Cuando una planta concentradora procesa millones de toneladas de mineral, solo una fracción termina convertida en concentrado de cobre. El resto continúa su recorrido transformado en una mezcla de roca finamente molida y agua que debe ser manejada durante décadas: los relaves.
Una tonelada de mineral con una ley de cobre de 1% contiene, antes del procesamiento y las pérdidas propias de cualquier proceso industrial, unos 10 kilogramos de cobre. El dato ayuda a entender una de las características fundamentales de la minería moderna: para recuperar cantidades relativamente pequeñas de metal es necesario mover, triturar y procesar enormes volúmenes de roca.
Una vez separado el cobre, la mayor parte de esa masa mineral no desaparece. Tampoco vuelve a convertirse simplemente en las piedras que ingresaron a la planta. Después del chancado, la molienda y la flotación, queda reducida a partículas extremadamente pequeñas y mezclada con agua.
Ese material recibe un nombre conocido en cualquier gran operación de cobre: relave.
Pero detrás de esa palabra existe todo un sistema de ingeniería. Transportarlo, recuperar parte del agua que contiene, mantenerlo estable y almacenarlo de manera segura puede convertirse en una operación tan importante como procesar el mineral que entra a la concentradora.
Todo comienza convirtiendo enormes rocas en partículas diminutas
Para entender cómo nace un relave hay que seguir el recorrido del mineral desde que sale de la mina.
Después de una tronadura, palas y equipos de carguío recogen el material mineralizado y lo transportan hacia instalaciones de chancado. Allí las rocas son fragmentadas progresivamente antes de entrar a los molinos de la planta concentradora.
En la molienda ocurre una transformación radical. Molinos SAG y molinos de bolas reducen el material hasta tamaños que pueden estar en el orden de décimas de milímetro, dependiendo del mineral y del diseño de cada planta. Lo que alguna vez fue una roca termina convertido prácticamente en partículas minerales suspendidas en agua.
Hay una razón para gastar tanta energía en triturarla.
El cobre no suele encontrarse como una gran masa metálica fácilmente separable. Está contenido en minerales que se encuentran distribuidos dentro de la roca junto con cuarzo, feldespatos y muchas otras especies minerales sin interés económico inmediato.
Para recuperar el cobre es necesario liberar esas pequeñas partículas minerales del material que las rodea.
Mientras más adecuada sea esa liberación, mejores condiciones existen para separarlas posteriormente.
Las burbujas que separan el cobre de la roca
El material molido se mezcla con agua formando una pulpa que posteriormente entra al circuito de flotación.
Aquí ocurre uno de los procesos más característicos de una concentradora.
Mediante reactivos y aire se modifican las propiedades superficiales de determinados minerales. En términos simples, las partículas que contienen sulfuros de cobre pueden adherirse selectivamente a burbujas de aire que ascienden dentro de enormes celdas de flotación.
En la superficie se forma una espuma enriquecida con las especies minerales de interés. Esa espuma es recuperada, concentrada y sometida a nuevas etapas de procesamiento hasta producir un concentrado de cobre, cuya ley puede alcanzar varias decenas de puntos porcentuales, muy superior a la del mineral que originalmente salió de la mina.
Pero debajo de esa espuma queda prácticamente toda la otra roca que entró al proceso.
Ya no tiene la apariencia original. Ha sido triturada, molida, mezclada con agua y sometida a separación mineral.
Ese material es el que terminará formando el relave.
El relave es, esencialmente, la roca que no viajó con el concentrado
Una forma sencilla de imaginarlo es pensar en una concentradora como una gigantesca instalación de separación.
Por un lado sale una corriente relativamente pequeña y enriquecida en minerales de cobre: el concentrado.
Por otro aparece una corriente muchísimo mayor de partículas minerales con una concentración de cobre demasiado baja para continuar por el mismo circuito: el relave.
Eso no significa que absolutamente todo el cobre haya sido recuperado. Ninguna planta concentradora alcanza una recuperación del 100%, por lo que una fracción del metal puede permanecer en los relaves. La cantidad depende de la mineralogía, la ley de alimentación, la tecnología utilizada y la eficiencia metalúrgica de cada operación.
Además, los relaves pueden contener otros minerales y elementos presentes naturalmente en la roca original.
Por eso su composición no es idéntica en todas las minas.
Tampoco debe confundirse un relave con el estéril de mina. El estéril corresponde generalmente a roca extraída durante la explotación que no posee una concentración suficiente de mineral para ser enviada a la planta y que suele depositarse en botaderos. El relave, en cambio, ya pasó por un proceso de molienda y concentración.
Existe otra distinción importante. En operaciones que procesan minerales oxidados mediante lixiviación, el material residual puede quedar como ripio de lixiviación. Los relaves están estrechamente asociados, en la minería del cobre, al tratamiento de minerales sulfurados mediante concentración y flotación.
¿Cómo se transporta una montaña de roca convertida en pulpa?
Cuando abandona la concentradora, el relave puede contener una cantidad considerable de agua.
Eso permite moverlo mediante sistemas hidráulicos, utilizando tuberías, canales, bombas y relaveductos hasta las instalaciones destinadas a su almacenamiento.
Antes o durante ese recorrido pueden emplearse espesadores para retirar parte del agua. En estas enormes estructuras, los sólidos sedimentan mientras una fracción del líquido puede recuperarse y regresar al proceso industrial.
La recuperación de agua es especialmente importante en Chile.
Muchas de las mayores operaciones cupríferas se encuentran en territorios extremadamente áridos del norte del país, donde cada metro cúbico recuperado puede reducir la cantidad de agua que debe incorporarse nuevamente al circuito.
Una parte importante de la ingeniería moderna de relaves, por eso, no consiste solamente en decidir dónde colocar los sólidos. También busca separar y recuperar la mayor cantidad de agua técnicamente posible.
De una pulpa líquida a enormes depósitos de ingeniería
No todos los relaves se almacenan de la misma manera.
El método depende de factores como la topografía, clima, disponibilidad de agua, características geotécnicas del material, capacidad de procesamiento de la mina, distancia desde la planta y condiciones sísmicas.
En un sistema convencional, el relave puede llegar al depósito como una pulpa y distribuirse dentro de una instalación especialmente diseñada. A medida que los sólidos sedimentan, el agua que permanece en superficie puede ser recuperada y recirculada.
Otra posibilidad son los relaves espesados, donde previamente se extrae una mayor proporción de agua, obteniendo una pulpa de mayor densidad.
Más allá se encuentran los relaves filtrados, que pasan por equipos capaces de retirar todavía más líquido. El resultado es un material húmedo que puede ser transportado mediante correas, camiones u otros equipos y colocado de manera controlada.
También existen relaves en pasta, con una consistencia mucho más espesa que una pulpa convencional.
Cada alternativa tiene ventajas, limitaciones, requerimientos energéticos y costos diferentes. No existe una única solución apropiada para todas las faenas.
El desafío no termina cuando deja de producirse cobre
Un depósito de relaves no es simplemente un lugar donde descargar residuos mineros.
Es una obra de ingeniería que debe mantenerse estable durante su operación, cierre y período posterior al cierre.
Esto adquiere especial relevancia en Chile debido a la combinación de gran minería, geografía montañosa y alta actividad sísmica. El diseño debe considerar variables geotécnicas, hidrológicas y sísmicas, además del comportamiento del material depositado y del agua contenida en él.
La instrumentación permite controlar parámetros relacionados con estabilidad, niveles de agua, presión y otras condiciones de operación. Los sistemas de drenaje, recuperación de aguas y monitoreo forman parte de la infraestructura necesaria para mantener el comportamiento esperado del depósito.
La gestión química también es relevante.
Aunque un relave está formado principalmente por roca molida y agua, su comportamiento ambiental depende de la mineralogía y de las condiciones a las que quede expuesto. Determinados minerales sulfurados pueden reaccionar con agua y oxígeno y favorecer procesos de generación de drenaje ácido, mientras algunos elementos presentes naturalmente en la roca pueden movilizarse bajo determinadas condiciones.
Por eso dos depósitos de relaves no necesariamente presentan las mismas características ni los mismos riesgos.
Chile y una herencia minera que sigue sobre la superficie
Más de un siglo de minería industrial ha dejado numerosos depósitos distribuidos especialmente en regiones históricamente mineras como Coquimbo, Atacama, Valparaíso, Antofagasta y O'Higgins.
El catastro nacional administrado por Sernageomin ha registrado cerca de 800 depósitos de relaves en el territorio chileno, incluyendo instalaciones activas, inactivas, abandonadas y otras en distintas situaciones administrativas.
La cifra refleja algo más profundo que un desafío ambiental.
También muestra la enorme cantidad de material que ha debido procesarse para construir la industria minera que convirtió a Chile en el principal productor mundial de cobre.
Y esos depósitos están comenzando a ser observados también desde otra perspectiva.
¿Podrían los relaves convertirse nuevamente en mineral?
La respuesta, en algunos casos, es sí.
Los relaves fueron procesados utilizando la tecnología y las condiciones económicas disponibles en el momento en que fueron generados. Un depósito producido décadas atrás puede conservar cantidades de cobre u otros elementos que en ese período no resultaba económico recuperar.
Los avances en procesamiento, sensores, caracterización mineralógica y recuperación metalúrgica han impulsado estudios destinados a determinar si ciertos depósitos podrían reprocesarse.
Sin embargo, encontrar cobre dentro de un relave no significa automáticamente que exista un nuevo yacimiento económicamente explotable.
Es necesario conocer su volumen, leyes, mineralogía, distribución de elementos, comportamiento geotécnico, consumo de energía y agua, costos de procesamiento y posibles impactos ambientales. Solo después de esas evaluaciones puede establecerse si recuperar esos minerales tiene sentido técnico y económico.
En algunos casos, incluso podría existir una doble oportunidad: recuperar elementos de valor y al mismo tiempo reducir o transformar un pasivo minero antiguo.
La roca nunca desaparece
El cobre que vemos en cables eléctricos, motores, edificios, computadores o sistemas de energías renovables representa apenas una pequeña parte del material que fue necesario extraer desde la corteza terrestre.
Detrás de cada tonelada de concentrado existe una cantidad mucho mayor de roca que fue chancada y molida para liberar esos minerales.
Una fracción seguirá su viaje hacia fundiciones y refinerías.
La otra permanecerá en instalaciones construidas para almacenarla y controlarla durante períodos mucho más largos que la propia vida productiva de una mina.
Los relaves son, en ese sentido, la huella física de la concentración del cobre: millones de toneladas de roca convertidas en partículas diminutas después de separar de ellas una pequeña porción de los minerales que hicieron económicamente posible extraerlas.
Y mientras las leyes minerales disminuyen y la minería necesita procesar mayores cantidades de material para producir el mismo metal, entender qué hacer con esa enorme corriente de roca residual será cada vez más importante para el futuro de la minería chilena.
