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Última actualizaciónMar, 16 Abr 2024 10am

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Un método encapsula residuos mineros tóxicos en cemento apto para rellenar minas

Un trabajo demuestra el potencial de la encapsulación en cemento para gestionar residuos mineros que contienen antimonio, un contaminante tóxico considerado prioritario por la Unión Europea. Se ha conseguido convertir ese residuo tóxico en uno no tóxico y apto para rellenar minas.

Una explotación minera de antimonio. Imagen: IRNASA/CSICUn equipo de investigadores liderado por el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA-CSIC), ha mostrado el potencial de la encapsulación en cemento para gestionar residuos mineros que contienen antimonio, un elemento tóxico que es considerado contaminante prioritario por la Unión Europea debido a los importantes problemas ambientales y de salud que puede ocasionar. En la investigación publicada en la revista Journal of Cleaner Production, también han participado la Universidad de Salamanca, la Universidad de Extremadura y la Universidad de Lorraine (Francia).

El antimonio es un elemento químico de gran valor que se utiliza en la fabricación de multitud de productos, desde teléfonos móviles hasta vidrio. Por eso, su producción, lejos de disminuir, irá en aumento en las próximas décadas. Actualmente, el principal productor a nivel mundial es China. “En España, aunque su explotación tuvo lugar entre los años 40 y 80 del siglo pasado, los residuos generados no se han gestionado adecuadamente y se mantienen depositados en el entorno”, precisa Esther Álvarez Ayuso, científica del IRNASA.

Existe una creciente preocupación por la amplia distribución del antimonio en el medio ambiente. De hecho, la estibina, que es el mineral más importante y la principal fuente comercial de antimonio, se oxida con suma facilidad y puede liberar antimonio que, por encima de ciertas concentraciones, puede contaminar suelos y aguas, causar efectos tóxicos en plantas, acumularse en ellas y transferirse a través de la cadena trófica, amenazando la salud humana y de los ecosistemas. El antimonio está en la Lista de contaminantes prioritarios a controlar (Priority Pollutant List) de la Unión Europea.

Para dar una solución a esta problemática, el equipo de investigadores trabaja en el desarrollo de métodos para impedir o minimizar la dispersión de este elemento tóxico. Uno de ellos es la encapsulación en cemento que, si bien no es una técnica nueva, apenas se ha explorado para el tratamiento de residuos con presencia de antimonio.

La encapsulación en cemento “es una técnica económica y se ha aplicado ya con éxito para el tratamiento de otros elementos que presentan un comportamiento geoquímico similar. Además, permite diferentes opciones de gestión de los materiales que se generan tras el proceso de cementación”, explica la investigadora del IRNASA.

El equipo sometió los residuos a distintos procesos de cementación en el laboratorio, utilizando cemento Portland e hidróxido de calcio como aglomerante, en diferentes proporciones, determinando las condiciones óptimas. “Hemos conseguido que estos residuos, que eran caracterizados como tóxicos y ni siquiera eran admisibles en vertederos de residuos peligrosos debido a su elevada lixiviación de antimonio, se conviertan en residuos no tóxicos y sean aceptados en vertederos controlados”, subraya la investigadora.

Para su aplicación como sustitutos de agregados naturales en construcción, el método podría aplicarse a residuos con otros elementos tóxicos siempre y cuando cumplan los requisitos de lixiviación correspondientes

Los estudios de encapsulación de los residuos mineros se han llevado a cabo a nivel de laboratorio. “A continuación”, añade Esther Álvarez Ayuso, “es necesario abordar los mismos a escala piloto para establecer su comportamiento bajo condiciones ambientales y definir las formulaciones óptimas como paso previo a su aplicación”.

Este método puede ser aplicado por las propias empresas mineras, las cuales podrían llevar a cabo el tratamiento de encapsulación destinado a generar el material para el relleno de minas o los servicios de ingeniería geológica y minera con las que cuenten o colaboren.

La práctica del relleno de minas es habitual y forma parte del proceso minero. Uno de los puntos fuertes de este trabajo es que comprueba que el material resultante cumple con los valores de resistencia a la compresión requeridos

Pero no es la única salida que ofrece a los residuos este trabajo. Se ha observado que algunos de los residuos mineros estudiados tienen un gran potencial para ser empleados como sustitutos de agregados naturales en materiales de construcción.

Así, con este método “estaríamos consiguiendo el tratamiento de los residuos, evitando la contaminación del medio ambiente y a su vez reutilizarlos, preservando los recursos naturales, lo que es muy interesante desde el punto de vista de la economía circular”, destaca Álvarez Ayuso.

Respecto a su aplicación como sustitutos de agregados naturales en materiales de construcción, podría ser extensible a residuos mineros con presencia de otros elementos tóxicos siempre y cuando se cumplan los correspondientes requisitos de lixiviación.


Referencia científica: 
E. Álvarez-Ayuso, A. Murciego, M.A. Rodríguez, R. Mosser-Ruck. Cement encapsulation processes to mitigate the risks posed by different types of antimony-bearing mine waste. Journal of Cleaner Production. DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.133671