Un tesoro en forma de minerales raros se encuentra bajo las antiguas minas de carbón

Un nuevo estudio investiga un proceso novedoso para disminuir el impacto ambiental negativo del drenaje de las minas de carbón y extraer de él elementos de tierras raras, minerales preciosos necesarios para fabricar muchos dispositivos de alta tecnología y que también sirven para la transición energética.

"Los elementos de tierras raras, como el itrio, por ejemplo, son componentes necesarios de la electrónica, las computadoras y otros dispositivos que usamos todos los días", dijo Jeff Bielicki , coautor del estudio y profesor asociado de la Universidad Estatal de Ohio.

El estudio, publicado en la revista Environmental Engineering Science , evalúa un proceso experimental patentado por el equipo que se demostró que limpia con éxito el drenaje de la mina de carbón mientras produce elementos de tierras raras en muestras de varios ríos en Ohio, Pensilvania y Virginia Occidental.

“Algo que me sorprendió fue lo bien que nuestro proceso limpia el agua”, dijo Bielicki. “Desde un punto de vista ambiental, el principal beneficio de este trabajo es que estamos atrapando y neutralizando con éxito tanta contaminación”.

Cuando las minas de carbón abandonadas pierden agua, el drenaje posterior puede contaminar miles de kilómetros de cursos de agua naturales, volviéndolos anaranjados y causando graves daños al ecosistema.

Drenaje de las minas

Aunque los elementos de tierras raras que provienen del drenaje de las minas de carbón tienen una demanda cada vez mayor, los depósitos naturales viables de estos minerales se encuentran solo en unas pocas áreas del mundo, lo que significa que solo unos pocos países pueden proporcionarlos.

Por ejemplo, gran parte del mundo occidental, incluido Estados Unidos, depende de China para suministrar alrededor del 80 % de estos recursos críticos. Como resultado, muchas agencias gubernamentales buscan reducir esta dependencia estableciendo un suministro doméstico de elementos de tierras raras, especialmente porque sacarlos de la tierra puede causar un daño ambiental y social inmenso, dijo Bielicki.

“Al obtener estos materiales de otros países, en realidad no tenemos ninguna supervisión de las consecuencias ambientales de cómo extraen y producen los materiales”, afirma.

“La producción nacional es buena en una variedad de formas, en parte porque podemos tener regulaciones que protegen mejor el medio ambiente y las personas en las comunidades de donde las obtenemos”, sentenció.

Sistemas pasivos

Actualmente, el drenaje de las minas de carbón se trata mediante sistemas de tratamiento activo que emplean productos químicos para limpiar el agua, o sistemas de tratamiento pasivo, que a menudo dependen de la actividad bacteriana o métodos geoquímicos.

Según el estudio, los enfoques pasivos tienden a requerir menos recursos y tienen menos impactos ambientales. El equipo de Ohio State utilizó un sistema pasivo que emplea una combinación de subproductos industriales alcalinos, incluidos materiales como lodos de plantas de tratamiento de agua, para neutralizar el drenaje de carbón y capturar los elementos de tierras raras.

“Está diseñado para permitir que la filtración natural del drenaje de la mina de carbón se filtre a través del material para atraparlo y extraerlo”, dijo Bielicki. El tiempo promedio que se tarda en eliminar los desechos del agua a menudo varía, porque el proceso depende en gran medida de la rapidez con la que el agua sale de la mina.

Mejora ambiental

El proceso capturó una variedad de metales utilizados en la tecnología moderna, incluidos el terbio, el neodimio y el europio, que desempeñan un papel fundamental en las pantallas de los teléfonos, las baterías, los micrófonos, los altavoces y otras partes.

Actualmente, el proceso es más costoso que el precio de mercado actual de los metales raros, pero los nuevos avances reducirán el precio, dijo Bielicki.

Bielicki dijo que espera que su investigación informe la política futura sobre la eliminación de desechos de carbón y ayude al público a examinar las repercusiones ambientales de la minería más allá de los costos típicos, como su impacto en la salud humana y el ecosistema en general.

“Nada de lo que hacemos a nuestro medio ambiente es benigno, por lo que, si bien alejarse del carbón y otros combustibles fósiles es beneficioso en varias dimensiones diferentes, debemos efectuar estas transiciones de manera que aborden una esfera más amplia de problemas que solo el costo”, dijo. “Nuestra investigación es un paso vital para abordar los legados de esas consecuencias ambientales y sociales”.

Otros coautores del estudio de Ohio State fueron Marcos Miranda, Soomin Chun y Chin-Min Cheng. Otros miembros del equipo incluyen a los profesores de Ohio State John Lenhart y Tarunjit Butalia. Este trabajo fue apoyado por la Environmental Research Education Foundation y el Departamento de Energía de los Estados Unidos.