La revolución tecnológica del sector minero: forjando un futuro sostenible y eficiente

La industria minera se enfrenta al reto de satisfacer la creciente demanda de materias primas para la transición energética y digital de manera sostenible. Sika Mining está impulsando esta transformación con soluciones innovadoras, como aditivos para hormigón que mejoran la seguridad y eficiencia, y herramientas digitales que optimizan recursos y reducen desperdicios. Su enfoque se centra en reducir el consumo de energía y agua, además de una gestión eficaz de los residuos, promoviendo una minería más eficiente y circular, alineada con los estándares ESG para responder a las exigencias de una sociedad más responsable.

La creciente demanda de materias primas, impulsada por la transición energética, la transformación tecnológica y digital y el aumento de la población, está presionando a la industria minera para que extraiga recursos de manera más eficiente. La escasez de minerales obliga a las explotaciones a operar a mayores profundidades, lo que incrementa los desafíos en seguridad, sostenibilidad y eficiencia. En respuesta, el sector está adoptando estrategias que incluyen la gestión eficiente de residuos, la reducción de la huella de carbono y la automatización de las operaciones.

Como líder global en productos químicos especializados para la construcción, Sika ofrece soluciones innovadoras que optimizan las operaciones y promueven prácticas sostenibles en la minería. Este artículo explora cómo enfrentar los desafíos críticos del sector mediante la integración de tecnologías avanzadas y la experiencia técnica de Sika.

Con una sólida inversión en I+D y una amplia experiencia en el sector, Sika desarrolla soluciones químicas innovadoras que mejoran la calidad del hormigón, contribuyendo a la sostenibilidad y seguridad en las operaciones mineras. El hormigón es un elemento fundamental en la infraestructura minera, utilizado en aplicaciones como el soporte de terreno con hormigón proyectado (shotcrete), inyecciones para estabilización del terreno, y relleno de cámaras subterráneas (backfilling), donde se aprovechan residuos mineros (relaves) como agregado principal. En este contexto, la reducción del uso de cemento es clave debido a las elevadas emisiones de CO₂ durante su producción (849-868 kg CO₂/tonelada; Prakasan et al., 2019) (Fig. 1). Los aditivos de Sika juegan un rol crucial al transformar las propiedades del hormigón, optimizando la eficiencia operativa y mejorando la seguridad en las actividades mineras (Schwoon, 2022). Gracias a la baja dosis de aditivos necesaria en el diseño de la mezcla, la huella de carbono asociada es mínima, especialmente considerando el significativo aumento en el rendimiento del producto (Fig. 1).

Figura 1: Contribución potencial de 1 m³ cemento o a la emisión de gases de efecto invernadero (Fuente: Sika).

• Soporte de terreno

En la minería subterránea, garantizar un adecuado soporte del terreno en galerías, túneles y pozos es crucial para la seguridad de los trabajadores y la integridad de las operaciones. El hormigón proyectado se utiliza ampliamente para revestir estas estructuras, y la incorporación de aditivos acelerantes permite un fraguado rápido y un desarrollo temprano de la resistencia, aspectos fundamentales para mantener la estabilidad estructural. Estos aditivos mejoran el rendimiento del hormigón, reducen el tiempo de inactividad y facilitan una aplicación más eficiente, aumentando la productividad y seguridad en las operaciones mineras. Además, al reducir la cantidad de cemento necesario, contribuyen al ahorro de costos y a la disminución de las emisiones de carbono, promoviendo una minería más sostenible. El equipo de Sika Mining se dedica al desarrollo de estos productos innovadores (Fig. 2), mejorando las propiedades del hormigón para hacerlo más duradero y fácil de aplicar en ambientes subterráneos con especificaciones exigentes.

Figura 2: Pruebas de rendimiento con minishot, utilizando distintos diseños de mezcla con aditivos diferentes (Fuente: Sika).

• Estabilización del terreno

A las profundidades en las que se realizan las operaciones subterráneas en minería, las rocas están sometidas a intensas presiones y esfuerzos que pueden provocar fracturación y deformación del terreno, lo que representa riesgos significativos tanto para los mineros como para el equipo. La estabilización del terreno es fundamental para prevenir hundimientos, colapsos y filtraciones, asegurando la seguridad y eficiencia de las operaciones. Una de las soluciones más empleadas es la inyección de materiales aglutinantes como lechadas, espumas o resinas, que sellan fracturas y consolidan el terreno. Además, los mineros se enfrentan a desafíos como la degradación del hormigón debido a condiciones ácidas, lo cual puede debilitar las estructuras. El equipo de Sika Mining se dedica al desarrollo de técnicas avanzadas de estabilización del terreno, con productos especializados que refuerzan y protegen la infraestructura frente a tensiones ambientales y químicas, garantizando la integridad y durabilidad de las operaciones mineras.

• Optimización de recursos: digitalización

La digitalización del negocio minero enfrenta desafíos debido a la diversidad de fuentes de datos y la cantidad de variables involucradas, lo que exige una perspectiva holística y herramientas digitales especializadas. Sika, con décadas de experiencia en el sector, ha desarrollado soluciones flexibles como la Sand App (Fig. 3), que monitorea la distribución y calidad de los agregados, y la Mix Design App, que optimiza los diseños de hormigón en tiempo real. Ambas herramientas proveen a los clientes de información valiosa que les ayuda a optimizar recursos, mejorando la eficiencia en las operaciones mineras.

Figura 3: Control de calidad de agregados en hormigón con Sika Sand-App. La sencillez del método (tomar una foto de una superficie iluminada donde se han depositado los agregados a analizar) lo convierte en una herramienta accesible para cualquier entorno. Se puede utilizar con todos los tipos de agregados con diámetro mayor a 0.16 mm (Fuente: Sika).

Las tendencias globales actuales exigen un enfoque más sostenible en la minería, con uno de los principales objetivos centrado en la reducción del consumo de energía. La industria minera es responsable de aproximadamente el 1.7% del consumo energético global anual, cifra que ha ido en aumento en los últimos años (Aramendia et al., 2023; Fig. 4). Además, se prevé que este consumo podría incrementarse entre 2 y 8 veces para el año 2060 (Aramendia et al., 2023). Ante estas cifras, el uso de productos diseñados para minimizar el uso de energía a lo largo del ciclo de vida de las operaciones mineras se ha vuelto fundamental. Un ejemplo son los aditivos de hormigón de Sika, que permiten reducir la necesidad de curado térmico, logrando ahorros significativos de energía. Estos avances no solo optimizan los procesos de producción, sino que también contribuyen a la disminución de la huella de carbono en las actividades mineras, alineándose con los objetivos de sostenibilidad de la industria.

• Tecnologías de conservación de agua

El agua es un recurso preciado en muchas operaciones mineras, utilizado en grandes cantidades para el procesamiento de minerales y el control del polvo. La experiencia de Sika en algunas de las minas más áridas del mundo ha demostrado su capacidad para desarrollar tecnologías que optimizan el uso de este recurso, como los aditivos que reducen la demanda de agua en aplicaciones específicas de hormigón y shotcrete. El sector minero reconoce la importancia de asociarse con empresas especializadas en productos de sellado e impermeabilización. El equipo de Sika ayuda a los mineros a prevenir las fugas y la contaminación de acuíferos, asegurando la conservación y protección de recursos hídricos vitales.

• Soluciones de gestión de residuos

La gestión efectiva de residuos es clave para minimizar el impacto ambiental de la minería. Un ejemplo destacado de economía circular es el proyecto 'Zero Clinker Concrete', que busca eliminar el uso de clínker, uno de los mayores responsables de las emisiones de CO₂. Esta iniciativa apoya los objetivos de neutralidad climática establecidos por la industria del cemento y hormigón, que es responsable del 8% de las emisiones globales de carbono (Lehne y Preston, 2018). El proyecto utiliza escoria, un subproducto de la fundición de los metales extraídos en la mina, para producir hormigón sin cemento y emplearlo en determinadas aplicaciones mineras. Sika, en línea con las especificaciones de la mina, desarrolló el Sika Rapid 500 HX para mejorar la eficiencia del producto final y cumplir con los estrictos requisitos de resistencia. Reciclar escoria en hormigones disminuye la huella de carbono asociada al uso de clínker y, por tanto, reduce las emisiones que corresponderían al transporte.

Además, Sika demuestra su compromiso con la gestión de residuos y la reducción de CO₂ participando en el proyecto Horizon 'EURO-TITAN' de la Unión Europea, que busca satisfacer las necesidades de titanio de los países miembros utilizando materias primas recicladas.

• Soluciones avanzadas para relaves

La gestión de relaves es un aspecto crítico en las operaciones mineras, con implicaciones ambientales y de seguridad significativas. Las soluciones avanzadas de Sika para relleno de mina incluyen productos innovadores que mejoran las propiedades mecánicas y la estabilidad del relleno, ayudando a mitigar riesgos y cumpliendo con estrictos estándares ambientales. Estas tecnologías no solo facilitan el transporte (e.g., bombeo) y aumentan la cantidad de sólidos en pastas cementosas, sino que además disminuyen la cantidad de agua necesaria en la operación de relleno. Esto aumenta las resistencias y permite reducir la cantidad de cemento necesaria, y, por tanto, los costos asociados a éste. Al utilizar los relaves como relleno de galerías subterráneas, las empresas mineras pueden aumentar la estabilidad de sus operaciones y reducir su huella ambiental.

La amplia experiencia de Sika en operaciones de relleno de minas se ha consolidado con la reciente adquisición de Master Builders. El objetivo principal de nuestras soluciones consiste en optimizar las propiedades reológicas y mecánicas del relleno durante su vida útil, reduciendo el uso de cemento y minimizando los riesgos asociados a la generación de ácidos y a la lixiviación de elementos perniciosos. Al disminuir la cantidad de ligante requerido, el uso de aditivos contribuye positivamente a los objetivos de sostenibilidad de la industria. El monitoreo continuo y los estrictos controles de calidad aseguran que estas soluciones mantengan su efectividad en el tiempo.

Figura 5: Resultados de laboratorio iniciales que muestran la reducción de hormigón esperada para una pasta de relleno (Pastefill) al añadir un 2% de Sika® Stabilizer-305 MBF (Fuente: Sika).

• Cumplimiento de estándares ESG

Los estándares ambientales, sociales y de gobernanza (ESG) están ejerciendo una creciente influencia en la industria minera, impulsando a las empresas a adoptar prácticas más sostenibles. Esto incluye la prevención de la contaminación, el uso eficiente de los recursos naturales y la protección de los derechos laborales y humanos. Sika contribuye a estos objetivos al reducir el uso de cemento y el consumo de agua, minimizando el impacto ambiental. Además, sus soluciones de sellado e impermeabilización previenen fugas y protegen los recursos hídricos, esenciales para una minería responsable. Estas tecnologías no solo ayudan a las empresas a cumplir con las regulaciones ambientales, sino que también optimizan su desempeño en términos de ESG, permitiendo a la explotación a acceder a financiamiento responsable, reducir riesgos reputacionales y operar de manera ética. Implementando estas soluciones, las empresas mineras pueden mejorar su reputación de sostenibilidad y asegurar su viabilidad a largo plazo en un entorno cada vez más regulado y consciente de los principios ESG.

La industria minera enfrenta crecientes desafíos en su transición hacia prácticas más seguras, sostenibles y eficientes, impulsada por la creciente demanda de recursos minerales y las presiones ambientales. Superar estos retos es esencial para apoyar el desarrollo económico, la transformación digital, y la transición hacia tecnologías verdes dentro del sector.

Sika, con su enfoque innovador en productos químicos especializados, desempeña un papel clave en la optimización de los procesos, mejorando tanto la eficiencia operativa como la seguridad en las operaciones. Soluciones como los aditivos químicos, que minimizan el consumo de agua y ayudan a gestionar eficazmente los residuos mineros, y el uso de herramientas digitales como Sika Sand-App, contribuyen a aumentar el rendimiento y potencian la sostenibilidad de las operaciones.

Además, al alinearse con los estándares ESG, Sika ayuda a las empresas mineras a cumplir con las exigencias regulatorias, y por tanto, facilitan el acceso al financiamiento responsable. Estas soluciones innovadoras refuerzan la reputación de las empresas mineras y mejoran su competitividad en un mercado global cada vez más enfocado en la responsabilidad social y ambiental, asegurando la viabilidad a largo plazo de sus operaciones.

Referencias

• Aramendia, E., Brockway, P. E., Taylor, P. G., and Norman, J. (2023). Global energy consumption of the mineral mining industry: Exploring the historical perspective and future pathways to 2060. Global Environmental Change, 83, 102745.
• Lehne, J., and Preston, F. (2018). Making concrete change. Innovation in Low-carbon Cement and Concrete.
• Prakasan, S., Palaniappan, S., and Gettu, R. (2020). Study of energy use and CO 2 Emissions in the Manufacturing of Clinker and Cement. Journal of The Institution of Engineers (India): Series A, 101, 221-232.
• Sika. Concrete sustainable solutions - More value, less impact.
• Schwoon, O. (2022). Concrete admixtures – sustainable concrete’. International Conference on Concrete Sustainability, 33.