Con el objetivo de dar un uso sostenible a los desechos de la minería a favor del impulso de fuentes renovables en Chile, investigadores del Grupo Solar UC y SERC Chile se propusieron crear el primer almacenamiento térmico utilizando escoria de cobre, un residuo industrial del proceso pirometalúrgico que se aplica a los concentrados del metal rojo que ingresan a fundición.
Ante esta convicción, nace la iniciativa RadTES-CS (Radial packed-bed thermal storage system using copper slag as storage medium), la cual trabaja con tecnología “packed-bed”, que mejora la distribución del calor que se almacena, reduciendo hasta en un 80% de las pérdidas de calor al ambiente. Pero ¿Cómo funciona el almacenamiento térmico? Este utiliza la energía, proveniente de fuentes renovables, para calentar sólidos y así suministrar calor a procesos industriales o bien generar posteriormente electricidad.
Los desarrolladores explicaron que comúnmente, los sistemas de almacenamiento térmico utilizan sales fundidas o agua para almacenar el calor. Sin embargo, estas sustancias presentan restricciones en los niveles de temperatura de operación. Así, por primera vez en Chile, se busca utilizar residuos mineros, en este caso la escoria de cobre, que fue entregada por la Fundición Hernán Videla Lira y Codelco Ventanas, para así crear una alternativa a los medios convencionales de almacenamiento.
El investigador principal de Solar Energy Research Center (SERC Chile) y coordinador del proyecto realizado por el Grupo Solar UC, José Miguel Cardemil, sostuvo que lo que ellos proponen con esta iniciativa es “utilizar un residuo, pero no cualquiera, sino que escoria de cobre”.
El especialista añadió que “en las fundiciones, por cada tonelada de cobre fundido, también se produce como subproducto 2,2 toneladas de escoria. En otras palabras, por cada fundición se produce más escoria que cobre. Por lo tanto, se busca valorizar y darle uso a este residuo minero que constituye un pasivo ambiental de las fundiciones’”.
Desecho minero que se convierte en solución al vertimiento
Otro de los aspectos relevantes del proyecto es que permite generar una solución circular a un desafío estratégico de la industria, que es la utilización responsable de la escoria de cobre. Un desecho que produce más de 40 mil toneladas diarias, pero que cuenta con propiedades termofísicas especiales para utilizarlas en este tipo de aplicaciones, tales como: la alta conductividad térmica, estabilidad a altas temperaturas y elevada densidad energética.
De este modo, se busca entregar una alternativa para el aprovechamiento de los vertimientos de Energías Renovables No Convencionales (ERNC), que en el primer trimestre del 2024 llegó a 1.461,68 GWh,, lo que significó un incremento de 219% respecto al mismo mes del año anterior, según datos del Coordinador Eléctrico Nacional
El investigador de SERC Chile, José Miguel Cardemil, explicó que una de las soluciones que tiene el vertimiento de energía es permitir el uso de la energía en forma de calor, a través de almacenamiento térmico: “Cuando se habla de almacenamiento, uno imagina rápidamente baterías de litio y últimamente hidrógeno, pero existe una solución simple y más a la mano que es el almacenamiento térmico. De hecho, la Agencia Internacional de Energía menciona que lo que más necesitamos es el almacenamiento térmico o calor para electrificar los procesos industriales”.
Los investigadores ya pusieron en marcha el primer prototipo Packed-bed de flujo axial, el cual se encuentran trabajando en una segunda etapa con pruebas de flujo radial y con escalamiento del prototipo a un volumen pre-industrial.