¿Qué es el “oro azul”, del que Chile podría convertirse en el segundo productor mundial?

El mineral que podría reposicionar al país como un sitio clave para el desarrollo mundial. ¿De qué se trata este “oro azul” que Chile tiene un potencial de producción de hasta 15.000 toneladas anuales? No solo la demanda por litio está creciendo impulsada por el auge de la electromovilidad. A este se suman otros elementos críticos para la transición energética, entre los que se cuenta el cobalto. Nuestro país tiene cantidades importantes de este metal en sus relaves mineros, las cuales le permitirían convertirse en el segundo productor a nivel mundial.

Esta materia prima, también denominada oro azul, es indispensable para la fabricación de baterías de ion litio en vehículos eléctricos, pues prolonga su duración, permite reducir su tamaño y evita que se sobrecalienten.

Podemos considerar al cobalto como uno de los metales más importantes del mundo actual. De hecho, junto con el coltán son algunos de los minerales más codiciados para la fabricación de muchos dispositivos electrónicos del presente y del futuro. Es por ello que muchas empresas que compiten dentro del sector tecnológico tienen sus ojos puestos en las reservas de este material tan indispensable.

Cuando buscamos el cobalto en la tabla periódica lo encontramos bajo el símbolo Co y veremos que presenta un número atómico de 27. Tanto el cobalto como sus aleaciones tienen una propiedad muy interesante frente al resto de metales: su elevada resistencia frente al desgaste y la corrosión, aunque se encuentre a temperaturas elevadas. Además, otra de las propiedades del cobalto es su dureza y resistencia a la tensión, lo que hace que sea muy utilizado para la producción de maquinaria industrial.

Aunque el cobalto puede tener 22 isótopos, tan solo tiene un isótopo estable, es decir, el resto se trata de isotopos radiactivos. Su isotopo más estable se conoce como Co-59 y se extrae de forma natural. Cuando los átomos del Co-59 se exponen a un flujo de neutrones, se producen reacciones nucleares, transformando el Co-59 en Co-60.

El cobalto es un metal ferromagnético y, por lo tanto, tiene propiedades magnéticas parecidas a las del hierro y el níquel. Normalmente se suelen observar trazas de cobalto en muchos minerales que también contienen níquel.

Se suele hallar dispersado en pequeñas cantidades en un sinfín de objetos naturales. Hablamos, por ejemplo, de estrellas, plantas y animales, entre otros. Sin embargo, la mayor cantidad de reservas del cobalto se extrae, según el Instituto de Desarrollo del Cobalto (CDI), de las minas de la República Democrática del Congo.Como curiosidad, este mismo país también posee las mayores reservas de coltán, cobre y níquel del mundo.

Las propiedades del cobalto resultan de gran interés para muchos sectores industriales. Para empezar, se utiliza para la producción de maquinaria industrial. Sin embargo, sus usos no terminan ahí. Destaca sobre todo uno de sus isótopos radioactivos, conocido como cobalto-60, el cual se utiliza en radioterapia para tratar algunos tipos de cáncer.

Además, el cobalto tiene un papel muy importante en la producción de dispositivos electrónicos que utilizamos diariamente, como es el caso de los smartphones, tablets o notebooks. La función del cobalto en la electrónica es tratar de incrementar el rendimiento del litio en las baterías y, como resultado, aumentar la autonomía de los dispositivos electrónicos.

Incluso, los animales y los humanos necesitamos una cantidad pequeña de cobalto para realizar nuestras actividades cotidianas. Por ejemplo, al ser un componente de la vitamina B12 ayuda al organismo a producir glóbulos rojos.

Sin embargo y a pesar de las propiedades del cobalto tan interesantes, este elemento químico también puede ser peligroso. La intoxicación por cobalto puede llegar a ocurrir en caso de estar en contacto con cantidades concentradas de este metal. Por eso es tan importante que las personas que trabajen con cobalto hagan uso de las medidas de protección adecuadas

Uno de los compuestos más interesantes que forma este minera es el cloruro de cobalto. Con fórmula CoCl2, es un compuesto inorgánico de cobalto y cloro que se presenta en forma de polvo. Entre sus propiedades encontramos que es un buen absorbente de amoníaco, es magnético, duro y con cierto grado de ductilidad. El cloruro de cobalto es de color rojo-violeta cuando está hidratado pero, cuando se elimina el agua, se vuelve azul. Esto se debe a que cambia su número de coordinación.

Este compuesto tiene dos grandes usos. Por un lado, en la síntesis orgánica y, por otro lado, para mejorar las propiedades superficiales de otros metales. Además, es ampliamente usado para fabricar vidrio, porcelana, esmaltes y para mejorar algunas propiedades mecánicas de polímeros logrando una mejor resistencia y flexibilidad. Otra de sus aplicaciones, debido a la propiedad de hidratación/deshidratación y los cambios de color, es su utilización en cromatografías.

Actualmente el principal productor mundial de cobalto es la República Democrática del Congo, con 145.000 toneladas métricas producidas en 2022, según el Cobalt Institute. Le sigue a gran distancia Indonesia, con una cifra cercana a 9.500 toneladas métricas. “Solo extrayendo el cobalto que está en los relaves, Chile podría desplazar a Indonesia convirtiéndose en el segundo productor mundial”, señala Pilar Parada, directora del Centro de Biotecnología de Sistemas de la Universidad Andrés Bello (CSB UNAB).

Así lo determinó un estudio realizado para Corfo y Sernageomin por Brian Townley, investigador del Centro Avanzado de Tecnología para la Minería de la Universidad de Chile (AMTC-UChile). A mediano plazo, Chile tiene el potencial de producir 15.000 toneladas anuales de cobalto desde sus relaves, con la ventaja adicional de poder obtenerlo en forma más limpia, con menor impacto ambiental y costos de producción más bajos, según esta investigación.

Esta es la apuesta de uno de los 10 proyectos IDeA Tecnologías Avanzadas 2023 (parte del programa Desarrollo Productivo Sostenible de la Subsecretaría de Economía) que la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) acaba de adjudicar a CSB UNAB, como institución principal, y a AMTC UChile, como institución secundaria, las cuales buscan a través de la biotecnología reprocesar los relaves y recuperar desde ahí el cobalto.

De esta forma, la producción de este metal permitirá también reducir el riesgo ambiental que hoy representan los depósitos de relaves mineros, 86% de los cuales está abandonado o inactivo, de acuerdo con un catastro hecho en 2022 por Sernageomin. Además, significaría recursos adicionales para el país, ya que –según el proyecto– a un precio promedio de US$44.700 la tonelada, la producción que se podría lograr, sumando la producción desde relaves y minas, reportaría un ingreso anual al país de alrededor de US$1.118 millones.

“Avanzar en el camino hacia un ‘cobalto verde’ representa no solo una oportunidad económica, sino un paso audaz hacia un futuro más limpio y socialmente responsable, donde la prosperidad económica se funde con la protección del medioambiente y el bienestar de nuestra sociedad”, detalla Parada, directora del proyecto.

Townley, director alterno del proyecto, indica que “esto representa además una oportunidad para diversificar la economía, atraer inversión extranjera y promover la adopción de tecnologías más limpias y sostenibles”.

En el ámbito social, agrega el también investigador de los departamentos de Geología e Ingeniería de Minas de la Universidad de Chile, “podría mejorar la calidad de vida de las comunidades locales donde este se explote, al crear empleos, desarrollo de capital humano especializado y mejoras en infraestructura y servicios básicos”.

Método busca obtener “cobalto verde” con bajos impactos medioambientales

Según proyecciones de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), las necesidades de cobalto a nivel mundial aumentarán en 207% entre 2022 y 2050. El proyecto de biominería busca obtener cobalto mediante la biolixiviación, que es un método que emplea microorganismos especializados, capaces de solubilizar minerales como la pirita, a la que se encuentra asociado el cobalto en relaves.

“Las bacterias que se emplean para obtener cobalto retiran del medioambiente la pirita, un mineral que se oxida en contacto con aguas lluvias y aire generando ácido sulfúrico que contamina aguas de napas subterráneas y de terrenos agrícolas y que puede desestabilizar los tranques de relave, con el riesgo de derrames que en otros países han sido fatales”, explica Parada, doctora en Microbiología, y quien es coautora de 176 patentes relacionadas con el uso de microorganismos biomineros para extraer cobre de manera eficiente y a bajo costo a partir de minerales de baja ley.

Así, la eliminación de la pirita se convierte en uno de los aspectos ambientales más positivos del proyecto, que de paso crea una economía circular, pues se valorizan desechos de la minería del cobre. A esto se suma una recuperación más eficiente, ahorros en el costo directo que implica la extracción desde una mina y mayor pureza del producto final, con un menor consumo de energía y emisión de gases de efecto invernadero.

En Chile actualmente hay 764 depósitos de relaves, los de mayor concentración de cobalto y que tiene mayor potencial para el proyecto de biominería se ubican en las regiones de Atacama y Coquimbo, que corresponden a yacimientos del tipo IOCG (óxidos hierro-cobre-oro). Adicional al cobalto que se puede obtener de estos depósitos, el país podría alcanzar una producción total de 25.000 toneladas al año si se incluyera la explotación primaria desde yacimientos de cobre y cobalto que hay en esas regiones.

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