Aplicaciones de la tecnología nuclear en la minería

La aplicación de la tecnología a la minería no es nueva, ya se realizaba en Australia en la década de los 80 cuando se utilizaban neutrones, rayos X y radiotrazadores con diferentes objetivos.

En la actualidad, existen muy diferentes técnicas con diferentes usos entre las que destacan:

Utilización de sondas nucleares.

Para determinar la física y química de los suelos, como la diagrafía de pozos de sondeo o la datación isotópica, lo que permite conocer si un estrato reúne las condiciones favorables para albergar minerales o combustibles. Ejemplo: En la minería del carbón permite determinar el espesor de la veta de carbón y así evitar la excavación improductiva de la roca.

Medición de la radiactividad con, por ejemplo, espectrómetros de masas.

En la minería del uranio la medición de la radiactividad de la roca consigue separar la ganga de la mena y determinar la riqueza de ésta y también se utiliza para la caracterización de betunes y asfaltos ha permitido determinar las peculiaridades de diversos yacimientos arqueológicos.

Uso de radiotrazadores o sondas nucleónicas.

Para aumentar la eficiencia de la industria minera y así aumentar su rentabilidad. En las operaciones mineras es importante analizar grandes cantidades de minerales —entre 1000 y 10 000 toneladas por hora— a medida que pasan por una cinta transportadora. Para hacer un análisis rápido y preciso, los ingenieros necesitan una manera de examinar los minerales para detectar los elementos que contienen y en qué cantidad. En este sentido, la utilización de neutrones, rayos X o rayos gamma de alta energía que son muy penetrantes, permiten analizar grandes catnidades de material con bastante precisión, por lo que se considera que las técnicas nucleares son las más apropiadas para realizar este tipo de análisis.

También se utilizan radiotrazadores y sondas nucleónicas en las industrias mineras para mejorar la calidad de los productos, optimizar los procesos y ahorrar energía y materiales.

La Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO por sus siglas en inglés), ha desarrolaldo técnicas nucleares para, entre otras cosas, realizar perforaciones, clasificar los minerales y llevar a cabo labores de detección y análisis en tiempo real.

Para ello, emplea un analizador en que la fluorescencia X se combina con la difracción de rayos X para caracterizar rápidamente los minerales a niveles de partes por mil millones. Con esta técnica se pueden detectar elementos clave hasta un nivel de alrededor de cien partes por mil millones y se pueden medir cantidades de metales valiosos, como el oro, la plata, el uranio y los elementos del grupo del platino, y de contaminantes importantes, como el plomo, el mercurio y el arsénico, a niveles de unos pocos gramos por tonelada o menos. Asimismo, la CSIRO ha ideado un método de análisis por activación de rayos gamma que utiliza rayos X de alta energía para medir las muestras de mena en un sistema automatizado, sin que sea necesario realizar tareas laboriosas de preparación de muestras ni tener acceso a un reactor nuclear para realizar un análisis por activación neutrónica. Esta técnica resulta especialmente eficaz para detectar el oro contenido en diversos tipos de muestras.

La producción mundial de oro está valorada en miles de millones de dólares al año y el elevado precio de este metal se debe principalmente al alto coste que supone su extracción. El oro se extrae comercialmente a niveles de gramos por tonelada y pocas técnicas analíticas son suficientemente sensibles para medir metales con precisión a unos niveles tan bajos. En el análisis por activación de rayos gamma se usan rayos X de alta potencia para excitar elementos concretos del mineral, a fin de activar las trazas de oro de la muestra. La técnica se aplica al oro en cualquier forma química o física y se puede usar para determinar la cantidad de ese metal en sólidos, lechadas o líquidos. Al combinar las últimas novedades en fuentes de rayos X de alta potencia y detectores de radiación con modelos informáticos avanzados, el analizador desarrollado por la CSIRO puede detectar niveles de oro diez veces más bajos que los que pueden detectarse mediante otras técnicas. También puede detectar niveles muy bajos en muestras extremadamente pequeñas.

Por otro lado, no se debe olvidar la investigación y desarrollo en este campo continúa y que son numerosas las colaboraciones del Organsimo Internacional de Energía Atómica (OIEA), entre las que está con CSIRO, para desarrollar métodos radiométricos destinados a la exploración y la extracción de minerales y metales, en cuyo marco está dando a conocer su tecnología a científicos de todo el mundo.