Ya pasó el tiempo en que los mineros, arriando una mula con sus herramientas, buscaban pepitas de oro. Otros instalados en la orilla de un riachuelo, lavaban arenas auríferas, obteniendo un gramo de oro durante todo un día (De Nuevo Brilla el Oro en Copiapó). Ahora el desafío de la minería está en extraer granitos microscópicos de oro contenidos en una tonelada de roca, la que hay que moler para lograr 4 a 6 gramos de oro.

Para encontrar los valiosos granos se requiere de enormes instalaciones, con grandes molinos que muelen la roca hasta lograr hacerla polvo. Grandes construcciones de 12 metros de largo, pueden procesar hasta 250.000 toneladas al día. El problema está en que ello significa un tremendo consumo de energía, con un altísimo costo.

Todos piensan que se podría mejorar mucho el proceso, ya que el sistema de molinos es increíblemente ineficiente. La mayor parte de la energía se pierde como ruido y calor, generados por los cilindros o las bolas, al moler el mineral. Sólo un escaso 1% de la energía es la que finalmente va a fracturar la roca hasta el grado de llegar a exponer el deseado metal para su extracción. Mientras más mineral se explota en el mundo, más difícil y costosa se está haciendo la extracción, dado que se van agotando las minas de mejor ley. Ello obliga a buscar nuevas tecnologías que cada vez optimicen más el proceso.

Por décadas los investigadores han estado preocupados de desarrollar métodos que faciliten las cosas. Han ensayado calentar el material o bombardearlo con ondas de sonido, que a nivel piloto parecen promisorios, pero trasladados a la etapa comercial, terminan por ser de mayor costo energético que los métodos convencionales.

En el año 1984, Tzong Chen de las minas Canmet del gobierno de Canadá, junto con investigadores del Mineral Sciences Laboratories en Ottawa, sugirieron por primera vez la idea que las microondas podrían ser una alternativa. Mientras el calentamiento eleva la temperatura de toda la roca, los investigadores pensaron que podrían, mediante la microonda, focalizar el calor hacia el mineral de interés. Pensaban que los granos, al calentarse y expandirse, fracturarían la roca a lo largo de los bordes entre los diferentes materiales, haciendo más fácil la liberación del valioso mineral contenido en el interior. Según ellos, el requerimiento energético dependería de las propiedades dieléctricas del material, una medida de la capacidad de convertir la energía de microondas en calor.

Chen y sus colaboradores notaron que muchos de los minerales comercialmente importantes, como óxidos o sulfatos de metal, se logran calentar fuertemente, mientras que el material que los rodea, es relativamente transparente a las microondas.

En base a esta teoría, Sam Kingman, de la Universidad de Nottingham en Inglaterra, comenzó a someter rocas en un microonda doméstico. Sus hallazgos confirmaron que éstas podían realmente quebrar las estructuras del mineral, pero para ello necesitaba 20 kilowatts-hora de energía para tratar una tonelada de roca. Con ello sólo se conseguía moler la roca, pero no separar el mineral, lo que en definitiva resultaba antieconómico.

Se dio cuenta que sometiendo la roca a la acción de microondas, ésta se calentaba en forma irregular e impredecible, dejando zonas de calor o frío. Ello no es un problema para calentar un alimento, pero sí resultaba ineficiente para la roca de mineral. Kingman y sus colaboradores se dieron cuenta que necesitaban rediseñar la cavidad del microonda, de modo que estas entraran por delante y por atrás para que se reforzaran unas con otras sobre un punto. La idea era que las microondas se enfocaran de distintos lados en un punto central, de modo que al pasar la roca por ese punto, alcanzara un alto grado de calor.

Al experimentar con estas modificaciones, Kingman se dio cuenta que no necesitaría una elevación masiva de la temperatura para lograr micro fracturar la roca a lo largo del borde de los granos. Ello se podría lograr aplicando una diferencia de unos pocos grados de temperatura en los bordes, y con una exposición de no más de unos microsegundos.

En la actualidad los investigadores han logrado su objetivo, exponiendo la roca a poderosos golpes de microondas que provienen de todas partes, Al concentrarse la acción en un punto, mejoran la eficiencia del proceso. "Hemos disminuido la cantidad de energía que estábamos usando, de 20 kilowatts-hora a 0.4 kilowatts-hora por tonelada", dice Kingman.

Con estas economías, ahora el proceso se hace comercial. Se está logrando debilitar la roca, bajando a la mitad la cantidad de energía necesaria para molerla. Ahora esperan que la industria minera se decida a construir una unidad de microonda lo suficientemente grande, como para tratar cientos de miles de toneladas al día. Esperan que el microonda pueda estar listo para su funcionamiento, en los próximos 15 años, ya que las empresas demoran en adoptar una nueva tecnología.



Para saber más:

New Scientist, Mayo 7, 2005, pág. 38.