Innovación en el monitoreo de arsénico: nanomateriales híbridos aplicados a la minería sanjuanina

El arsénico, un metaloide naturalmente presente en ciertos minerales de azufre como la arsenopirita, constituye uno de los contaminantes más críticos en la actividad minera. Su presencia, incluso en bajas concentraciones, puede acumularse en suelos y cuerpos de agua, afectando la fauna, la flora y la cadena alimentaria, y planteando riesgos significativos para la salud humana. Frente a esta problemática, investigadores del Doctorado en Procesamiento de Minerales de la Universidad Nacional de San Juan (UNSJ) han desarrollado un proyecto pionero que combina la metalurgia con la química avanzada para la detección y remoción de arsénico en muestras mineras.

Por Yenhy Navas

El arsénico y su impacto en minería

Vanesa Lucía Bazán Brizuela, directora del Doctorado, explica que “si bien el arsénico se encuentra de manera natural, su concentración puede aumentar durante los procesos de explotación y beneficio, generando potenciales impactos ambientales y sobre la salud. Por eso, su monitoreo y control son críticos, y se encuentran legislados tanto en agua como en suelo alrededor de las operaciones mineras”. La investigación de Bazán Brizuela surge de la necesidad de mejorar los tratamientos de afluentes mineros y garantizar que los contaminantes, como el arsénico y el mercurio, se mantengan dentro de parámetros seguros, reduciendo su impacto ambiental y apoyando la gestión de cumplimiento normativo de las empresas.

Motivación y origen del estudio

Ante este desafío, la motivación principal del proyecto radicó en la búsqueda de soluciones más eficientes para el tratamiento de contaminantes en la industria minera, así surgió: “Síntesis y caracterización de nanomateriales híbridos magnéticos aplicados como sorbentes para la determinación de arsénico en muestras de interés minero”. Bazán Brizuela destaca que el proyecto nació de la conjunción entre la experiencia en tecnologías limpias del grupo de investigación del doctorado y los conocimientos en química del doctor Ariel Maratta, quien previamente había desarrollado nanopartículas con propiedades magnéticas aplicables a procesos de remediación ambiental.

Al principio, las pruebas se realizaron con fuentes artificiales en laboratorio, con el fin de evaluar la eficiencia de los nanomateriales antes de pasar a muestras reales de afluentes mineros. Posteriormente, se formalizó un convenio con una empresa minera, lo que permitió traer muestras reales para validar el comportamiento de estas nanopartículas en condiciones más cercanas a la industria.

Nanomateriales híbridos: desarrollo y funcionamiento

Los nanomateriales desarrollados son híbridos, combinando bases de carbono con magnetito, lo que les confiere propiedades magnéticas. Esto les permite atrapar y retener partículas de arsénico con alta eficiencia y ser reutilizables en múltiples ciclos de análisis y tratamiento. Bazán Brizuela explica: “Estos materiales presentan ventajas frente a métodos tradicionales, no solo por su capacidad de captura, sino también por su funcionalización, que permite una mejor recuperación de elementos críticos y la posibilidad de reutilizarlos, optimizando recursos y reduciendo residuos”.

El tamaño reducido de estas partículas y su funcionalización las hacen particularmente eficaces para la detección de trazas de arsénico y otros metales, aumentando la sensibilidad de las técnicas analíticas y minimizando interferencias en los laboratorios. Este enfoque permite no solo el tratamiento de afluentes, sino también mejoras en la precisión de los análisis químicos realizados por las empresas mineras.

Dra. Ing. Vanesa Lucía Bazán Brizuela, directora del Doctorado en Procesamiento de Minerales de la UNSJ

Resultados preliminares y ventajas del método

Hasta el momento, el equipo ha logrado resultados prometedores en la captura de arsénico y mercurio, confirmando la eficiencia de los nanomateriales híbridos en comparación con métodos convencionales. Entre las ventajas señaladas se incluyen:

• Mayor capacidad de captura y recuperación de elementos críticos.
• Reutilización de las nanopartículas en múltiples ciclos de tratamiento.
• Aplicación potencial para mejorar la sensibilidad y precisión en técnicas analíticas de laboratorio.
• Posibilidad de tratar múltiples contaminantes simultáneamente.

Transferencia tecnológica y vínculo con la industria

Un aspecto central del proyecto es su potencial de transferencia tecnológica. Bazán Brizuela señala que el objetivo es que las empresas mineras puedan adaptar sus métodos tradicionales de monitoreo y tratamiento de afluentes hacia técnicas más limpias y eficientes, basadas en esta investigación doctoral. La estrategia incluye evaluar la adaptabilidad de las empresas para incorporar estos avances en sus operaciones, generando beneficios ambientales y económicos.

El doctorado, además, mantiene un vínculo permanente con la industria. Todas las tesis desarrolladas buscan atender problemáticas reales del sector, asegurando que los resultados puedan aplicarse directamente en operaciones mineras y no queden únicamente como aportes teóricos. Como enfatiza Bazán Brizuela: “La idea es que el conocimiento generado en el ámbito académico tenga una transferencia efectiva hacia empresas de distintos niveles, fortaleciendo la gestión ambiental y tecnológica del sector”.

Investigación articulada y visión académica

El Doctorado en Procesamiento de Minerales de la UNSJ se constituye como el primer programa doctoral en minería del país, con una trayectoria que combina investigación científica, formación académica avanzada y articulación con la industria. Las investigaciones realizadas se enmarcan dentro de un enfoque de tecnologías limpias y sostenibles, y buscan responder a necesidades concretas de la comunidad y del sector productivo. Bazán Brizuela destaca la importancia de mantener la investigación vinculada a problemas reales: “No nos limitamos a desarrollar estudios por el mero interés académico; buscamos generar soluciones aplicables, reforzando la base científica de los procesos y aportando valor a las empresas y a la comunidad”.

Desafíos y reconocimiento profesional

A pesar de estos logros, la directora reconoce que el valor de los especialistas locales a veces es subestimado. Según Bazán Brizuela, “en algunas oportunidades, las empresas o medios de comunicación buscan consultores de otros países, a pesar de que aquí se realizan investigaciones con el mismo nivel de rigor. Este proyecto demuestra que la ciencia local puede generar soluciones de calidad y relevancia internacional”.
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