O ciclo dunha mina non termina unha vez que se esgotou o mineral que contén. Os ocos mineiros, unha vez terminada a explotación, deben ser restaurados de acordo á esixente lexislación española.
Cando se pecha unha mina, a empresa debe realizar as accións necesarias para que o espazo se revalorice ou, canto menos, poida retornar ao uso orixinal do terreo. A rehabilitación de espazos mineiros en Galicia conta con algúns dos mellores casos de éxito a nivel internacional desde un punto de vista ambiental e social.
Nos últimos anos, ademais dos usos coñecidos para equipamentos sociais e de lecer ou como terreos industriais, existen numerosas iniciativas para converter os vertedoiros e os ocos mineiros en almacéns de enerxía.
Os cada vez máis ambiciosos obxectivos de descarbonización implican un crecemento exponencial de produción de enerxía proveniente de fontes renovables. O incremento da potencia instalada de eólica e fotovoltaica, como principais fontes de xeración renovable, implica tamén un incremento da potencia non gestionable.
A produción e o almacenamento de enerxía a través de parques eólicos ou fotovoltaicos depende de recursos naturais como a forza do vento ou a luz do sol. Esto significa que non se poden axustar ás horas pico e val de consumo, o que dá lugar a momentos de escaseza e de desaprovechamiento de enerxía. Esto deriva na necesidade de contar con sistemas que permitan transformar a enerxía non gestionable en gestionable: o almacenamento enerxético.
Vexamos algúns exemplos que se poden desenvolver en ocos mineiros.
Hidroeléctrica reversible en balsas mineiras e canteiras
A acumulación enerxética a través de bombeo reversible posiciónase como unha tecnoloxía madura, eficiente e con gran vida útil. Adicionalmente, sendo unha tecnoloxía europea, conta cunha clara vantaxe en canto a seguridade de subministración e independencia tecnolóxica.
Como funciona a hidroeléctrica reversible? Trátase de producir electricidade mediante a transferencia de auga entre depósitos a distintas alturas. Nas horas de máxima demanda e pouca/poua capacidade produtiva das fontes renovables, xérase enerxía eléctrica a partir da caída da auga a desnivel sobre turbinas. Mentres que, nas horas de consumo mínimo, as turbinas hidráulicas deixan de producir e bombéase a auga desde o depósito inferior ata o superior, almacenando enerxía potencial para momentos de máxima demanda. Desta maneira, unha central que integre o bombeo e produción eólica-fotovoltaica (hibridación) é capaz de fornecer enerxía renovable o 100% das horas do ano.
O impacto ambiental de empregar esta tecnoloxía de almacenamento enerxético é mínimo se se realiza a pequena escala aproveitando ocos mineiros que fosen naturalizados con auga. A nivel maior existen proxectos para a instalación de grandes hidroeléctricas reversibles aproveitando os lagos mineiros das Pontes e Meirama.
Ademais, en Galicia existen numerosas explotacións mineiras rehabilitadas que contan con pequenas balsas e ocos de canteira a distintos niveis. Por iso, existe un gran potencial de despregamento por todo o territorio desta tecnoloxía de baixo impacto debido ás súas conducións subterráneas, a naturalización dos noiros dos almacenamentos, a reforestación de zonas próximas ás instalacións. Así, este tipo de instalacións conseguen mellorar a resiliencia da sociedade e das infraestruturas verdes, reducindo a súa vulnerabilidade fronte ao cambio climático e os riscos naturais.
Ademais, as balsas non actúan só como sistemas de acumulación enerxética senón tamén como reservas de auga para diferentes usos, como o de loita contra incendios e o consumo. En Galicia, no caso de ciclos pechados, sen achega de auga de leitos externos, o consumo de auga é apenas nulo. A evaporación pódese ver compensada pola pluviosidade. Nos ciclos abertos, en bombeos e turbinados diarios, non hai apenas afectación ao caudal.
Baterías gravitacionais en minas e pozos subterráneos
Os sistemas de almacenamento de enerxía baseados na gravidade terrestre poden converter as minas e pozos en baterías xigantes. Do mesmo xeito que no caso das hidroeléctricas reversibles, a acumulación de enerxía resulta óptima neste caso se se asocia ao despregamento de renovables que dependen do sol ou da forza do vento.
Trátase de baterías gravitacionais que se basean nunha sinxela mecánica: aproveitar o principio de conservación da enerxía e, en particular, a posibilidade de converter a enerxía potencial (a relativa á acción da forza do peso, que depende da altura á que se atopa unha determinada masa: canto máis alto está un corpo, maior é a cantidade de enerxía potencial gravitatoria que posúe) en enerxía eléctrica mediante o chamado ‘freado rexenerativo’, o mesmo proceso co que os coches eléctricos, por exemplo, recuperan a enerxía da desaceleración do vehículo, que doutro xeito se perdería.
Esencialmente, trátase de deixar caer un corpo (unha masa sólida) desde bastante altura e transformar a enerxía da caída en electricidade. Como se devolve o corpo á altura orixinal? Investindo os motores e utilizando electricidade para volver subir o peso e comezar así de novo o ciclo. Esta electricidade obtense cando as renovables producen máis do que se pode envorcar á rede eléctrica nacional.
Existen iniciativas para realizar este proceso cunha masa única de gran tonelaxe (en probas en pozos mineiros de Polonia, Reino Unido ou Chequia). Tamén hai outras que combinan o uso dunha masa sólida con sistemas hidráulicos para o turbinado de auga.
Con todo, para conseguir rendementos considerables, está a desenvolverse o proxecto UGES (Underground Gravity Energy Storage) en Austria. A iniciativa consiste en encher unha mina subterránea fose de servizo con area (áridos de calquera mineral e granulometría pequena ou media) para xerar electricidade.
Úsase eixo vertical e motores/xeradores eléctricos para levantar e descargar grandes volumes de area. A tecnoloxía proposta xera electricidade ao baixar grandes volumes de area a galerías subterráneas a través do pozo da mina. Cando hai un exceso de enerxía eléctrica na rede, UGES pode almacenar electricidade subindo area das galerías inferiores e depositándoa en lugares de almacenamento superiores na parte superior da mina.
O medio de almacenamento de enerxía é area, o que significa que a taxa de autodescarga do sistema é cero, o que permite tempos de almacenamento de enerxía ultras longos. Ademais, ao empregar de áridos como medio de almacenamento alivia calquera complicación de uso subterráneo de auga. Canto máis profundo e ancho sexa o pozo, máis enerxía poderá extraerse da planta, e canto maior sexa a mina, maior será a capacidade de almacenamento de enerxía da planta.
Materiais termoeléctricos en vertedoiros mineiros
Só unha parte do mineral extraído dunha mina é apto para o seu uso pola sociedade. Unha porcentaxe relativamente alta pode ser o que se denominan estériles, é dicir, rocas que non son o obxectivo da explotación. Xeralmente trátase de grandes volumes de material que se depositan en vertedoiros próximos ás minas en forma de depósitos sometidos controlados.
Neses vertedoiros atópanse minerais que poden ser obxecto (pasados os anos e con novas tecnoloxías) de novas explotacións. Nos vertedoiros mineiros, hai un tipo de sulfuros, a tetraedrita, moi abundante e ideal polas súas propiedades termoeléctricas.
Os materiais termoeléctricos (TE) converten unha diferenza de temperatura en electricidade aproveitando o fluxo de electróns de zonas máis quentes do material a zonas máis frías. Así, en teoría, poden converter a calor residual nunha fonte de enerxía. Pero un material termoeléctrico eficiente ten que conducir a electricidade ben sen ser un bo condutor de calor, porque se non a temperatura no material igualaríase moi rapidamente. A maioría dos materiais que son bos condutores da electricidade tamén son bos condutores termais, e os poucos/pouos materiais que os investigadores puideron desenvolver con boas propiedades termoeléctricas son raros, caros ou tóxicos.
Con todo, esta tetraedrita é moi abundante en vertedoiros (sobre todo en Asturias e na Faixa pirítica ibérica), polo que a iniciativa europea Smart, na que participa o Instituto Xeolóxico e Mineiro de España (IGME), trata de rescatar este mineral para facer dispositivos termoeléctricos, baratos e con materiais europeo. O obxectivo é recuperar a calor residual que se perde en procesos industriais ou na propia actividade humana (cementeiras, hospitais e centros comerciais). O sistema xerará electricidade a partir desa calor residual, un recurso enerxético amplamente desaproveitado.
O futuro da almacenamento de enerxía pasa pola minaría en forma de minerais, pero tamén no aproveitamento dos recursos das minas xa explotadas para o seu uso como hidroeléctrica reversible, baterías gravitacionais ou para obter materiais termoeléctricos dos seus vertedoiros.
