Desalinización en minería: Aporte hídrico, aunque a mayor costo

Diversas mineras han recurrido a esta tecnología para atender la demanda hídrica. Sin embargo, su utilización implica una serie de impactos en materia ambiental y económica, que han debido ser internalizados por las compañías.

La escasez hídrica se ha transformado en una realidad que cada vez impacta en mayor medida a sectores como la minería, cuyas empresas se han visto en la necesidad de buscar alternativas para cubrir la demanda de este recurso.

Luis Ramírez, jefe de Inteligencia de Mercados de Editec, comenta que “el agua dulce es un recurso natural renovable fundamental para el desarrollo de la humanidad y un bien estratégico para muchos sectores productivos. En Chile, el sostenido crecimiento económico y desarrollo social de las últimas décadas ha generado una demanda cada vez mayor sobre este recurso, pero la disponibilidad es cada vez menor”.

En el caso de la industria minera, “dicho sector se ha enfrentado a ciertos riesgos estratégicos a largo plazo en relación con el consumo de agua; primero asegurar un suministro de agua capaz de compensar un aumento en la producción; en segundo lugar reducir el consumo de agua, energía y de emisiones, con el objetivo de disminuir las presiones sociales, ambientales y económicas”, comenta el especialista.

Su visión es complementada por María Cristina Betancour, gerenta de Desarrollo de Sonami, quien menciona que en “los últimos años ha habido un notable aumento en el consumo de agua de mar, coincidente con que todos los nuevos proyectos contemplan este tipo de recurso para abastecer su demanda. Esto obedece al compromiso que tiene la industria minera con la sustentabilidad y la adaptación al cambio climático. Este mayor uso de agua de mar genera, sin duda, desafíos económicos, ambientales y técnicos, que las empresas del sector han abordado de manera eficiente, con el propósito de no afectar el ecosistema”.

El uso de la desalación como una nueva fuente hídrica también es valorado desde Fundación Chile. Al respecto, Paola Matus, jefa del Proyecto Escenarios Hídricos 2030, señala que esta solución presenta “un impacto positivo, dado que reemplaza el uso de aguas continentales de zonas áridas y de acuíferos en condición crítica, resultando ser un alivio para las zonas con recursos hídricos limitados, producto de un crecimiento progresivo de las actividades como la minería, altamente dependiente del agua”.

Impactos en el ecosistema 

Más allá de los beneficios que entrega la desalación, al permitir incrementar la disponibilidad hídrica, su utilización también implica una serie de impactos, que las empresas han debido ir internalizando en su operación.

Entre los efectos que conlleva este mayor uso de agua de mar, especialmente desalinizada, el profesor Luis Cisternas, director del Departamento de Ingeniería Química y Procesos de Minerales de la Universidad de Antofagasta, menciona: “Un aumento en el consumo de energía, donde las consecuencias que esto tiene dependen de cómo se genera esa energía; el eventual efecto que tiene la salmuera de descarte en el ecosistema marino, el cual está asociado a su depositación; y los impactos visuales de tuberías y caminos para el transporte del agua desde la costa a las instalaciones mineras”.

Respecto del componente ambiental, Paola Matus afirma que “si bien se ha ido reduciendo el requerimiento de energía con la mejora de la tecnología, aún es alto. A menos que utilice solamente energía solar u otra opción renovable, el uso de combustibles fósiles aumenta las emisiones de CO2 agravando el proceso de calentamiento global, lo que va en desmedro de los planes de mitigación y carbono neutralidad”.

La profesional también aborda los impactos que conlleva la descarga de salmuera; “esta última en osmosis inversa representa 2,5 a 3 veces el volumen de agua desalada. Esto tiene implicancias directas sobre los ecosistemas marinos, dado que impacta en el aumento de temperatura y sales, incidiendo en la abundancia de grupos más sensibles como equinodermos, plantas acuáticas, poliquetos y crustáceos”.

La jefa del Proyecto Escenarios Hídricos 2030 advierte que si bien los impactos sobre los ecosistemas marinos han sido mitigados con mejor tecnología de filtros, la salmuera y los contaminantes químicos producto de la descarga de las plantas desalinizadoras “persisten, y son los principales factores de impacto negativo. Por lo tanto, es un tema al que hay que darle la mayor atención, aumentando la investigación en condiciones locales, dadas las diferencias climáticas y ecológicas que caracterizan a nuestro país, especialmente bajo condiciones de incertidumbre climática”.

Esta inquietud también es abordada por Camila Montes, analista de Estudios y Políticas Públicas de Cochilco, quien manifiesta que “se han planteado problemas como la deposición de las salmueras concentradas de descarte, que pueden generar efectos en el ecosistema marino, así como también problemas en las tomas de agua. Sin embargo, no hay estudios concluyentes y otros plantean que estos (impactos) pueden ser bien manejados con diseños adecuados de los sistemas de descarga de la salmuera de rechazo, utilizando dilución que permita una integración al medio con una mínima afección. No obstante, hoy en día todas las plantas desalinizadoras y los futuros proyectos deben considerar la normativa ambiental aplicable y dar cumplimiento a las autorizaciones sectoriales que exige el Servicio de Evaluación Ambiental (SEA), para obtener la Resolución de Calificación Ambiental (RCA)”.

Junto con ello, la profesional comenta que “del mismo modo deben contar con una concesión marítima, a cargo de la Dirección General del Territorio Marítimo y de Marina Mercante (Directemar), y están bajo el control, fiscalización y supervigilancia de la costa, correspondiente al Ministerio de Defensa y la Subsecretaria de Marina”.

Desde el punto de vista de los aspectos más técnicos, Camila Montes asevera que “considerando lo que significa llevar flujos significativos de agua (desalada o no) a distancias y alturas importantes, también implica enormes desafíos en consumo energético; vemos que las plantas desaladoras y la impulsión del agua necesitan energía, la que se genera muchas veces con combustibles fósiles que contaminan y que son más costosos. Además, generan contaminación visual en el desierto, y otros problemas en la costa, desde donde se bombea el agua”.

Presión a la estructura de costos 

Pese al beneficio que tiene para las faenas  contar con esta alternativa, hay razones por las cuales todavía no se trata de un desarrollo masificado.

Paola Matus explica que aunque los costos de la tecnología han bajado, “aún sigue siendo más costosa que otras opciones. Esta es la principal limitante por la que aún no ha penetrado de manera relevante. Sigue siendo más barato extraer agua desde los acuíferos en las cuencas, que desalinizar y bombear desde el mar hasta las faenas”, puntualiza la profesional.

Cabe indicar que uno de los mayores costos es el transporte del agua desalada. “Es por esto que se visualiza como una oportunidad del sector integrar un trabajo sinérgico y colaborativo con la comunidad y con otros usuarios, donde se generen intercambios del recurso y se puedan aprovechar economías de escala, lo que lograría disminuir costos de operación y además se podrían generar modelos de desarrollo local, donde las mineras puedan externalizar la operación a la comunidad, promoviendo así el desarrollo del territorio”, acota.

Lo anterior “permitiría visualizar a la minera como un actor relevante y proactivo con mirada sistémica, lo que le otorgaría mayor licencia para operar, le permitiría ahorros e incluso podría recuperar inversiones realizadas. Algunos casos particulares de este tipo se han dado en Chile con un resultado muy positivo, y su replicabilidad podría ser de un impacto muy positivo”, enfatiza.

En ese contexto, la analista de Estudios y Políticas Públicas de Cochilco destaca que estos gastos “han ido integrándose en la estructura de costos de las empresas mineras, ya que de otro modo la viabilidad de los proyectos puede verse en juego, porque no hay seguridad de abastecimiento con las fuentes convencionales. Determinar el monto para las empresas de invertir en la construcción de un sistema de desalación de agua de mar (planta y conducciones) es un proceso complejo, ya que la inversión requerida debe considerar varios factores para su dimensionamiento, entre los que se puede mencionar: capacidad de la planta de desalación, diámetro de las tuberías, distancia y diferencias de cotas entre la faena minera y la costa”.

Consumo energético

Para los próximos años, Cochilco proyecta que cerca de un 10% del consumo energético en la minería del cobre será destinado para la desalinización e impulsión del agua de mar a las operaciones.

María Cristina Betancour, de Sonami, reconoce que la desalinización es un proceso intensivo en el uso de energía, lo que “es un desafío que la industria está enfrentando con un creciente uso de nuevas tecnologías, para reducir el impacto que tiene en el costo financiero de la compañía y también en el uso de mayor electricidad”.

Al respecto, Camila Montes, de Cochilco, añade que el empleo de agua de mar tendrá un aumento de su consumo de energía eléctrica desde 0,8 TWh (3,6%) en 2018 a 3,1 TWh (9,6%) en 2029. “Con esto, se proyecta que a fines del periodo el agua de mar será el proceso de mayor intensidad en consumo energético después de la Concentradora”, remarca.

En esa línea, agrega que el consumo de energía en la desalación de agua de mar por ósmosis inversa representa “entre un 37%-43% del costo total del proceso. En la actualidad, el rango de precios medio del agua desalada (a nivel global) se sitúa entre US$0,5 – 1,5/m3. En el extremo inferior de dicho rango se sitúan las regiones en las que los costes de la electricidad son bajos (por ejemplo, Oriente Medio) y en el extremo superior, las regiones en las que son altos (por ejemplo, Australia, donde a veces se exige que la electricidad proceda de energías renovables)”.

Sus impresiones son complementadas por Luis Ramírez, jefe de Inteligencia de Mercados de Editec, quien detalla que a pesar de que las principales mineras han comenzado a utilizar agua de mar en sus procesos productivos, ya sea desalada o sin desalar, además de implementar alternativas tecnológicas para la desalinización y reutilización de este insumo, “el principal problema radica en los costos de impulsión desde la zona costera hasta las dependencias de las faenas, que en su mayoría se encuentran ubicadas sobre los 2.000 msnm.”

Sostiene que el costo relacionado “al gran consumo de energía que requieren los procesos de desalinización e impulsión, han sido fundamentales en los nuevos proyectos presentados, ya que por este motivo han requerido una reformulación o simplemente han sido desistidos”.

Para reducir este gran costo, comenta que las mineras han contratado el suministro de energías renovables. A ello se suma el que “actualmente Investigadores del MIT en EE.UU. han experimentado con membranas de grafeno, que requerirían menos presión y, por tanto, menos energía. Otros investigadores han probado membranas de nanotubos de carbono, pero ambas innovaciones no se han trasladado del laboratorio a la producción industrial”, menciona Ramírez.

Conocimiento para la eficiencia  

Consultado respecto de cómo la academia está procurando colaborar con la industria minera para afrontar los desafíos que conlleva la desalinización, Luis Cisternas plantea que “específicamente desde la Universidad de Antofagasta, estamos realizando varios aportes, primero en la formación de posgraduados que han estudiado diferentes aspectos relevantes para encontrar mejores soluciones. Promovemos el uso de agua de mar sin desalinizar o parcialmente desalinizada, estudiando formas de realizar ese proceso parcial, con conocimientos para evitar o reducir los efectos que tiene el agua de mar en los procesos metalúrgicos, todo esto con el objetivo de reducir el consumo de energía y eliminar la solución de descarte”.

Indica que también han estudiado sistemas integrados de distribución de agua, para evitar que proliferen tuberías de transporte por el desierto, y para realizarlo en forma más eficiente. “Finalmente, hemos puesto a disposición de la comunidad científica numerosos estudios, en revistas científicas, y para la comunidad libros sobre el uso de agua de mar”, menciona el académico.

El costo de la desalinización 

Considerando que la gran minería opera en zonas áridas, y que existe un desafío país producto de la escasez hídrica, “el agua de mar es y seguirá siendo una fuente de suministro importante para el sector”, advierte Joaquín Villarino, presidente ejecutivo del Consejo Minero. No obstante, también agrega que este tipo de abastecimiento implica un alto costo, que muchas faenas no pueden asumir, especialmente aquellas alejadas de la costa y a una mayor altura sobre el nivel del mar.

Para realizar la desalinización y, principalmente, para la impulsión del agua hacia las faenas mineras, “se requiere de mucha electricidad, y ésta mantiene un alto precio. Por ejemplo, para faenas a 3.000 msnm los costos podrían llegar a los US$5 por m3, con incidencia de hasta un 8% en los valores de la producción minera”.

Debido a este escenario, el sector minero se enfoca en el uso eficiente del recurso hídrico. Es así como la recirculación se ha mantenido sobre un 70%, lo que significa que sólo el 30% o menos del agua utilizada en la minería es agua nueva. Por otra parte, el consumo de este elemento por tonelada de mineral procesada en las plantas concentradoras ha bajado persistentemente, desde 0,57 m3/ton en 2013 a 0,36 m3/ton en 2018, detalla el líder gremial.

Información técnica

En el portal de Editec Inteligencia de Mercados, www.imercados.cl, es posible acceder a la información de todas las plantas operativas y proyectadas de desalinización y sistemas de impulsión de agua de mar, tanto del sector minero, como  sanitario e industrial.