Zeolitas Final

Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería en Minas Recursos No Metálicos de Chile

APLICACIONES DE RECURSOS NO METALICOS:

ZEOLITAS

Profesores: Autores:

Santiago, 10 de octubre de 2017

Belén Barriga Alejandro Sánchez Sebastián Herrera Daniel Sotomayor Jorge Zavalla

Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería en Minas Recursos No Metálicos de Chile

El presente documento se enmarca en la asignatura electiva de Recursos No Metálicos de Chile y cumple con el fin académico de entregar al lector directrices acerca del uso de las zeolitas en medicina. El objetivo es investigar aquellos antecedentes relevantes para el uso en medicina, además de describir el recurso y establecer la distribución geográfica dentro del país. Dentro de los recursos no metálicos, la zeolita presenta una diversidad de propiedades que la definen como un mineral natural de uso cotidiano. Suele ser manipulado en forma de adsorbentes, detergentes, sistemas de refrigeración, productos farmacéuticos, procesos industriales y artículos de papel, entre otras. En Chile existe un alto potencial de formaciones zeolíticas debido principalmente a la naturaleza volcánica de la Cordillera de los Andes. Las zeolitas tienen una gran selectividad de intercambio catiónico, buena resistencia a la temperatura y radiación ionizante, además de una excelente compatibilidad con el medioambiente. Por lo tanto, las zeolitas con utilizadas en la actualidad como adsorbentes selectivos, coladores moleculares y, particularmente como catalizadores. Las distribuciones de las zeolitas naturales en Chile de mayor potencial económico se limitan a la séptima región del Maule, sin embargo, podemos encontrar yacimientos de menor ley en las regiones de Antofagasta, Atacama, Valparaíso, la Región R egión Metropolitana y Aysén. Estos yacimientos están emplazados en roca volcánica distribuida por todo el territorio, compuesta por rocas piroclásticas, especialmente tobas lapíllicas, cuya formación está asociada a procesos de alteración supérgena y diagénesis burial. Es de esperar que en un futuro cercano las zeolitas sean utilizadas para la industria medioambiental y de cuidado de la salud. Las razones son las siguientes: (a) poseen propiedades biológicas conocidas junto con una estabilidad química y biológica a largo plazo, (b) revierten enlaces de pequeñas moléculas como el oxígeno o ácido nítrico, (c) poseen selectividad de tamaño y forma, (d) ofrecen posibilidades de imitar metaloenzimas, y (e) tienen actividad inmunomodulatoria. Debido a que muchos procesos bioquímicos están ligados a propiedades de las zeolitas (intercambio iónico, adsorción y catálisis), es posible que las zeolitas puedan significar importantes avances en biología, medicina y en la industria farmacéutica.

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1. INTRODUCCIÓN

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2. OBJETIVOS

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2.2 Objetivos Secundarios 3. DESARROLLO

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3.1. Origen y formación

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3.2. Clasificación

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3.2.1 Diámetro de poro

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3.2.2 Estructura

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3.2.3 Relación Si/Al:

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3.3 Propiedades y aplicaciones

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3.3.1 Intercambio Catiónico

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3.3.2 Tamiz Molecular

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3.3.3 Adsorción

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3.3.4 Deshidratación reversible

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3.3.5 Catálisis

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3.4 Uso en medicina

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3.4.1 Radioprotección

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3.4.2 Efecto antimicrobial

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3.4.3 Hemodiálisis y hemoperfusión

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3.4.5 Aplicación externa

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3.4.6 Formación de huesos

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3.4.7 Efecto en desórdenes gastrointestinales

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3.4.8 Efectos en diabetes mellitus

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3.4.9 Contraste para resonancia magnética

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3.5 Otros usos

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3.5.1 Producción animal, suplementos alimenticios y aditivos

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3.5.2 Remoción de metales pesados

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3.6 Producción de zeolitas

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3.6.1 Zeolitas en Chile

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3.6.2 Producción nacional 3.7 Procesamiento de Zeolitas

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CONCLUSIONES

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REFERENCIAS

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Chile es conocido mundialmente por ser un país que basa gran parte de su economía en la actividad minera, que no necesariamente está asociado solo al producto cobre, sino que también a la gran cantidad de recursos metálicos y no metálicos que se pueden encontrar a lo largo de todo el territorio nacional. En los recursos metálicos es fácil destacar el cobre como producto más importante en cuanto a recursos y volumen de producción, seguido por minerales como el oro, plata, molibdeno y fierro, entre otros, que hacen de Chile un lugar muy atractivo para la industria. Por otro lado, los recursos no metálicos, o minerales industriales, también tienen una gran importancia para el crecimiento del país dado su gran variedad de aplicaciones en muchas otras áreas de la economía entre las que destacan los usos en construcción e infraestructura, aplicaciones a la actividad agrícola e implementación en productos del área de la salud, entre otras. Entre la gran variedad de recursos no metálicos de chile podemos encontrar la zeolita, que dadas las condiciones geomorfológicas del país, presentan un alto potencial de formación a lo largo de todo el territorio. La zeolita presenta variados usos por lo cual suele ser empleado en forma de adsorbentes, detergentes, sistemas de refrigeración, productos farmacéuticos, procesos industriales y artículos de papel, entre otras, sin embargo en este informe se pretende abordar como eje principal las utilidades medicinales que este mineral posee. También es necesario destacar que dada la amplia gama de aplicaciones, se han creado variantes sintéticas de igual calidad, pero cuya caracterización se encuentra fuera de los alcances de este documento. Otro ítem importante a describir en este informe corresponde a los aspectos relevantes del procesamiento del mineral en el cual se explicitan algunos parámetros que deben ser considerados de manera de mejorar la calidad del producto final que será utilizado en el área médica, más precisamente para el consumo humano, asi como también las proyecciones de producción de este recurso. En resumen, en este informe se ilustra la descripción del recurso como tal, sus propiedades, usos en medicina y otras áreas, distribución geográfica dentro del país y lugares donde se encuentre en explotación, información relacionada al contexto de explotación actual, en donde se incluyan detalles de la faena/proyecto que este ejecutando su extracción, etapas del procesamiento y proyecciones de la producción.

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Investigar y analizar aquellos antecedentes relevantes al uso de la zeolita en medicina.

Describir el recurso Establecer distribución geográfica dentro del país Identificar lugares donde se realice su explotación Contextualizar las faenas o proyectos que exploten zeolita

Las zeolitas, del griego zeolithos (piedra que hierve), pertenecen al grupo de los aluminosilicatos cristalinos e hidratados, que contienen cationes cambiables de los grupos de los elementos 1A y 2A de la tabla periodica (Na+, K+, Mg2+ y Ca2+), poseen una ordenación tridimensional (tectosilicatos) donde predomina una estructura abierta porosa, característica que le permite a las Zeolitas tener una gran variedad de propiedades, y en conjunto con ello, una amplia gama de usos. Antiguamente se creía que las Zeolitas eran rocas que emitían gas por si solas (de ahí su nombre) pero principalmente se da por su estructura molecular, donde los poros que son formados almacenan agua, la que finalmente se evapora y posterior a ello se emite el gas contenido. Durante el siglo XX, los investigadores relacionados con este grupo de minerales descubrieron que las zeolitas poseen características de adsorción selectiva y por primera vez fue utilizado el término "tamices moleculares". A finales de los años 40, llegó a ser evidente que estos minerales tienen un potencial comercial significativo, pero en aquella época las fuentes de extracción eran limitadas, así que los investigadores desviaron su atención a la producción de zeolitas sintéticas. Desde entonces, se han citado más de 2000 descubrimientos de estos materiales en más de 40 países y se explotan zeolitas en más de una docena de ellos. En América Latina, y concretamente en Cuba, los primeros yacimientos de Zeolita fueron identificados a principios de los años 70, comenzando sus estudios sobre posibles aplicaciones a mediados de esa década, obteniéndose resultados alentadores en aplicaciones agropecuarias y particularmente en alimentación animal. (ZEOLITADELMAULE.COM)

En cuanto a su formación, se generan en diferentes ambientes geológicos, derivados principalmente de fenómenos volcánicos (Yukselen, 2010). Es posible encontrarlas en depósitos de lagos salinos-alcalinos, formadas esencialmente por medio de alteración de las cenizas volcánicas. 5|Página

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Los antecedentes geológicos, sugieren que las zeolitas se generan a partir de un magma r ico en SiO2 cuando disminuye la temperatura. También se forman si este magma se pone en contacto con soluciones salinas y alcalinas (Bosch y Schifter, 1997). Existen también zeolitas de origen sedimentario, y son caracterizadas por ser aglomerados de cristales de muy pequeñas dimensiones y a menudo con caras cristalinas mal desarrolladas, un ejemplo de ellas es la clinoptilolita consideradas de las más abundantes en la superficie terrestre y gran interés tecnológico.

Ilustración 1: Estructura básica Zeolita. (Leiva, 2013)

La estructura básica de las zeolitas es menos compacta que la de los feldespatos (Ueda et al., 1980). Además de ello, en los espacios abiertos de la estructura antes descrita se introducen las moléculas de agua que no participan en la cohesión de la red, y se conoce, generalmente, con el nombre de "agua zeolítica", razón por la cual forman espumas al calentarse. La estructura presenta canales y cavidades de dimensiones moleculares variables, en los cuales, además de moléculas de agua, absorbatos y sales, se encuentran los cationes de compensación. Este tipo de estructura microporosa hace que las zeolitas presenten una superficie interna extremadamente grande en relación con su superficie externa (Bosch & Schifter, 1997).

Las zeolitas pueden ser clasificadas de diferentes maneras, según el criterio considerado, como sigue: 3.2.1 Diámetro de poro

Si se considera el número de átomos de oxígeno que forman los anillos o poros por los cuales se penetran al espacio intracristalino, las zeolitas pueden clasificarse como se muestra en la tabla:

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Tabla 1: Clasificación de Zeolitas por tamaño de poro. (Leiva, 2013)

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Las características de los poros de la zeolita son muy importantes a la hora de definir su importancia, y la regularidad de su estructura es utilizada para tamizar moléculas, atrapar compuestos y absorber gases (Pavelić & Hadžija, 2003). Con el intercambio iónico es posible alterar el tamaño de los canales por los que circulan las moléculas, y fijar metales con propiedades químicas peculiares en algunas de esas posiciones. 3.2.2 Estructura

Son clasificadas en grupos de acuerdo con las semejanzas en la estructura de aluminosilicatos, apoyado por diferentes estudios cristalográficos. Meier (1968) propuso una clasificación estructural de las zeolitas apoyándose en estudios cristalográficos, la cual se basa en la existencia de 8 unidades secundarias de construcción.

Tabla 2: Clasificación estructural de Zeolitas. (Meier, 1968).

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Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería en Minas Recursos No Metálicos de Chile 3.2.3 Relación Si/Al:

Las zeolitas pueden también clasificarse de acuerdo con su relación Silicio/Aluminio, las ricas en aluminio, intermedias y ricas en silicio.

Tabla 3: Clasificación de zeolitas por razón Si/Al. (Leiva, 2013)

Cada uno de estos criterios permite subdividir el grupo de las zeolitas e identificar minerales en particular, en las cuales son agrupadas acorde a sus similitudes. A pesar de su variedad, sólo ocho zeolitas naturales son suficientemente abundantes para ser de interés como materia prima industrial; éstas son: analcima, chabazita, clinoptilolita, erionita, heulandita, laumontita, mordenita y phillipsita (Hawkins, 1984). La clinoptilolita es probablemente la más abundante zeolita en la naturaleza (Sheppard, 1984).

Ilustración 2: Clinoptilolita. (Leiva, 2013)

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Las zeolitas presentan coloración clara, se reconocen con relativa facilidad por ser además muy ligeras, porosas e higroscópicas. Con frecuencia las manifestaciones de rocas zeolíticas presentan estructuras simples en cajas de grandes espesores, donde casi siempre aparecen juntas dos o más Zeolitas en proporciones variables, acompañadas por pequeñas cantidades de montmorillonita, calcita o minerales de sílice entre otras. Las diferentes aplicaciones comerciales de las Zeolitas se basan en las propiedades que éstas poseen, las que se ilustran en el Handbook of Zeolite Science and Technology (Pavelic y Hadzija, 2003), las que se verán a continuación: 3.3.1 Intercambio Catiónico

El intercambio catiónico es una de las propiedades principales inherentes a las zeolitas: los cationes de intercambio están débilmente unidos a la estructura tetraédrica, y pueden removerse con facilidad mediante lavado con una solución catiónica más fuerte. Esta propiedad es una función del grado de sustitución de Si4+ por Al3+ en la estructura, ahí los cationes intercambiables de una zeolita están unidos débilmente al armazón del tetraedro y pueden ser intercambiados y removidos por una solución con otros cationes. Debido a la selectividad de intercambio catiónico de las zeolitas naturales para ciertos cationes, tales como Cs+, Sr+2 y NH4+, estos minerales han sido aplicados para el uso en tratamientos de desechos nucleares, residuos líquidos industriales, municipales y provenientes de los procesos mineros, además de la remediación de suelos contaminados con metales pesados (Pabalan & Bertetti, 2001). 3.3.2 Tamiz Molecular

Al igual que el uso del tamiz en la minería, la zeolita puede usarse del mismo modo con elementos de tamaños mucho menores, por ejemplo, si un gas o un líquido compuesto por dos tipos de moléculas, unas más grandes que las otras, y si disponemos de una zeolita cuyos poros o ventanas tengan un tamaño intermedio entre las moléculas pequeñas y las grandes, solo las primeras entrarán en la zeolita, mientras que las segundas seguirán su camino.

Ilustración 3: zeolita como tamiz molecular de partículas gase osas o liquidas. (Leiva, 2013)

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Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería en Minas Recursos No Metálicos de Chile 3.3.3 Adsorción

Las zeolitas cristalinas son minerales adsorbentes. Los grandes canales centrales de entrada y las cavidades de las zeolitas se llenan de moléculas de agua que forman esferas de hidratación alrededor de dos cationes intercambiables. Si el agua es eliminada y las moléculas tienen diámetros seccionales suficientemente pequeños para que estas pasen a través de los canales de entrada, entonces son fácilmente adsorbidos en los canales deshidratados y cavidades centrales. Las moléculas con diámetros demasiado grandes para los canales de las zeolitas no pasan dentro de las cavidades centrales y se excluyen dando origen a la propiedad de tamiz molecular (Holmes, 1994). Por tal propiedad, algunas zeolitas se usan como adsorbentes en procesos de almacenamiento de energía solar. 3.3.4 Deshidratación reversible

De acuerdo con la deshidratación reversible las zeolitas pueden ser clasificadas como: 



Zeolitas que no muestran cambios estructurales mayores durante la deshidratación y exhiben una continua pérdida de peso en función de la temperatura. Zeolitas que sufren cambios mayores estructurales, incluyendo colapsos durante la deshidratación, y exhiben discontinuidades en la pérdida de peso.

Un ejemplo típico del primer tipo de zeolita naturales como la clinoptilolita, la mordenita, la erionita, la chabazita, las cuales son termalmente estables de 700 a 800°C. El comportamiento en la deshidratación de las zeolitas del segundo tipo es semejante al primero que exhiben pérdida reversible de agua a bajas temperaturas, sin embargo, un mayor cambio estructural a una elevada temperatura. 3.3.5 Catálisis

Las zeolitas con grandes tamaños de canales poseen extensas áreas de superficie interna en su estructura molecular y son capaces de catalizar muchos tipos de reacciones. Particularmente son útiles en aplicaciones de purificación en la industria del petróleo y petroquímica, removiendo agua y dióxido de carbono de los gases hidrocarburos.

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Como se ha descrito, las zeolitas son uno de los mayores intercambiadores catiónicos inorgánico. El proceso de intercambio iónico es reversible, permitiendo la adsorción de iones y moléculas, permitiendo su uso como filtros para polvo, remoción de toxinas y coladores químicos. Dentro de su estructura química presentan agua, una vez que se ha eliminado este elemento, la estructura interna se mantiene intacta. Dadas estas propiedades, las zeolitas pueden ser utilizadas para la industria medioambiental y de cuidado de la salud, y su aplicación, se explica por las siguientes razones: (a) poseen propiedades biológicas conocidas junto con una estabilidad química como las expuestas en el punto 3.3 (b) revierten enlaces de pequeñas moléculas como el oxígeno o ácido nítrico, (c) poseen selectividad de tamaño y forma, (d) ofrecen posibilidades de imitar metaloenzimas, y (e) tienen actividad inmunomodulatoria. Debido a que muchos procesos bioquímicos están ligados a propiedades de las zeolitas (intercambio iónico, adsorción y catálisis), es posible que las zeolitas puedan significar importantes avances en biología, medicina y en la industria farmacéutica, como lo plantea Hecht, K. en su documento Application of Natural Zeolites in Medicine and Cosmetology  – Zeomedcos (2010), Los que se resumen a continuación:

Muchos investigadores han demostrado la habilidad de distintas zeolitas naturales para absorber ciertos radionucleidos. La mordenita ha sido efectiva en la descontaminación de suelos contaminados con Cs-137 y Sr-90. La clinoptilolita reduce la acumulación de Cs-137 en órganos y tejidos de animales expuestos a contaminación alimentaria. La reducción de Cs-137 en la carne producto de la acción de este mineral se encuentra en un rango entre 60% a 70%. FUENTE

Las zeolitas han sido propuestas en la última década para la liberación controlada de agentes contra la polución microbial. Zeolitas que contienen iones de cobre muestran una buena actividad antibacterial y un efecto en un corto período de tiempo. Resinas acondicionantes con contenido de Ag-zeolitas (zeolitas modificadas con plata) muestran un fuerte efecto antimicrobial en Candida albicans y, en infecciones de S. aureus y P. aerugionsa. Todos los microbios fueron eliminados ya sea estaban inmersos en saliva o no. Además, un nuevo tipo de material antibacterial en la industria odontológica fue incorporado en una solución de pasta dental. Estos materiales mostraron una barrera anctibacterial ante Streptococus mutans y Streptococus mitis.

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Las zeolitas, debido a su capacidad de remoción de impurezas, han sido utilizadas en la hemodiálisis. La remoción de amoníaco de una corriente recirculante de diálisis ha sido el mayor desafío en desarrollo. Tres tipos de zeolitas -tipo F1, tipo W2 y clinoptilolita- presentan una gran capacidad de intercambio iónico con el amoníaco. Por otro lado, las zeolitas pueden ser usadas en la hemoperfusión.

Las zeolitas también pueden proteger polímeros de la degradación ultravioleta lo que abre un espectro de aplicaciones externas en la industria cosmética y dermatológica. El polvo de zeolita ha sido efectivo en el tratamiento de pie de atleta y en la reducción del tiempo de curación de heridas e incisiones quirúrgicas. En Cuba es una práctica común colocar polvo de zeolita en caballos y vacas para reducir el proceso de curación.

Las zeolitas poseen un efecto interesante en la estructura ósea y su formación. La zeolita tipo A es una zeolita sintética que podría tener utilidad terapéutica en la osteoporosis debido a la habilidad de estimular la formación de estructuras óseas. Este tipo de material aumenta la actividad fosfática y la liberación de osteocalcina.

Se han hecho observaciones en nutrición animal. Un 10% de clinoptilolita o mordenita como suplemento alimenticio muestra una tasa de crecimiento mayor y, el número y gravedad de las enfermedades intestinales han sido reducidas. En 1997, una nueva droga antidiarreica para humanos fue introducida en base a las propiedades fisicoquímicas de una clinoptilolita natural purificada. Una serie de estudios físicos, químicos, tecnológicos, farmacológicos, microbiológicos y clínicos fueron realizado para estar en conformidad con los requerimientos de la Agencia de Calidad de Drogas de Cuba.

Las zeolitas presentan un potencial uso en el tratamiento de diabetes. La clinoptilolita podría prevenir o disminuir algunas complicaciones de la diabetes, tales como la polineuropatía. A pesar de que la clinoptilolita no disminuye significativamente el contenido de glucosa en la sangre, existen indicadores de que la zeolita en efecto absorbe una pequeña cantidad de glucosa.

Algunas zeolitas muestran un potencial uso en el diagnóstico vía contraste. El porcentaje de eficiencia y signos de intensidad del contraste generados por la presencia de este mineral generalmente aumentan con la concentración y volumen.

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Las zeolitas muestran selectividad para remover la presencia de amoníaco en el agua. Los datos recabados entregan un pronóstico favorable para aplicaciones industriales y agrícolas de tratamiento de aguas residuales, purificación, acuacultura, alimentación animal y horticultura (con el uso de zeolitas como fertilizante). El recurso mineral ya es utilizado en la industria alimenticia. Al ser saturadas con CO2 generan una carbonización instantánea para preparaciones acuosas. La cerveza es estabilizada con zeolitas, las cuales adsorben las proteínas responsables de futuras degradaciones. La adsorción de amonio proveniente desechos animales es una de las mayores aplicaciones de la clinoptilolita. La cantidad de NH4+ adsorbida aumenta a medida que crece el nivel de pH y la concentración inicial de NH4+. Este comportamiento es una característica importante de la zeolita que puede ser beneficioso para minimizar la pérdida de N vía volatilización de NH3 durante la compositación de desechos animales ricos en N. La inclusión en la dieta de clinoptilolita puede ser beneficiosa para la producción animal. Cerdos que han sido alimentados con este mineral han experimentado un aumento de masa y son menos propensos a enfermedades que cerdos con una dieta normal. Además, muestran una digestión regular, además de un aumento en apetito, generando un incremento en el contenido de carne a expensas de una disminución de la grasa. Es posible que las zeolitas remuevan toxinas y generen cambios a nivel de respuesta enzimológica e inmunológica.

Las zeolitas naturales clinoptilolita, phillipsita y chabazita son particularmente útiles en eliminar selectivamente amoníaco y metales pesados como Cd2+, Pb2+, Zn2+, Cu2+ y particularmente Cr3+Generalmente, la clinoptilolita es estable en ambientes ácidos y muestra alta selectividad para muchos metales pesados. Sin embargo, la remoción de metales pesado es altamente afectada cuando el contacto de las fases sólido/líquido es corta, lo cual es un parámetro esencial para el tratamiento de aguas residuales. Algunas curvas cinéticas muestran una clara selectividad de la zeolita para minerales de hierro y una significante cantidad de remoción de cadmio.

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En cuanto a la producción de este recurso, no es posible encontrar un reporte completo a nivel mundial de zeolita natural, ya que algunos países no publican su producción de zeolitas; sin embargo, en 1997 (Último informe con información de la producción global), la producción mundial alcanzo las 3,625 millones de toneladas, liderada por China con un 70 % de producción, seguida por Cuba (15%), Alemania (4%), Japón (4%), Corea del Sur (3%), y el resto repartido en más de 8 países que no superan las cien toneladas anuales (Nazareno, 2002). A pesar de la gran variedad de aplicaciones prácticas, tanto industriales como agrícolas, no existe un verdadero mercado mundial de zeolitas naturales, principalmente debido a la competencia con los productores de zeolitas sintéticas, y a la falta de investigaciones científicas y tecnológicas que posibiliten la obtención de productos y tecnologías de zeolitas naturales.

Las distribuciones de las zeolitas naturales en Chile de mayor potencial económico se limitan a la séptima región del Maule, sin embargo, podemos encontrar yacimientos de menor ley en las regiones de Antofagasta, Atacama, Valparaíso, la Región Metropolitana y Aysén (Tabla 4).

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Tabla 4: Yacimientos de zeolitas registrados en SERNAGEOMIN. (Leiva, 2013)

Estos yacimientos están emplazados en roca volcánica distribuida por todo el territorio, compuesta por rocas piroclásticas, especialmente tobas lapíllicas, cuya formación está asociada a procesos de alteración supérgena (Gajardo, 2000) y diagénesis burial (Cabrera, 2004). En la ladera oeste del cerro Cunacalqui, precordillera andina regional, a 35 km al Sureste de la localidad de Parral, se encuentran 2 yacimientos de zeolita con el mayor potencial económico del pais: Lloimávida y Valentina (Ilustración 3). La mina Valentina, a cargo d e la empresa “Sociedad Maderas Bravo Ltda” (Ex Serrin), comenzó la explotación el año 2002 produciendo 839 tone ladas ese año (SERNAGEOMIN, 2003), pero en la actualidad sus procesos se encuentran paralizados principalmente por problemas de mercado. LLoimávida aún no inicia trabajos en la actualidad ya que se encuentra en fase de desarrollo.

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Ilustración 3: Mapa de yacimientos de recursos no metalicos. Se destacan en rojo la ubicación de la mina Trinidad (Arriba) y las minas Valentina y LLoimávida (abajo).  (Gajardo 2003)

El yacimiento Valentina presenta 2 zonas enriquecidas con zeolitas: zona de mordenita de ley 35% y zona de clinoptilolita con leyes de 60%, con reservas probables de 1,4 Mt (Gajardo, 2000). Las zeolitas de este yacimiento pueden utilizarse, según sus propiedades, en aditivo para suelo, desodorizante y suplemento alimenticio de animales. En el yacimiento LLoimávida la zeolitización alcanza hasta un 80% de las rocas piroclásticas, con la formación de mordenita y clinoptilolita, en proporciones 60% y 40% en las tobas gruesas y de 40% a 50% en las tobas finas. Las características de estas zeolitas permiten su utilización en agricultura, alimentación animal y descontaminación de aguas, en especial su combinación con minerales de apatita para el mejoramiento de la calidad de los suelos agrícolas (Cabrera, 2004)

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Tabla 4: Características de los yacimientos Valentina y LLoimávida (Gajardo 2003)

En la localidad de Quinamavida, comuna de Colbún, Región del Maule, encontramos la mina Trinidad la cual cuenta con 2 pertenecias minera denominadas “Toba uno al ocho” y “Hortensia de la 1 al 33” que abarcan cerca de 158 hectareas se superficie, a cargo de la empresa “Zeolitas del Maule”. No se encuentra información respe cto a las reservas ni calidad del mineral en este

yacimiento.

Al no contarse con estadísticas de las producciones mundiales y nacionales de la zeolita es muy difícil establecer una proyección de la producción futura. En cuanto al contexto nacional, según informes de Cochilco, la producción de zeolitas tiene un carácter intermitente asociado principalmente a las condiciones de demanda del mercado, que varía mucho de un año a otro, ya que la explotación y requerimientos de las zeolitas tiene muy variadas exigencias por las múltiples características que presentan cada tipología de este mineral, es decir, que puede darse la situación en que las empresas que utilizan este mineral (como por ejemplo zeolitas del Maule) requieran zeolitas de características específicas y que el material nacional no cuente con dichas características, por lo que implica que requieran importar la materia prima. Por otro lado, algunas causas que también se le podrían atribuir podrían ser que la demanda es tan baja que con la producción se un año es capaz de abastecerla completamente e incluso generar stock que permita vender el mineral los años siguientes. Es por esto que la producción registrada por Sernageomin para el periodo 2002 y 2016 se presenta a continuación:

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Producción anual de zeolitas (2002-2016) 900 800 700     )    n    o    t     (    n     ó    i    c    c    u     d    o    r    P

600 500 400 300 200 100 0

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2    0    0    3  

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2    0    0    5  

2    0    0    6  

2    0    0    7  

2    0    0    8  

2    0    0    9  

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2    0   1   1  

2    0   1   2  

2    0   1    3  

2    0   1    4  

2    0   1    5  

2    0   1    6  

Años Tabla 5: Producción anual de zeolitas (ton). (SERNAGEOMIN 2017)

El último año de producción registrada por Sernageomin recopila información de 2 minas que se encuentran operando (mina Valentina y Trinidad) y que generan toda la producción del año. Vale destacar que estas producciones pueden estar distorsionadas respecto a las cifras reales ya que como la explotación de las zeolitas es más bien un proceso artesanal o poco mecanizado, existen pirquineros que no registran su producción por lo que se hace difícil tener un dato concreto.

La zeolita es un derivado principalmente de la ceniza volcánica, que al ser depositada y con las condiciones adecuadas, al enfriarse a gran velocidad geológica, la ceniza forma cristales en su estructura, principalmente constituyendo una red cristalina de tetraedros. Este mineral se encuentra presente en grandes conglomerados volcánicos conocidos como toba volcánica, que es una roca ligera y de consistencia porosa. Dado su estructura interna este mineral puede ser utilizado en diversos ámbitos, dado principalmente por su porosidad provocado por la alineación de los tetraedros de sílice, que permite su uso como filtrante, como intercambiador catiónico, catalizador y otros, lo que hace de este mineral un elemento versátil y que puede ser empleado en diferentes áreas. 19 | P á g i n a

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Es de esperar que en un futuro cercano las zeolitas sean utilizadas para la industria medioambiental y de cuidado de la salud. Las razones son las siguientes: (a) poseen propiedades biológicas conocidas junto con una estabilidad química y biológica a largo plazo, (b) revierten enlaces de pequeñas moléculas como el oxígeno o ácido nítrico, (c) poseen selectividad de tamaño y forma, (d) ofrecen posibilidades de imitar metaloenzimas, y (e) tienen actividad inmunomodulatoria. Debido a que muchos procesos bioquímicos están ligados a propiedades de las zeolitas (intercambio iónico, adsorción y catálisis), es posible que las zeolitas puedan significar importantes avances en biología, medicina y en la industria farmacéutica.

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