Por WORLD ENERGY TRADE
Científicos de la Universidad de Oxford demuestran cómo es posible extraer directamente metales valiosos de fluidos salinos calientes “salmueras” atrapados en rocas porosas a profundidades de unos 2 km por debajo de volcanes inactivos. Proponen este enfoque radical de minería verde para proporcionar metales esenciales para un futuro neto cero -cobre, oro, zinc, plata y litio- de forma sostenible.
El magma que se encuentra bajo los volcanes libera gases que suben hacia la superficie. Estos gases son ricos en metales. Al bajar la presión, los gases se separan en vapor y salmuera. La mayoría de los metales disueltos en el gas magmático original se concentran en la salmuera densa, que a su vez queda atrapada en la roca porosa. El vapor, menos denso y sin metales, sigue subiendo a la superficie, donde puede formar fumarolas, como las que se ven en muchos volcanes activos.
En un nuevo artículo, publicado hoy en Open Science, los científicos de Oxford, del Departamento de Ciencias de la Tierra, revelan cómo esta salmuera subterránea atrapada es un potencial “mineral líquido” que contiene una serie de metales valiosos, como el oro, el cobre y el litio, que podrían explotarse extrayendo los fluidos a la superficie mediante pozos profundos.
Sus modelos muestran que las salmueras pueden contener varios millones de toneladas de cobre. El cobre es un metal clave para la transición a la energía neta cero, debido a su importancia en la generación y transmisión de electricidad y en los vehículos eléctricos.
El profesor Jon Blundy, del Departamento de Ciencias de la Tierra y autor principal, declaró: “Llegar a la energía neta cero supondrá una demanda sin precedentes de recursos metálicos naturales, demanda que el reciclaje por sí solo no puede satisfacer. Tenemos que pensar en formas sostenibles y de bajo consumo energético para extraer los metales del suelo. Los volcanes son un objetivo obvio y omnipresente”.
El documento también muestra cómo la energía geotérmica será un subproducto importante de un enfoque de minería verde, lo que significa que las operaciones en la cabeza del pozo serán neutrales en cuanto al carbono.
La minería convencional extrae metales, como el cobre, de pozos profundos o minas subterráneas en forma de minerales sólidos que luego hay que triturar y procesar. En el caso del cobre, más del 99% de la roca triturada son residuos. Estas minas tienen un gran impacto ambiental, son muy costosas de construir y desmantelar, producen enormes pilas de roca estéril, consumen mucha energía y producen CO2.
La posibilidad de extraer metales en forma de solución de los pozos reduce el coste de la minería y el procesamiento del mineral, además de aprovechar la energía geotérmica para impulsar las operaciones. Esto reduce enormemente el impacto medioambiental de la producción de metales.
El profesor Jon Blundy, dijo: “Los volcanes activos de todo el mundo descargan a la atmósfera cantidades prodigiosas de metales valiosos. Parte de esta dotación de metales no llega a la superficie, sino que queda atrapada en forma de fluidos en rocas calientes a unos 2 km de profundidad. La minería verde representa una forma novedosa de extraer tanto los fluidos metálicos como la energía geotérmica, de forma que se reduce drásticamente el impacto ambiental de la minería convencional”.
La investigación forma parte de un esfuerzo internacional (entre el Reino Unido y Rusia) que utiliza la vulcanología, la modelización hidrodinámica, la geoquímica, la geofísica y los experimentos a alta temperatura.
El equipo ha trabajado con núcleos de perforación de varios sistemas geotérmicos profundos (en Japón, Italia, Montserrat, Indonesia y México) para confirmar sus predicciones sobre salmueras ricas en metales.
El profesor Jon Blundy, que ahora cuenta con una cátedra de investigación de la Royal Society para trabajar en volcanes y minería ecológica, declaró: “La minería ecológica es un reto científico y de ingeniería que esperamos que tanto los científicos como los gobiernos adopten en el camino hacia la red cero”.
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Los científicos afirman que los estudios geofísicos de los volcanes muestran que casi todos los volcanes activos e inactivos albergan una “lente” potencialmente explotable de salmuera rica en metales. Esto significa que la exploración de metales podría no limitarse a un número relativamente reducido de países, como ocurre actualmente (Chile, Estados Unidos, Perú, China, RDC, etc.), debido a la ubicuidad de los volcanes en todo el mundo.
Los principales riesgos son tecnológicos. El proceso implica la perforación de la roca a 2 km de profundidad y a temperaturas de más de 450 °C. Los fluidos extraídos son corrosivos, lo que limita los tipos de materiales de perforación. Los fluidos extraídos tienden a verter su carga metálica en el pozo, un problema conocido como “incrustación” (un poco como la cal en una tetera). La prevención de la formación de incrustaciones exigirá una reflexión compleja sobre la dinámica del flujo de fluidos y el control de la presión y la temperatura en el pozo. La prevención de la corrosión en el pozo exigirá avances en la ciencia de los materiales para crear revestimientos resistentes.
Según el equipo de Oxford, muchos de estos retos ya se están abordando en proyectos de perforación geotérmica profunda y caliente. En algunos casos, estos proyectos han alcanzado temperaturas superiores a los 500 °C; ocasionalmente, han explotado pequeñas bolsas de roca fundida, por ejemplo en Islandia y Hawai.
Garantizar que los fluidos sigan fluyendo en el pozo una vez perforado es un problema complejo y la permeabilidad y porosidad de la roca caliente y dúctil es un campo difícil. El equipo de Oxford ya ha patentado una idea para la extracción de fluidos.
Dicen que el riesgo de desencadenar erupciones volcánicas es muy pequeño, pero hay que evaluarlo. No tienen previsto perforar el magma en sí, sino las rocas calientes situadas sobre la cámara magmática, lo que reduce en gran medida el riesgo de encontrar magma
Los científicos han dedicado los últimos cinco años a “desestabilizar” el concepto, y ahora están preparados para perforar un pozo exploratorio en un volcán inactivo. Esto aclarará muchos de los riesgos y desafíos descritos, y anunciará un nuevo avance en nuestra comprensión de los volcanes y su inmensa riqueza en energía y metales.
El profesor Jon Blundy ha declarado: “Es importante continuar con los trabajos de reducción de riesgos, que estamos llevando a cabo en muchos frentes a través de una colaboración internacional. Asimismo, tenemos que identificar el mejor volcán de prueba para perforar un pozo de exploración”.
Según ellos, una “mina de salmuera” en funcionamiento podría tardar entre 5 y 15 años, dependiendo de lo bien que se puedan resolver los problemas.
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