China logra transformar residuos sólidos y CO₂ en material cementante para la minería sostenible

El gigante asiático ha dado un paso decisivo hacia la minería sostenible con la presentación de una tecnología capaz de transformar residuos sólidos industriales y dióxido de carbono (CO₂) en materiales cementantes para el relleno de minas de carbón. Este enfoque, desarrollado por un equipo de investigadores chinos, busca no solo minimizar el impacto ambiental de la minería, sino también contribuir al objetivo global de neutralidad de carbono. El avance representa una solución dual a dos de los desafíos ambientales más urgentes: la acumulación de residuos derivados de la quema de carbón y las crecientes emisiones de gases de efecto invernadero.

Tradicionalmente, el cierre y la estabilización de minas de carbón implican el uso de cemento convencional, cuya producción es una fuente relevante de emisiones de CO₂. Sin embargo, la nueva técnica emplea materiales como cenizas volantes, escoria de carburo y lodo rojo, todos subproductos industriales que, tras un proceso de mineralización con CO₂, se convierten en un potente material de relleno. Esta mineralización imita procesos naturales de meteorización de rocas, pero acelerados y controlados en laboratorio, lo que permite encapsular el carbono de forma permanente y segura en los residuos.

Los resultados presentados por el equipo investigador son prometedores. El material cementante preparado a partir de la combinación de cenizas volantes, escoria de carburo y lodo rojo, mineralizado con CO₂, demostró una resistencia a la compresión superior a la de los materiales tradicionales utilizados en relleno de minas. Además, este nuevo material exhibe una excelente fluidez y cohesión, factores esenciales para rellenar espacios subterráneos de manera efectiva y segura. Pero el mayor valor está en su capacidad de secuestrar carbono: hasta 14,4 kg de CO₂ por cada tonelada de material preparado, lo que equivale a una reducción neta de emisiones significativa si se implementa a gran escala.

China produce anualmente cientos de millones de toneladas de residuos industriales como cenizas volantes y lodos. Este excedente ha supuesto históricamente un problema ambiental por la falta de métodos eficaces de reutilización. Ahora, según el estudio, la integración de esta tecnología podría permitir que estos residuos se conviertan en recursos valiosos, logrando no solo estabilizar los espacios excavados de las minas, sino también reducir la presión sobre vertederos e instalaciones de almacenamiento de residuos peligrosos. Solo la aplicación anual de estos materiales permitiría reducir más de un millón de toneladas de emisiones de carbono.

El potencial de la tecnología trasciende las fronteras chinas. Muchos países mineros enfrentan desafíos similares: residuos industriales acumulados, minas abandonadas que requieren estabilización y la necesidad de avanzar hacia operaciones con menor huella de carbono. La solución propuesta por el equipo chino puede adaptarse a distintos tipos de residuos y condiciones locales, convirtiéndose en un modelo para la minería verde en todo el mundo. Su enfoque, basado en la sinergia entre reciclaje industrial y captura de carbono, resulta especialmente atractivo para regiones que buscan alternativas viables al tradicional cemento portland.

Otro aspecto relevante es el impacto directo sobre el ciclo de vida del carbono en la minería. La mineralización de CO₂ en los materiales cementantes no solo reduce las emisiones durante el proceso, sino que convierte los propios residuos en sumideros estables de carbono a largo plazo. Los investigadores calculan que solo en la cuenca del río Amarillo, en China, el espacio subterráneo disponible permitiría secuestrar hasta 0,18 gigatoneladas de CO₂ utilizando esta tecnología entre 2016 y 2030. Esta cifra equivale a las emisiones anuales de CO₂ de países enteros, subrayando el potencial transformador de la iniciativa.

Para garantizar la viabilidad a largo plazo, el estudio también evaluó la eficiencia energética y los costes asociados al proceso de mineralización. Los resultados indican que, si bien se requiere energía para el tratamiento y la inyección de CO₂, la reducción neta de emisiones supera con creces el consumo energético adicional. El uso de residuos industriales como materia prima también disminuye los costes respecto al uso de cemento tradicional, alineándose con las políticas de economía circular y transición ecológica impulsadas en China y a nivel internacional.

La propuesta china marca una nueva etapa en la gestión sostenible de residuos y en el avance hacia una minería con menor impacto ambiental. La integración de captura de carbono y reciclaje de subproductos industriales en materiales cementantes puede cambiar la forma en que se afrontan los desafíos ecológicos de la minería. Si la tecnología se expande, no solo contribuirá a la descarbonización industrial, sino que puede posicionar a China como líder en soluciones globales para la transición energética y la neutralidad de carbono.

Fuente: Science Direct