Desarrollar sensores electroquímicos que permitan detectar cobre de forma rápida y sensible en tiempo real en procesos de lixiviación en pilas es el objetivo de la Dra. Paulina Sierra, una de las nuevas investigadoras del Advanced Mining Technology Center (AMTC) de la Universidad de Chile, quien se suma al Centro gracias al concurso 2023 orientado a investigadoras para financiar proyectos semilla de I+D en minería.
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La Dra. Sierra, académica de la Universidad Tecnológica Metropolitana, es bachiller en Ciencias Naturales y Exactas, licenciada en Ciencias con mención en Química y doctora en Química, todos grados obtenidos en la Universidad de Chile. Su interés en la investigación nace de su experiencia en el desarrollo de sensores y biosensores electroquímicos basados en nanomateriales y en su aplicación a muestras alimentarias o de interés medio ambiental.
La académica señala que el problema a resolver mediante su proyecto de investigación está relacionado con las operaciones de lixiviación de cobre en pilas, que promueve la generación de soluciones acuosas con alta concentración de cobre: “Faltan sensores o instrumentos rápidos y confiables para cuantificar el contenido de cobre en esas soluciones, lo que limita las decisiones operativas en tiempo real y la posibilidad de implementar un control automático. Por lo tanto, el estándar operativo actual es limitado y la concentración de cobre se determina mediante muestreo y análisis químico”.
La Dra. Sierra agrega que a esto se añade un problema causado por otros elementos presentes en la solución acuosa: “Las soluciones ácidas reales contienen ciertas especies que actúan como interferentes en los sensores convencionales, como hierro, aluminio, magnesio y manganeso, lo que limita la precisión y confiabilidad de la medición. En este sentido, nuestro desafío es desarrollar sensores con alta precisión y confiabilidad, diseñados explícitamente para soluciones ácidas obtenidas a partir de minerales de cobre”.
Esta investigación quiere encontrar una alternativa a los métodos convencionales que se utilizan en la industria para la cuantificación de cobre en las soluciones acuosas de las pilas de lixiviación, alternativa que pasa por desarrollar sensores electroquímicos que actúen con precisión y rapidez y que pueden generarse, por ejemplo, con nanomateriales conductores y polímeros que tengan afinidad por especies como el cobre, lo que favorece su detección en forma selectiva. “En la medida que estos sensores permitan la detección rápida, reproducible y directa de cobre en muestras reales, podríamos evaluar su automatización e implementación en la industria”, cuenta la Dra. Sierra.
“En una primera etapa los sensores se desarrollarán y probarán en el laboratorio en condiciones ideales, como agua ultrapura y soluciones estándar de cobre, mientras que la aplicación final será en muestras de lixiviado en pilas, que es una matriz más compleja”, señaló la investigadora. “El objetivo final es detectar el cobre directamente desde la muestra real”, agregó.
