Luego de finalizar su doctorado en Ingeniería de Procesos de Minerales en la Universidad de Antofagasta (UA) a comienzos del 2022, la Dra. Yahaira Barrueto tomó la decisión de venirse a Valparaíso a realizar un post doctorado. En diciembre del 2021 había recibido la invitación del profesor de la EIQ, Dr. Jaime Morales, para integrarse a un equipo de investigación, compuesto además de él, por los profesores Dres. Pedro Robles y Carlos Carlesi, quienes tenían el interés en postular junto a la joven profesional a un postdoctorado FONDECYT.

Fue así que Yahaira, que en ese entonces vivía en Mejillones, no lo pensó dos veces, y luego de defender su tesis de doctorado en enero pasado, tomó todas sus cosas y, junto a su marido, se instaló en la zona.

La joven doctora de 28 años, ingresó a la carrera de Ingeniería Civil en Procesamiento de Minerales en la Universidad de Antofagasta el año 2012. Una vez finalizado sus estudios de pregrado el año 2018, ingresó al doctorado en Ingeniería de Procesos de Minerales, en esa misma universidad. Mientras cursaba el programa el año 2019, fue invitada por el profesor Morales a realizar una pasantía por tres meses a la Escuela de Ingeniería Química de la PUCV. “En ese entonces yo necesitaba trabajar con el profesor Carlos Carlesi, ya que él tenía conocimiento sobre el área de mi investigación de tesis, que era sobre el uso de líquidos iónicos (LI) en la obtención de metales a partir de residuos electrónicos. Vine a la Escuela a hacer pruebas de laboratorios y a sintetizar líquidos iónicos, pero lamentablemente el Dr. Carlesi se encontraba estudiando en Inglaterra, por lo que tuvimos que trabajar prácticamente a través de Whatsapp. El profesor me pasó su laboratorio y me dijo que hiciera todo lo que tenía que hacer. Fue así como en esa oportunidad estuve en la EIQ desde marzo hasta fines de mayo”, explica Yahaira.

La doctora cuenta que las investigaciones dieron como resultado un paper publicado en la revista Journal of material cycles & waste management, bajo el título de “Leaching of metals from printed circuit boards using ionic liquids”, el cual se transformó en su trabajo principal de tesis.  Pero luego llegó la pandemia, y todo se hizo cuesta arriba. “En ese instante estaban todos publicando, entonces nos costó que aceptaran el artículo en una revista, pero finalmente logramos que lo publicaran”. En esa publicación también participaron los investigadores de la EIQ anteriormente mencionados, con el profesor Morales en representación de la Escuela.

“Lamentablemente, el doctorado no se desarrolló como hubiera querido”, añade Yahaira. “Me tocaron dos años de pandemia, en los que había planeado hacer una pasantía en el extranjero. Tenía todo listo para irme a Portugal, pero por el tema del Covid la universidad comenzó a funcionar en modalidad de teletrabajo. No tenía sentido que fuera. Entonces se acortó todo y tuve que defender mi tesis en enero del 2022. Fue muy difícil, ya que justo el año 2020 era un año muy experimental, donde tenía programadas muchas pruebas. Tuve que hacer todo teórico, y suponer lo que iba a pasar y lo que no”, explica la doctora.

De este modo, la segunda parte de su tesis, enfocada en la extracción, fue teórica, ya que no pudo hacer pruebas en laboratorios. “La universidad en Antofagasta también estuvo cerrada, entonces cuando pudimos volver había que echar a andar todo, calibrar equipos, los reactivos se habían vencido, tuvimos que comprar todo de nuevo, y ese proceso se demoraba mucho más”, señala.

Pero lo anterior no impidió que Yahaira terminara su doctorado con distinción máxima. “Aún no me lo creo, pero defendí mi tesis, tomé mis cosas y me vine”, dice entusiasmada. “Terminando el doctorado, debía empezar a buscar trabajo, y llegó esta oportunidad que no se la dan a cualquiera, y que habla también de la buena relación que he construido con los profesores y con la EIQ. Además, con mi marido teníamos ganas de cambiarnos de ciudad, entonces cargamos la camioneta y nos vinimos”, añade.

Fue así como Yahaira Barrueto y el equipo de investigadores de la Escuela de Ingeniería Química, postularon al FONDECYT POSTDOCTORADO 2023, cuyos resultados se conocerán en diciembre próximo. El proyecto liderado por el Dr. Pedro Robles, retoma algunas interrogantes que quedaron pendientes en el doctorado de la joven profesional, a través del “Estudio de la Estabilidad Química y Térmica de los Líquidos Iónicos después del proceso de Lixiviación”. “Es parte de las dudas que fueron quedando, y que me preguntaron en mi defensa de tesis. Yo planteé esto a los profesores de la EIQ y ellos estuvieron de acuerdo que era un muy buen tema para postular al postdoctorado”, aclara.

Yahaira, junto al grupo de investigadores, está tratando de potenciar el uso de líquidos iónicos en el proceso de lixiviación. Cabe señalar, que el inconveniente que tienen este tipo de líquidos es su alto valor, por lo que en esta investigación se pretende aumentar su vida útil. “El proceso de lixiviación es muy agresivo, lo que hace que los líquidos iónicos se degraden muy rápido. Nosotros estudiaremos el proceso de degradación y analizaremos algunos procesos que podrían aumentar su vida útil”, explica.

De esta forma, a partir de estudios que realizaron los profesores Carlos Carlesi y Pedro Robles, la investigadora va a simular las condiciones de lixiviación y evaluará nuevamente cómo termina el LI. “Cuando el proceso de lixiviación se hace a altas temperaturas hay una degradación térmica de la parte catiónica del líquido iónico, por ende, nosotros estamos analizando procesos como los sistemas acuosos bifásicos, con el objetivo de hacer un intercambio catiónico, el cual se realiza utilizando una sal más barata que contiene el mismo catión y, de este modo, poder restaurar el líquido iónico. Este es un proceso que es ambientalmente más amigable”, añade la doctora.

El estudio que lleva a cabo Yahaira Barrueto consiste en la utilización de LI para reciclar residuos electrónicos.   “A pesar de que me han dado muy buenos resultados, es necesario potenciar su vida útil para que sean económicamente más rentables y se puedan utilizar a mayor escala.  Yo los utilizo como el principal agente lixiviante, para capturar los metales que están en el residuo y extraerlos. Cumplen una función muy similar al ácido sulfúrico, pero no pueden competir con él en precio, ya que este último es muy barato. Pero como el líquido iónico tiene otras ventajas, estamos tratando de potenciar su uso”.

En la segunda parte del proyecto, el LI se utilizará para la extracción por solventes, la que incluye dos etapas, extracción y re extracción, donde convencionalmente se usan compuestos orgánicos altamente contaminantes, por lo que estos investigadores pretenden reemplazarlos. Sin embargo, el líquido iónico puede hacer el ciclo de extracción y re extracción solo cinco veces sin perder su eficiencia, pero se desconoce qué sucede después de estos cinco ciclos.

Cabe mencionar, que el proceso de extracción y re extracción consiste en el contacto del LI que contiene el metal, con otro solvente y se descarga, para posteriormente volver a la lixiviación. La investigación pretende hacer más de cinco ciclos de este proceso, cuantificar su eficiencia, y evaluar el líquido iónico química y estructuralmente, para determinar si se puede restaurar y soportar mínimo 20 ciclos.

“Existe un estudio que dice que después de los 20 ciclos el líquido iónico compite con los solventes convencionales en precio, y ya a partir de los 50 ciclos es mucho más barato, por lo que queremos saber por qué entonces solo se habla de cinco ciclos, y qué pasa después. Nuestra idea es llegar a los 20 ciclos y ver qué sucede con el líquido iónico”, explica Yahaira.

La tercera y última parte de la investigación es el proceso de cementación, el que utiliza el LI como medio de reacción. Sobre este proceso no existe literatura, por lo que deberán abordarlo desde cero.

Este proyecto, pretende comenzar su etapa de pruebas prontamente y avanzar hasta conocer los resultados a fines de año. De ser favorable la postulación, se comenzará a ejecutar a partir de abril del 2023. Sin embargo, este año los investigadores han publicado un review sobre el uso de los líquidos iónicos en el proceso de lixiviación, este trabajo se encuentra publicado en la revista Hydrometallurgy, bajo el título “Properties and application of ionic liquids in leaching base/precious metals from e-waste. A review.”

Cabe destacar, que el Dr. Pedro Robles, patrocinante del proyecto, tiene una vasta experiencia en la utilización líquidos iónicos para lixiviación, además cuenta con amplios conocimientos en modelación. Por su parte, el Dr. Carlos Carlesi, posee una importante experiencia en LI, y el Dr. Jaime Morales es experto en modelación termodinámica.