En el municipio de El Bagre (Antioquia), una investigadora logró transformar las arenas negras que deja la extracción de oro en un líquido con diminutas partículas magnéticas —conocido como nanofluido— que haría más eficiente la producción de energía térmica.
En 2024 Colombia exportó cerca de 67 toneladas de oro por un valor superior a los 3.000 millones de dólares. Buena parte de esa producción proviene de la minería aluvial, especialmente de Antioquia, Chocó, Bolívar y Córdoba.
Esa actividad también genera miles de toneladas de arenas negras, un residuo minero que suele acumularse sin mayor aprovechamiento. Aunque aparentemente estas arenas son como las cualquier playa o de las orillas de los ríos, contienen minerales como magnetita, ilmenita y hematita que permanecen allí después de extraer el oro.
Ese potencial le llamó la atención a Gloria Soto, candidata a magíster en Ingeniería – Materiales y Procesos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, quien encontró una forma de darles un segundo uso a esos minerales. El resultado, pionero en Colombia, abre la posibilidad de convertir un residuo minero en un insumo para producir energía térmica.
Mediante “separación magnética”, un proceso que utiliza imanes para atraer los minerales con propiedades magnéticas, la investigadora aisló la magnetita y la ilmenita, dos minerales ricos en hierro, y comprobó que se podían convertir en el componente principal de estos fluidos especiales utilizados para captar y transportar mejor el calor del Sol en sistemas de energía térmica.
“Lo más importante de la investigación es que logramos asimilar un material natural como las arenas negras al comportamiento de un material sintético, con la diferencia de que las arenas no tienen ningún costo”, destaca la estudiante Soto.
Estos materiales están pensados para utilizarse en colectores solares, equipos instalados en viviendas, hoteles e industrias que aprovechan el calor del Sol para calentar agua o alimentar procesos industriales. A diferencia de los paneles solares, que producen electricidad, estos sistemas generan calor, y es allí donde entran los nanofluidos, líquidos que contienen partículas extremadamente pequeñas capaces de absorber más radiación solar que un fluido convencional.
De residuo minero a material de alta tecnología
La investigación tomó como referencia la minería aluvial practicada en el municipio de El Bagre (Antioquia), en donde cada día se procesan cerca de 102.000 toneladas de material, de las cuales unas 1.020 toneladas diarias —aproximadamente el 1 %— corresponden a arenas negras.
En ese contexto, y en aras de aportar a la transición energética, después de separar la magnetita y la ilmenita de las arenas, la investigadora adelantó un proceso para reducir su tamaño usando rayos láser y la molienda de alta energía. Y aunque parezca un tema menor, la reducción del tamaño de los minerales fue el punto clave de la investigación.
En su estado original, las arenas negras contienen partículas demasiado grandes para aprovecharse en estos fluidos especiales. Por eso la investigadora redujo su tamaño mediante distintas técnicas hasta obtener partículas magnéticas casi 1.000 veces más pequeñas, invisibles al ojo humano, que luego mezcló con un líquido para crear el nanofluido.
“Evidenciamos que era posible reducir el tamaño de las partículas sin que perdieran sus propiedades magnéticas”, explica la investigadora. Ese fue el principal logro, pues diferencia este material de los fluidos sintéticos utilizados en los colectores solares.
Al conservar su magnetismo, no solo mejora la captación y transferencia del calor proveniente del Sol, sino que además se puede manipular desde afuera mediante un campo magnético, una característica que los fluidos convencionales no ofrecen.
Una vez obtenido, el material adquirió un color oscuro. Según la magíster Soto, esta característica también juega a su favor, ya que, según la teoría del color, las superficies más oscuras absorben una mayor cantidad de radiación solar, y por lo tanto captan más calor.
“Lo que buscábamos era que este nanofluido se comportara como un cuerpo negro que lograra absorber mucho más calor, y que esa mayor captación de radiación se tradujera en mayor posibilidad de generar energía térmica”, asegura la investigadora.
Para la estudiante Soto, sus resultados abren la puerta para explorar la reducción de costos en la producción de energía térmica a partir de residuos de la minería, un proceso que las empresas mineras podrían implementar en su cadena productiva.