel dominante.
El cambio implica que buena parte del crecimiento futuro del cobre chileno estará vinculado a una infraestructura que hace algunas décadas tenía un papel mucho menor en la industria: plantas costeras, sistemas de ósmosis inversa, estaciones eléctricas, tuberías de gran diámetro y bombas capaces de desafiar la geografía del país.
La gran ingeniería detrás de una desaladora minera no consiste solamente en quitarle sal al agua. Consiste en capturar un recurso disponible en el océano, transformarlo, controlar sus impactos y después hacerlo recorrer el desierto hasta lugares donde naturalmente nunca podría llegar.
En buena parte de la minería chilena del futuro, antes de que una tonelada de mineral pueda ser molida y transformada en concentrado de cobre, habrá otra operación funcionando silenciosamente muchos kilómetros más abajo: convertir el Pacífico en una fuente industrial de agua para la cordillera.
