La tecnología busca extraer metales directamente desde los yacimientos mediante fluidos enriquecidos con dióxido de carbono, reduciendo excavación, chancado y movimiento de material. El uranio ya ofrece una base industrial para evaluar su extensión hacia níquel, cobalto, cobre y otros recursos estratégicos.
Una línea de investigación liderada desde la Universidad de Texas en Austin está avanzando en el uso de lixiviación in situ asistida con dióxido de carbono (CO₂) como alternativa para recuperar minerales directamente desde el subsuelo, una estrategia que podría reducir parte de las operaciones físicas asociadas a la minería convencional y, al mismo tiempo, abrir una vía para almacenar CO₂ mediante reacciones con las rocas.
El trabajo, encabezado por la investigadora Estibalitz Ukar, del Bureau of Economic Geology de la Universidad de Texas en Austin, toma como punto de partida la experiencia acumulada por la industria del uranio con sistemas de recuperación in situ y estudia cómo trasladar esos principios hacia otros minerales críticos.
La diferencia frente a una mina convencional es significativa. En lugar de extraer grandes volúmenes de roca, transportarlos y posteriormente someterlos a chancado, molienda y procesamiento, la recuperación in situ utiliza pozos de inyección y producción para hacer circular soluciones a través de una formación mineralizada permeable.
Los metales son disueltos bajo tierra y posteriormente transportados mediante la solución hasta superficie, donde pueden ser recuperados mediante procesos metalúrgicos.
El uranio como plataforma tecnológica
La recuperación in situ no constituye una tecnología experimental en el caso del uranio. Actualmente representa cerca del 63% de la producción mundial de este mineral, convirtiéndose en una referencia concreta para evaluar el potencial de sistemas similares en otros recursos.
Una de las variantes utiliza una combinación de CO₂ y oxígeno (O₂). El oxígeno actúa como oxidante, mientras que el dióxido de carbono disuelto modifica la química del agua y genera bicarbonato, favoreciendo la movilización del uranio.
Este sistema resulta especialmente relevante para determinados depósitos sedimentarios de uranio alojados en areniscas, donde la permeabilidad permite que las soluciones circulen entre pozos de inyección y recuperación.
La técnica ya tiene aplicaciones en depósitos ricos en carbonatos en Wyoming, Estados Unidos, mientras China también ha desarrollado y desplegado tecnologías de lixiviación neutra mediante CO₂ y O₂ para depósitos de uranio en areniscas.
El interés científico ahora está en aprovechar esa experiencia para avanzar hacia una segunda etapa: usar fluidos enriquecidos con CO₂ para movilizar otros metales y, simultáneamente, favorecer el almacenamiento permanente de carbono dentro de las formaciones geológicas.
Níquel y cobalto aparecen entre los principales objetivos
Uno de los escenarios considerados más atractivos corresponde a rocas máficas y ultramáficas, como peridotitas, serpentinitas y basaltos.
Estas formaciones contienen minerales ricos en magnesio y hierro y pueden hospedar concentraciones de níquel, cobalto, cobre y elementos del grupo del platino.
En este caso, el concepto ha sido denominado recuperación mineral mejorada con CO₂, o CO₂-EMR. La idea consiste en hacer circular fluidos ricos en dióxido de carbono para provocar reacciones entre el fluido y los minerales de la roca.
El proceso puede liberar metales como níquel y cobalto hacia la solución mientras parte del magnesio y hierro disponible reacciona con el CO₂ para formar minerales carbonatados estables.
Los experimentos de laboratorio descritos para este enfoque han alcanzado recuperaciones cercanas al 90% para níquel y cobalto bajo determinadas condiciones y utilizando agentes complejantes destinados a mantener selectivamente esos metales en solución.
Se trata, sin embargo, de resultados experimentales y no de recuperaciones demostradas a escala comercial. El desafío central continúa siendo trasladar la química observada en laboratorio hacia grandes volúmenes de roca bajo condiciones geológicas reales.
Recuperar metales y almacenar CO₂
El componente que distingue esta línea tecnológica de otras formas de lixiviación in situ es la posibilidad de combinar recuperación mineral con mineralización de carbono.
Las rocas ultramáficas poseen una elevada capacidad para reaccionar con CO₂ debido a su contenido de magnesio y hierro. Bajo condiciones adecuadas, una fracción del dióxido de carbono inyectado puede terminar incorporada en minerales carbonatados estables.
Modelaciones citadas en esta línea de investigación muestran la magnitud teórica del concepto. En un escenario hipotético de 1 kilómetro cúbico de roca rica en olivino, reaccionar apenas el 5% del volumen podría permitir recuperar aproximadamente 500.000 toneladas de níquel y 21.000 toneladas de cobalto, junto con almacenar del orden de 100 millones de toneladas de CO₂.
Estas cifras corresponden a un escenario conceptual y no representan la producción proyectada de un yacimiento específico. Su relevancia está en mostrar la escala potencial que podría alcanzar el proceso si logra demostrar viabilidad técnica, hidrogeológica y económica en terreno.
Tierras raras plantean un desafío mayor
La tecnología también está siendo considerada para sistemas geológicos ricos en carbonatos que pueden contener tierras raras, niobio, cobre, cobalto y zinc.
Los carbonatitos son particularmente interesantes por su potencial para hospedar recursos relevantes de elementos de tierras raras. Sin embargo, presentan dificultades químicas que todavía deben resolverse.
Los fluidos enriquecidos con CO₂ pueden disolver con relativa facilidad parte de la roca carbonatada, aumentando la porosidad y potencialmente facilitando el acceso hacia las zonas mineralizadas. El problema es que minerales portadores de tierras raras como la bastnasita y la monacita pueden mostrar mayor resistencia frente al ácido carbónico débil generado por el CO₂ disuelto.
Eso significa que aumentar simplemente la cantidad de dióxido de carbono no garantiza una recuperación eficiente de tierras raras.
Una alternativa investigada consiste en incorporar agentes complejantes u otros mecanismos químicos capaces de mejorar la selectividad del proceso.
Menos movimiento de roca cambia la ecuación minera
La principal ventaja potencial de la recuperación in situ está relacionada con la reducción de operaciones físicas intensivas.
Una mina convencional requiere remover mineral y estéril, utilizar equipos de carguío y transporte y, posteriormente, reducir el tamaño de las partículas mediante chancado y molienda antes de completar la concentración o extracción metalúrgica.
La lixiviación in situ intenta realizar una parte de ese proceso dentro del propio depósito.
En formaciones geológicas compatibles, esto podría disminuir la generación de material estéril y reducir la superficie directamente intervenida. También podría modificar la estructura de costos de depósitos de baja ley que actualmente no justifican una explotación convencional.
Pero la geología impone límites importantes. La permeabilidad debe permitir la circulación controlada de los fluidos y el sistema hidrogeológico necesita condiciones que hagan posible recuperar las soluciones sin una migración no controlada hacia otras unidades.
También existe riesgo de precipitación de minerales secundarios. Las mismas reacciones capaces de capturar CO₂ pueden generar carbonatos que obstruyan poros y fracturas, disminuyendo progresivamente la permeabilidad del depósito.
El salto hacia escala de terreno será decisivo
El desafío ahora es conectar los resultados de laboratorio con demostraciones a escala de campo.
La experiencia acumulada por la minería del uranio demuestra que la recuperación mediante pozos puede operar industrialmente cuando coinciden mineralogía, permeabilidad, hidrogeología y química adecuadas. La incógnita es hasta qué punto esa plataforma tecnológica puede trasladarse hacia depósitos de níquel, cobalto, cobre, elementos del grupo del platino y eventualmente tierras raras.
Para la industria minera, el interés va más allá de desarrollar un nuevo reactivo de lixiviación. La investigación plantea una configuración distinta de explotación: recuperar parte del valor mineral sin trasladar físicamente todo el volumen de roca hasta superficie y utilizar las propias reacciones mineralógicas del yacimiento para inmovilizar una fracción del CO₂.
Su aplicación comercial dependerá de demostrar recuperación selectiva de metales, control de los fluidos, estabilidad de la permeabilidad, protección de aguas subterráneas y una economía competitiva frente a los métodos convencionales.
Si esas condiciones pueden resolverse a escala industrial, la experiencia del uranio podría convertirse en el punto de partida para una nueva generación de tecnologías de recuperación in situ aplicadas a minerales críticos.
