Biolixiviación in situ, el sistema de minería 'quirúrgica' con bacterías que promueve Audi

Las materias primas metálicas son básicas, aunque también agotables, para el desarrollo de muchas tecnologías necesarias en el futuro, incluyendo la electromovilidad. Los metales de alta tecnología como el indio, el germanio, el cobalto, el litio o las tierras raras figuran entre las materias primas consideradas como críticas por la Unión Europea en 2020; cuyo listado de metales con un gran impacto en la economía, y que corren un alto riesgo de sufrir incidencias en el suministro, pretende facilitar las negociaciones de acuerdos comerciales, así como impulsar la investigación, la innovación y la adquisición de forma sostenible.

Y es que gran parte de las principales materias primas están concentradas en unos pocos países del mundo, resultando desigual su distribución geográfica y complicado su acceso. Además, en algunos casos se encuentran en cantidades tan pequeñas que su extracción no es rentable; o sí lo es pero a cambio de emprender actividades mineras con un impacto grave en el entorno de la explotación. Todas estas han sido las razones que llevaron a la Fundación para el Medioambiente de Audi, junto con el Instituto de Ingeniería de Procesos Térmicos, Medioambientales y de Recursos de la Universidad de Minería y Tecnología de Freiberg, a investigar sobre métodos de extracción alternativos, como el proyecto que ahora acaban de concluir tras dos años, destinado a hacer más sostenible la minería. Dos años en los que los investigadores llevaron a la práctica la teoría, primero en el laboratorio y después en el subsuelo, pues se buscaron entornos operativos reales y una mina sirvió como zona de experimentación.

Respetuoso con el medioambiente

El objetivo perseguido era extraer materias primas de alta tecnología de los minerales sin afectar al entorno con perforaciones o voladuras a gran escala. A diferencia de la extracción de minerales convencional, aquí se valen de métodos microinvasivos, similares a las prácticas quirúrgicas modernas. Esto conlleva varias ventajas, según sus promotores, como prescindir de maquinaria pesada o requerir mucha menos energía y menos productos químicos. ''El proceso es innovador y respetuoso con el medioambiente, ya que se evitan en gran medida las grandes actividades mineras y se pueden extraer incluso pequeñas cantidades de mineral'', explica Rüdiger Recknagel, director de la Fundación para el Medioambiente de Audi.

El proceso, conocido como biolixiviación in situ, fue perfeccionado en el laboratorio antes de probarlo bajo condiciones reales en la mina de investigación de la Universidad de Minería y Tecnología de Freiberg. El proceso comienza con perforaciones bajo tierra realizadas directamente en la veta del mineral para practicar pequeños orificios. La lixiviación permite disolver los elementos a extraer directamente del mineral, con la ayuda de microorganismos que ya están presentes en la mina, lo que convierte a las bacterias en 'pequeños mineros' que ayudan a transferir los iones metálicos a una solución. Los expertos combinan este paso con un tratamiento directo con membranas en dos fases, y como se trabaja in situ, no hay costes de transporte ni caras inversiones en logística. Tras esto, la planta separa los microorganismos y los devuelve al proceso de lixiviación siguiendo el espíritu de la economía circular.

El objetivo concreto del proceso ensayado era separar y enriquecer el indio y el germanio de una mezcla multicomponente. Estos dos metales estratégicos son necesarios para la fabricación de una serie de productos de última tecnología, como pantallas planas, displays táctiles, sistemas de navegación, tecnología de fibra óptica, semiconductores de ordenador o sistemas fotovoltaicos.

Para saber cómo funcionaría el método a una profundidad de 147 metros, en condiciones de más del 90% de humedad y con goteo de agua ácida a diez grados centígrados, realizaron distintas pruebas que demostraron su eficacia. ''Ajustamos la presión, el caudal y los procesos de purificación para mejorar significativamente la separación'', afirma Roland Haseneder, del Instituto de Ingeniería de Procesos Térmicos, Medioambientales y de Recursos, quien confirma que la eficacia de la separación del germanio aumentó un 20% en comparación con los experimentos en laboratorio.

En el futuro, este proceso de extracción sostenible se utilizará también en otros yacimientos para distintos elementos, como el cobalto. El proceso resulta especialmente adecuado para la extracción de materiales valiosos, minerales con una baja concentración de estos elementos y materias primas secundarias, así como para su uso en yacimientos mineros utilizando la infraestructura ya existente; además de abrir la puerta a otros campos, como la minería urbana. El objetivo final es implantar la minería microinvasiva en todo el mundo; y, de hecho, la Universidad de Minería y Tecnología de Freiberg ha iniciado el proceso de búsqueda de socios para la aplicación de esta tecnología en otros emplazamientos.