Una investigación de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), sede Medellín, encontró una forma de aprovechar las arenas negras, un residuo de la minería aurífera que hasta ahora se acumulaba sin mayor utilidad. Gloria Soto, candidata a magíster en Ingeniería – Materiales y Procesos de esa institución, desarrolló un nanofluido a partir de estos materiales, con potencial para usarse en colectores solares térmicos instalados en viviendas, hoteles e industrias.
El estudio tomó como caso de referencia la minería aluvial del municipio de El Bagre (Antioquia), uno de los focos de producción aurífera del país. Colombia exportó en 2024 cerca de 67 toneladas de oro, por un valor superior a los 3.000 millones de dólares, una actividad que, según la investigación, genera miles de toneladas de arenas negras cada año sin un uso definido.
¿Qué son las arenas negras y por qué tienen valor?
Las arenas negras son un subproducto de la extracción de oro que, a simple vista, se asemejan a las de cualquier playa o río. Sin embargo, contienen minerales con propiedades magnéticas como la magnetita, la ilmenita y la hematita, que quedan como remanente después de retirar el oro. En El Bagre, de acuerdo con la investigación, se procesan cerca de 102.000 toneladas de material al día, de las cuales aproximadamente 1.020 toneladas —el 1 %— corresponden a este residuo.
¿Cómo se obtiene el nanofluido a partir de este residuo?
El proceso comenzó con una separación magnética, técnica que utiliza imanes para atraer y aislar los minerales con propiedades magnéticas presentes en las arenas. De allí se extrajeron la magnetita y la ilmenita, ambas ricas en hierro. Posteriormente, la investigadora aplicó rayos láser y molienda de alta energía para reducir el tamaño de estas partículas hasta hacerlas casi mil veces más pequeñas que su estado original, al punto de resultar invisibles al ojo humano. Ese material, finalmente, se mezcló con un líquido para dar forma al nanofluido.
¿Por qué es relevante que las partículas conserven su magnetismo?
Según la investigadora, el hallazgo central del trabajo fue comprobar que las partículas podían reducirse de tamaño sin perder sus propiedades magnéticas. Esta característica diferencia al nuevo material de los fluidos sintéticos que actualmente se usan en los colectores solares, ya que permite manipular el nanofluido desde el exterior mediante un campo magnético, además de mejorar la captación y transferencia del calor solar.
¿Qué papel juega el color del material en su funcionamiento?
El nanofluido resultante adquiere una tonalidad oscura, una propiedad que, de acuerdo con la teoría del color, favorece la absorción de radiación solar. La investigación buscó que el material se comportara de manera similar a un cuerpo negro, con el fin de captar la mayor cantidad posible de calor y traducir esa captación en una mayor producción de energía térmica.
¿En qué se diferencia esta tecnología de los paneles solares convencionales?
A diferencia de los paneles solares fotovoltaicos, que generan electricidad, los colectores solares térmicos producen calor, utilizado para calentar agua o para procesos industriales. En ese tipo de sistemas es donde se emplean los nanofluidos, líquidos que contienen partículas de tamaño extremadamente reducido con capacidad de absorber más radiación solar que un fluido convencional.
A diferencia de los paneles solares fotovoltaicos, que generan electricidad, los colectores solares térmicos producen calor, utilizado para calentar agua o para procesos industriales.
