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Buscando oro en la basura

09/09/2019
Por: Leidy Johana Quintero Martínez - Facultad de Ingeniería

Cada uno de los electrodomésticos que hay en nuestras casas y oficinas tiene en su interior una cantidad significativa de hierro, cobre y aluminio, así como pequeñas cantidades de cobre, plata, oro, paladio y otros metales que actúan como excelentes conductores de electricidad y que pueden reutilizarse en beneficio del medio ambiente.
      
    
 


Residuos de procesadores electrónicos provenientes de equipos de cómputo desechados.

El rápido desarrollo y consumo de la tecnología  ha permitido que su producción sea más económica y de fácil acceso, esto como consecuencia del modelo socioeconómico de crecimiento ilimitado y obsolescencia programada que traen los avances científicos de la sociedad contemporánea.

Estos cambios tecnológicos acelerados han creado en los seres humanos un deseo compulsivo de uso que es alimentado por tendencias que invitan a reemplazar los modelos anteriores, dejando a su paso gran cantidad de basura eléctrica y electrónica que afecta la calidad del suelo, el aire y el agua. 

Preocupadas por la recuperación de metales preciosos, como el oro y el neodimio, en computadores depositados en centros de reciclaje de la ciudad, las profesoras María Esperanza López Gómez y Claudia Patricia Serna Giraldo, del Grupo de Investigaciones Pirometalúrgicas y de Materiales -GIPIMME- del Departamento de Ingeniería de Materiales de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Antioquia, orientaron la investigación de Doctorado en Ingeniería de Materiales de Andrea Alzate Naranjo y de la Maestría en Ingeniería de Materiales de Erwin Ciro Zuleta, con quienes desarrollaron procesos químicos de lixiviación selectiva con iones persulfato y ferrato para extraer oro y neodimio de las tarjetas de circuito impreso, procesadores y discos duros de los computadores desechados, aplicando procesos menos contaminantes y favorables para el medio ambiente.

La doctora Andrea Alzate Naranjo, investigadora principal de la tesis Desarrollo de nuevos métodos ambientalmente amigables para la recuperación de oro desde residuos electrónicos usando los iones persulfato (S2O82-) y ferrato (FeO42-), comenta que siempre sintió una fascinación por las reacciones químicas, un interés que solo un fiel amante de la química puede entender, un encantamiento por cómo, a partir de reacciones «podemos hacer aparecer cosas que antes no eran tan evidentes», dice la investigadora.

Con la empresa Lito S.A.S. trabajó en el desarrollo de una solución que permitiera la recuperación de oro en piezas de computadores, pero deseaba encontrar métodos de bajo impacto ambiental para conseguir el apoyo de la academia y su difusión en la ciencia. Así logró desarrollar un método para la recuperación de oro con agentes de bajo impacto ambiental, siendo una alternativa a procesos de obtención de metales sin incurrir en la extracción minera primaria; lo cual, a largo plazo, disminuiría los daños asociados con esta actividad. 

Para la profesora María Esperanza López Gómez, esta es una opción a la extracción de oro de nuestra propia basura electrónica, separando los componentes de cada pieza sin afectar al medio ambiente.

En la extracción del oro, por ejemplo, «pasa que algunas piezas de dispositivos electrónicos tienen capas muy pequeñas de oro. Lo que se hace es someter esas piezas a unos procesos químicos, dejando que actúen entre la capa de oro y la base de este material electrónico. La atacamos un poco, las dejamos ahí y esa capa se desprende», y aclara que para este proceso, por sencillo que parezca, se necesitaron meses de investigación y trabajo en equipo.


Oro recuperado de procesadores electrónicos usando métodos ambientalmente amigables de oxidación selectiva.

Puesto que los resultados con el persulfato fueron exitosos, la doctora Alzate deseaba conocer cómo podía aplicar estos procesos para la extracción de otros elementos de interés estratégico.

«Es ahí donde se vincula la investigación de Erwin y donde comenzamos a ver si se podía lograr la lixiviación completa del neodimio presente en los imanes usando persulfato», comenta. Las sinergias durante el trabajo permitieron una retroalimentación permanente, ya que ambos desconocían las dificultades de obtener la lixiviación. No obstante, los resultados que alcanzaron tienen relevancia científica y, hasta cierto punto, empresarial.

El investigador Erwin Ciro Zuleta trabajó en el proceso de recuperación del neodimio: un elemento de tierras raras, que no resulta familiar cuando se nombra pero que es estratégico para la mayoría de los desarrollos computacionales (altamente usado en discos duros) y la producción de motores de turbinas de viento de energías verdes o de automóviles.

Ciro Zuleta comenta que se interesó por el tema «durante el pregrado en Ingeniería de Materiales y toda la influencia metalúrgica que experimenté en esos años, la misma que me llevó a aceptar este proceso de formación investigativa y ya, en definitiva, continuar una profundización en este tema de recuperación de metales. Se volvió muy interesante encontrar que existía una necesidad global de abastecimiento por procesos amigables con el medio ambiente».

De esta manera enfocó esa temática en el trabajo de investigación Desarrollo de un método lixiviante de bajo impacto ambiental usando el ion persulfato (S2O82-) para la recuperación selectiva de neodimio a partir de residuos eléctricos y electrónicos.

El neodimio se utiliza como imán permanente de alto poder y su aplicación en proyectos tecnológicos no supera una pulgada. Según la profesora Claudia Patricia Serna Giraldo, «el neodimio en el país no se ha encontrado reportado en los yacimientos de recursos no renovables. Estamos en una sociedad en la que hay computadores y una gran variedad de dispositivos electrónicos que tienen este elemento, el cual creemos que es necesario rescatarlo y mejor si se hace con un reactivo que sea de bajo impacto ambiental, como lo hace nuestra propuesta».
 

Residuos de imanes de neodimio provenientes de discos duros de equipos de cómputo desechados.

Erwin sostiene que con este proyecto se desarrolló un proceso de ciclo cerrado usando persulfato amonio para la conversión del imán de neodimio de residuos electrónicos a una sal de neodimio con alta pureza como suministro de neodimio, lo que permite que este compuesto sirva como materia prima en futuras aplicaciones. 

Este grupo de investigadores del GIPIMME, grupo clasificado en categoría A1 por Colciencias, ha realizado más de nueve publicaciones en varias revistas internacionales de gran difusión e impacto en las áreas de manejo de residuos y producción limpia.

Conscientes de la importancia de esta invención, continuarán haciendo estudios y pruebas para llevar estos métodos a una escala industrial. En 2018, las profesoras María Esperanza López Gómez y Claudia Patricia Serna postularon la investigación Desarrollo de un nuevo proceso de lixiviación selectiva de bajo impacto ambiental con el ion persulfato (S2O82-) para la extracción de oro y neodimio desde residuos eléctricos y electrónicos, al Premio a la Investigación Universidad de Antioquia 2018. 

Según datos del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, en el año 2016, la generación de residuos eléctricos y electrónicos fue de 202 toneladas, un equivalente a 5,6 kilogramos por habitante sobre una base de 47,71 millones de habitantes en el país. Dadas las actuales condiciones de contaminación en Colombia y en el mundo, propuestas investigativas como esta se convierten en una oportunidad para el aprovechamiento completo de la basura sin generar mayor contaminación.
 

Cristales de sulfato de neodimio recuperados de los residuos de imanes usando métodos de lixiviación selectiva de bajo impacto ambiental.

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