Los metales indio (In), germanio (Ge) y galio (Ga) se encuentran entre las materias primas consideradas estratégicas por diversos organismos internaciones. Estos metales se utilizan para la fabricación de tecnologías verdes (por ejemplo, paneles solares o baterías menos contaminantes) y en muchos dispositivos electrónicos. Por lo tanto, un suministro seguro de estos metales es muy importante para la economía nacional y mundial. El Perú y otros países del área andina disponen de depósitos con concentraciones conocidas en estos elementos. No obstante, se conoce poco sobre cuál es su mineralogía y también su distribución en los yacimientos minerales y el momento de su concentración durante la cristalización de los minerales con valor económico. En la presente investigación, se pretende realizar un análisis sistemático de elementos en proporciones bajas (no mayoritarios) en minerales de mena en depósitos seleccionados de Perú y Bolivia, con un estricto control de su posición en el yacimiento, la identificación de los minerales que los contienen y la identificación de las condiciones de presión, temperatura y composición química de los fluidos a partir de los que precipitaron los minerales. Al final del proyecto, se espera entender mejor cómo se concentran el In, Ge y Ga durante procesos magmático-hidrotermales (alta temperatura) y supergénicos-residuales (baja temperatura). Los resultados de la investigación tienen un impacto directo en la economía peruana y en el aprovechamiento de sus recursos estratégicos. La propuesta se alinea con la demanda estratégica “minería y su manufactura” de la convocatoria.  https://t.ly/cdkr

El suministro sostenible a metales críticos como el indio (In), el germanio (Ge) y el galio (Ga) es indispensable para la economía global. Estos elementos son componentes necesarios en tecnologías modernas digitales, así como en las llamadas tecnologías verdes. Las tecnologías verdes, llamadas a ser sustitutos amigables con el medio ambiente de las tecnologías clásicas, representan de hecho uno de los más importantes paradigmas de la generación actual: son consumidoras implacables de recursos minerales no convencionales, que son mucho más escasos y de más difícil beneficio (e.g., In, Ge, REE, PGE) que los llamados convencionales (e.g., Cu). Por ejemplo, el In es un componente mayoritario de células solares fotovoltaicas. Por tanto, la economía peruana pende de un suministro seguro de estas materias primas críticas.

El área centro-andina y, especialmente, el cinturón estannífero (que se extiende desde el sur de Perú hasta el norte de Argentina, atravesando toda la cordillera oriental boliviana), aloja importantes concentraciones de In, Ge y Ga. No obstante, muy a pesar de su importancia económica y estratégica, escasean los estudios científicos y técnicos en relación a la presencia de estos metales en yacimientos de la región, y los que existen son antiguos y poco detallados. Hay una importante deficiencia en el conocimiento de la mineralogía y distribución de estos metales estratégicos a nivel de yacimiento mineral, de distrito minero y de metalotecto. Este hecho dificulta la elaboración de guías de exploración óptimas para la localización de nuevos recursos minerales ricos en metales críticos usados en tecnologías verdes. Por otro lado, además, dificultan el beneficio mineralúrgico y metalúrgico de estos elementos debido al desconocimiento de las fases portadoras y la distribución entre fases minerales precipitadas en equilibrio, por lo que importantes recursos pueden perderse durante el proceso minero-metalúrgico por simple desconocimiento de concentraciones puntuales detalladas para todos y cada uno de los minerales de mena presentes en un yacimiento o distrito minero. Finalmente, y no menos importante, se ha constatado de que es tónica común que empresas mineras explotando yacimientos con concentraciones descritas de In, Ge y Ga son completamente desconocedoras de esta realidad. Este desconocimiento perjudica seriamente el beneficio económico potencial que pueden obtener, así como del beneficio derivado para el Perú y otros países de la región.

En esta investigación, se propone un estudio pormenorizado de la distribución del In, Ge y Ga en secuencias minerales bien determinadas a partir de muestras representativas de los diferentes sectores de distritos mineros. Este estudio se beneficiaría de expertos mineralogistas internacionales y nacionales, así como de las más modernas tecnologías analíticas disponibles, que son la garantía de la consecución de los objetivos planteados.

Asimismo, se considera esencial este desarrollo científico aplicado para el Perú y se entiende que el mejor escenario es aquel donde las instituciones nacionales sean las que lideren investigaciones referentes a recursos minerales estratégicos del país. En caso de no resolverse la problemática presentada, se seguirán obteniendo pobres resultados en la exploración de metales críticos de alta importancia económica, se continuará sin procesarlos metalúrgicamente de manera adecuada, no aprovechando todo el potencial de los recursos minerales (y perjudicando los objetivos de una minería circular propia del s. XXI), y no se alcanzarán las cuotas económicas adecuadas debido al desconocimiento por parte de algunas empresas mineras de la presencia y valor de mercado de estos elementos que no son contabilizados como recurso. Cabe precisar que la investigación se desarrollará en colaboración con algunas empresas mineras del Perú (e.g., Tinka Resources), las cuales podrán aplicar de manera directa los resultados que se alcancen.

Existe una creciente preocupación por garantizar un acceso fiable, sostenible y sin distorsiones a las materias primas fundamentales para la economía global. La Comisión Europea, a través de la iniciativa de materias primas, ha enumerado 27 materias primas críticas basadas en su alta importancia económica combinada con un alto riesgo en su suministro. Entre estas materias primas críticas, se encuentran de forma destacada el indio (In), el germanio (Ge) y el galio (Ga), objeto del presente estudio. De forma similar, el Servicio Geológico de los Estados Unidos explica que el aumento en el consumo de estas materias en China, país que controla mayoritariamente el mercado de estos metales, puede conducir a períodos de déficit de suministro durante los próximos cuatro años (2018 – 2022). No es de sorprender que la mayoría de los elementos categorizados como críticos son aquellos utilizados de forma masiva en tecnologías modernas, incluyendo las llamadas tecnologías verdes que son concebidas como sustitutos respetuosos con el medio ambiente con respecto de las convencionales, con una mayor huella ecológica. La fabricación de células fotovoltaicas se destaca como el paradigma de las industrias verdes que demandan tonelajes significativos de diversos materiales minerales, incluyendo metales críticos como el In, el Ge y el Ga. Además, el In (y la mayor parte de sus compuestos) es relativamente inerte y considerado un sustituto respetuoso con el medio ambiente del mercurio en baterías alcalinas. Por lo tanto, la transición anunciada a un sistema económico sustentado en las energías renovables y el incremento en el uso de las tecnologías digitales penden del frágil balance entre la oferta y la demanda de estos metales y se debe hacer todo lo posible por lograr un abastecimiento sostenible, partiendo de una todavía escasa investigación aplicada en los campos de la mineralogía y la geoquímica de estos metales.

A pesar de su importancia estratégica, los estudios científicos/técnicos previos sobre la presencia de In, Ge y Ga en yacimientos polimetálicos andinos son escasos. Para Perú, solo un artículo de 1987 se focaliza en identificar los contenidos en estos metales en concentrados de planta metalúrgica. En el caso boliviano, las dos publicaciones existentes se realizaron a partir de escasas muestras y en unos pocos yacimientos. Hemos identificado una importante brecha de información con respecto a la expresión mineralógica y distribución de estos metales estratégicos a nivel de yacimiento mineral, de distrito minero y a escala regional dentro del orógeno andino. Por otra parte, estos estudios se han desarrollado sistemáticamente en sulfuros primarios de origen magmático-hidrotermal, y nunca en las zonas de oxidación y de enriquecimiento supergénico, por lo que poco o nada se sabe sobre el comportamiento del In y Ge en condiciones superficiales o atmosféricas (el comportamiento del Ga en estas condiciones se conoce mejor por su concentración en bauxitas). Mediante el uso de técnicas analíticas de punta en el análisis elemental in situ (actualmente, ya adaptados al análisis de sulfuros corticales), se propone un estudio innovador e integrador que tiene asegurado un alto impacto en foros científicos internacionales y garantiza una buena producción científica. El equipo investigador, con académicos de 4 países, cuenta con amplia experticia en el estudio de yacimientos minerales y apuesta fuertemente por este proyecto con un importante aporte en forma de uso gratuito de equipos avanzados. La solicitud presentada tiene una fuerte carga en viajes que se justifica por el desarrollo de campañas de muestreo y la integración internacional de los investigadores, incluyendo la movilidad del tesista de doctorado. Cabe precisar que, siendo Perú un territorio con importantes recursos de In, Ge y Ga, el país está llamado a ser un actor a nivel global en la investigación de metales críticos. En ese sentido, se ofrece la presente investigación al servicio de este fin.

Modalidad de proyecto: Proyecto de investigación avanzado

Los proyectos deben ser presentados de manera asociativa (con una o más entidades asociadas).

La conformación mínima es la siguiente:

• Un investigador principal
• Un coinvestigador
• Un tesista de posgrado
• Un gestor tecnológico
• Un coordinador administrativo

Tipo de proyecto: Investigación aplicada

Subsector: Minería y su manufactura

Sector: Estratégico

Lugar de ejecución del proyecto: Lima

Fecha de inicio: 01/01/2019

Fecha de cierre: 31/12/2021

Plazo de ejecución (meses): 35

Objetivo principal

Determinar la mineralogía y los parámetros que controlan la concentración local y la metalogenia regional de los metales críticos In, Ge y Ga en el área centro-andina (Perú y Bolivia) para desarrollar técnicas de prospección y procesos metalúrgicos eficientes.

Objetivo específico 1

Muestreo representativo a escala de yacimiento y de distrito minero que englobe los diferentes estilos de mineralización y las zonaciones metalíferas con respecto a elementos estructurales.

Objetivo específico 2

Contextualizar las concentraciones de In, Ge y Ga en secuencias paragenéticas completas de cada yacimiento (incluyendo zonas de mineralización primaria, de enriquecimiento supergénico y residual).

Objetivo específico 3

Determinar las condiciones fisicoquímicas que son favorables para el transporte y la deposición del In, Ge y Ga durante estadios de mineralización magmático-hidrotermales y supergénicas-residuales.

Objetivo específico 4

Contextualizar las mineralizaciones de In, Ge y Ga de indio a lo largo de la evolución metalogenética de los cinturones polimetálicos andinos en Perú y Bolivia.

Institución responsable del proyecto

Pontificia Universidad Católica del Perú

RUC: 20155945860

Tipo de entidad: Universidades que se encuentren licenciadas o en proceso de licenciamiento por la SUNEDU

Régimen: Privado

Tipo de organización: Sin fines de lucro

Departamento: Lima

Provincia: Lima

Distrito: San Miguel

Dependencias: Facultad de Ciencias e Ingeniería

Instituciones asociadas

Universitat de Barcelona

Tipo de entidad: Universidades extranjeras

Régimen: Público

País: España

Ciudad: Barcelona

Universidad Nacional Autónoma de México

Tipo de entidad: Universidades extranjeras

Régimen: Público

País: México

Ciudad: México D.F.

Université de Genève

Tipo de entidad: Universidades extranjeras

Régimen: Público

País: Suiza

Ciudad: Ginebra

Investigador principal

Nombres: Lisard

Apellido paterno: Torró

Apellido materno: I Aabat

Grado académico: Doctorado

Nombre del grado académico: Doctor en Geología

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Dependencia: Facultad de Ciencia e Ingeniería

Coinvestigador

Nombres: Blanca Silvia

Apellido paterno: Rosas

Apellido materno: Lizarraga

Grado académico: Doctorado

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Dependencia: Facultad de Ciencia e Ingeniería

Coinvestigador

Nombres: Jean Francois Victor

Apellido paterno: Vallance

Grado académico: Doctorado

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Dependencia: Facultad de Ciencia e Ingeniería

Coinvestigador

Nombres: Joan Carles

Apellido paterno: Melgarejo

Apellido materno: Draper

Grado académico: Doctorado

Entidad: Universitat de Barcelona

Dependencia: Departamento de Mineralogía, Petrología y Geología Aplicada

Coinvestigador

Nombres: Joaquín Antonio

Apellido paterno: Proenza

Apellido materno: Fernández

Grado académico: Doctorado

Entidad: Universitat de Barcelona

Dependencia: Departamento de Mineralogía, Petrología y Geología Aplicada

Coinvestigador

Nombres: Antoni

Apellido paterno: Camprubí

Apellido materno: Cano

Grado académico: Doctorado

Entidad: Universidad Nacional Autónoma de México

Dependencia: Departamento de Procesos Litosféricos

Coinvestigador

Nombres: Lluís

Apellido paterno: Fontboté

Grado académico: Doctorado

Entidad: Université de Genève

Dependencia: Section des Sciences de la Terre et de l’Environnement

Tesista

Nombres: Tesista no identificado

Apellido paterno: Tesista no identificado

Apellido materno: Tesista no identificado

Tipo de tesis: Doctorado

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Tesista

Nombres: Tesista no identificado

Apellido paterno: Tesista no identificado

Apellido materno: Tesista no identificado

Tipo de tesis: Licenciatura

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Tesista

Nombres: Tesista no identificado

Apellido paterno: Tesista no identificado

Apellido materno: Tesista no identificado

Tipo de tesis: Licenciatura

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Gestor tecnológico

Nombres: Lizeth

Apellido paterno: López

Apellido materno: Portal

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Coordinador administrativo

Nombres: Úrsula

Apellidos: Zevallos

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Rubros financiables

1. Recursos humanos (hasta 50% del monto financiado)

1. Incentivo monetario para el investigador principal y coinvestigadores: no debe sobrepasar el máximo de S/ 2,000 mensuales por investigador.
2. Pago a los tesistas: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,500 mensuales por tesista.
3. Pago al personal técnico o asistente de investigación: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,000 mensuales por técnico.
4. Honorarios o incentivos para un gestor tecnológico: no debe de sobrepasar el máximo de S/. 1,500 mensuales.

2. Equipos y bienes duraderos (hasta 20% del monto financiado)

Corresponde a la adquisición de equipos menores para el proyecto de investigación.

3. Materiales e insumos

1. Materiales, insumos, reactivos, accesorios, componentes electrónicos o mecánicos, bienes no inventariables.
2. Material bibliográfico, tales como manuales, bases de datos, libros especializados, otros, y/o suscripciones a redes de información (en físico o electrónico).
3. Software especializado para el desarrollo de los proyectos de investigación.

4. Viajes

Corresponde a los gastos de viajes relacionados a actividades propias del proyecto de investigación.

Los gastos que aplican para este rubro son los siguientes:

1. Pasajes: terrestres, aéreos, nacionales e internacionales, en clase económica.
2. Viáticos: comprenden los gastos por concepto de alimentación, hospedaje y movilidad (hacia y desde el lugar de embarque), así como el desplazamiento en el lugar donde se realizan las actividades. El concepto de viáticos es aplicable para estancias cuya duración sea menor a los quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en el Anexo 2.
3. Manutención: comprenden los gastos de alojamiento, alimentación y movilidad local durante su permanencia en el lugar sede del objeto del beneficio otorgado, o desplazamientos relacionados con el mismo. El concepto de manutención es aplicable siempre que se trate de una estancia cuya duración sea mayor o igual a quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en la convocatoria.
4. Seguro de viaje: el seguro es de carácter obligatorio y su valor debe estar de acuerdo al precio de mercado. La cobertura típicamente incluye gastos médicos de emergencia, muerte accidental, invalidez e imprevistos logísticos durante el viaje (retraso de vuelos, demora o pérdida de equipaje, robos, etc.). El precio del seguro puede variar en función a la edad, duración del viaje y el destino. Se puede financiar hasta un máximo de S/ 2,000.

5. Servicios de no consultoría.

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades de índole técnica especializada, consideradas como críticas para lograr el buen resultado del proyecto de investigación: servicios de laboratorio, colección de datos, procesamiento de muestras, análisis y diseño.

6. Otros servicios

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades complementarias del proyecto de investigación, tales como:

a. Actividades de difusión:

1. Gastos de organización de taller de cierre del proyecto.
2. Costo de publicación de artículos en revistas indizadas.
3. Costo de inscripción para participar en eventos o para discutir los resultados con personal interesado o calificado.

b. Actividades complementarias de la investigación:

1. Gastos de importación y desaduanaje de materiales, insumos o equipos relacionados al proyecto de investigación que se adquieran en el extranjero.
2. Gastos relacionados a la obtención del título o grado.
3. Gastos relacionados a la solicitud de patentes.
4. Gastos de mantenimiento correctivo para los equipos adquiridos u otro equipo de laboratorio que deba usarse en el proyecto.

7. Gastos de gestión (hasta 10% del monto financiado)

Corresponde al incentivo monetario para el coordinador administrativo, útiles de oficina y servicios de imprenta.