El fondo del Océano Pacífico alberga aproximadamente 30 mil millones de toneladas de cobalto, equivalente a 3000 veces las reservas terrestres. En junio de 2024, el prototipo de vehículo minero de aguas profundas de carga pesada "Kaituo II", desarrollado de forma independiente por la Universidad Jiao Tong de Shanghái, descendió a 4102,8 metros en el Pacífico Occidental y recuperó con éxito costras y nódulos polimetálicos de aguas profundas, estableciendo seis récords en el campo de la minería submarina de China.
La "batalla azul" por la minería submarina
El fondo oceánico alberga abundantes recursos minerales como nódulos polimetálicos, costras ricas en cobalto y sulfuros polimetálicos, ricos en materiales clave como cobre, cobalto, níquel y manganeso, con un altísimo valor de aplicación. Según estimaciones de la Agencia Internacional de la Energía, para 2030, la demanda mundial de cobalto será 10 veces mayor que la actual, e incluso podría alcanzar 25 veces. La Unión Europea, Japón, Canadá y otros países ya compiten en el desarrollo de tecnologías y equipos clave para la minería submarina.
China posee derechos exclusivos de exploración y prioridad de explotación en cinco zonas mineras internacionales de fondos marinos, con una superficie equivalente a tres veces el mar de Bohai. Sin embargo, los derechos de exploración también tienen una "fecha de caducidad", por lo que es crucial dominar las tecnologías de desarrollo y formar capacidades de explotación lo antes posible. La innovación y el desarrollo de equipos para la explotación de recursos minerales de aguas profundas tienen una gran importancia práctica para liderar el desarrollo de la tecnología marina de alta tecnología, formar industrias futuras de exploración y minería en aguas profundas y desarrollar nuevas fuerzas productivas de calidad.
Seis "innovaciones pioneras" forjan el "diamante minero" de aguas profundas
El "Kaituo II" mide 6 metros de largo, 3 metros de ancho, 2,5 metros de alto y pesa 14 toneladas, con una profundidad de operación de diseño de 6000 metros. Durante las pruebas en el mar del 22 al 26 de junio, el "Kaituo II" completó con éxito cinco inmersiones consecutivas en la zona de costras y nódulos polimetálicos del fondo marino, alcanzando una profundidad máxima de 4102,8 metros. Finalmente, el equipo logró recuperar más de 200 kilogramos de diversas muestras de minerales de aguas profundas, incluyendo costras polimetálicas, nódulos polimetálicos y lecho rocoso del fondo marino.
El científico jefe de las pruebas en el mar, Yang Jianmin, profesor de la Facultad de Ingeniería Naval, Oceánica y de la Construcción de la Universidad Jiao Tong de Shanghái, explicó que durante mucho tiempo, la minería submarina ha enfrentado tres grandes desafíos técnicos a nivel internacional: primero, la topografía del fondo marino en las zonas mineras es extremadamente compleja, lo que dificulta el desplazamiento seguro de los equipos; segundo, las formas de ocurrencia y las propiedades físicas de los minerales de aguas profundas son complejas y diversas, lo que dificulta su extracción y recolección eficiente; tercero, la colocación y recuperación segura de equipos de carga pesada en aguas profundas en condiciones de oleaje en el mar es difícil. El "Kaituo II" ha resuelto estos problemas de clase mundial con seis tecnologías "pioneras".
Innovación pionera 1: Tecnología de desplazamiento de alta maniobrabilidad en fondos marinos complejos. Las cuatro orugas independientes del "Kaituo II" pueden ajustar de forma autónoma y en tiempo real su dirección y postura según la topografía real del fondo marino. Ya sea en montañas submarinas escarpadas con pendientes de más de 30 grados o en "marismas" submarinas formadas por sedimentos blandos y altamente viscosos, puede desplazarse, trepar y girar sobre sí mismo sin problemas. El vehículo minero puede percibir de forma autónoma el entorno minero sin necesidad de control manual, con una precisión de posicionamiento de nivel centimétrico.
Innovación pionera 2: Tecnología de perforación y extracción compuesta para múltiples tipos de minerales en aguas profundas. Las costras polimetálicas están firmemente adheridas al lecho rocoso en pendiente, mientras que los nódulos polimetálicos están semienterrados en sedimentos blandos del fondo marino. El "Kaituo II" puede separar rápidamente la costra del lecho rocoso y aspirarla eficientemente hacia el colector, así como extraer los nódulos semienterrados. Un solo equipo se adapta a la recolección de dos tipos diferentes de minerales, mejorando enormemente la eficiencia de ingeniería y el nivel de utilización del equipo en la minería submarina.
Innovación pionera 3: Tecnología de control inteligente y preciso para operaciones de carga pesada en aguas profundas. El vehículo minero tiene capacidad de planificación inteligente de rutas de operación, seguimiento y evitación de obstáculos, logrando un posicionamiento preciso a nivel centimétrico incluso en la oscuridad total de las profundidades marinas. La compleja operación minera submarina se asemeja más a un "ballet submarino" automatizado y programado.
Innovación pionera 4: Tecnología de colocación y recuperación de cargas pesadas en aguas profundas con cable no metálico. El "Kaituo II" utiliza por primera vez un cable umbilical optoeléctrico compuesto de material de aramida no metálico, superando las limitaciones de la colocación con cables de acero convencionales. En aguas profundas, el peso propio del cable de acero supera con creces el del equipo, lo que impide su colocación a profundidades de 5000 a 6000 metros. El cable no metálico reduce significativamente el peso propio del equipo, logrando una colocación y recuperación segura del equipo de carga pesada a 4100 metros de profundidad.
Innovación pionera 5: Tecnología de monitoreo y evaluación de perturbaciones ambientales en aguas profundas. El vehículo minero está equipado con un sistema de monitoreo ambiental que realiza una evaluación y monitoreo integral de los impactos ambientales, como la generación y dispersión de penachos en el fondo marino y el ruido de las operaciones submarinas. Mientras se busca el desarrollo de recursos, se presta atención simultánea a la protección ecológica de las aguas profundas.
Innovación pionera 6: Por primera vez, se supera la barrera de los 4000 metros de profundidad en la colocación y operación de un vehículo minero de carga pesada en aguas profundas. Esta es la primera vez que un vehículo minero de carga pesada de China realiza pruebas de extracción de recursos minerales de aguas profundas a más de 4000 metros de profundidad.
El camino hacia la comercialización de 4000 a 6000 metros
Garantía de recursos estratégicos. Las muestras de costras y nódulos obtenidas en estas pruebas en el mar tienen un contenido de hierro y manganeso entre el 10% y el 20%, y son ricas en metales clave como titanio, níquel, cerio y cobre. Se espera que el desarrollo de recursos minerales de aguas profundas logre avances revolucionarios en los próximos 10 a 15 años, alcanzando su explotación y utilización comercial.
Un paso clave hacia la minería comercial. Yang Jianmin indicó que superar la barrera de los 4000 metros de profundidad en estas pruebas significa que se puede alcanzar básicamente la profundidad necesaria para la minería submarina: los recursos minerales de aguas profundas generalmente se encuentran en el fondo marino entre 2000 y 6000 metros, y las costras y sulfuros polimetálicos se distribuyen principalmente dentro de los 4000 metros de profundidad. El "Kaituo II" ya posee capacidades preliminares de extracción a nivel de ingeniería y comercialización.
Avanzando continuamente hacia océanos más profundos y azules. Expertos como Lin Zhongqin y Li Jiabiao, académicos de la Academia China de Ingeniería, y Li Maolin, director del Laboratorio Clave Estatal de Tecnología de Desarrollo y Utilización de Recursos Minerales de Aguas Profundas, evaluaron que el éxito de las pruebas en el mar del "Kaituo II" marca que China contará con un soporte técnico y una garantía de equipos más sólidos en la investigación científica de aguas profundas, el desarrollo de recursos y la protección ambiental. Yang Jianmin reveló que el equipo continuará realizando investigaciones tecnológicas intensivas, desarrollando continuamente la nueva generación de equipos de operación de carga pesada en aguas profundas de la serie "Kaituo", avanzando hacia mayores profundidades, capacidades operativas más fuertes y niveles de inteligencia más altos.
Desde comenzar casi desde cero en 2013, pasando por la prueba del "Kaituo I" a 1305 metros de profundidad en 2021, hasta que el "Kaituo II" superó los 4102,8 metros en 2024, el equipo de la Universidad Jiao Tong de Shanghái ha utilizado más de una década de investigación independiente para posicionar a China en la primera línea mundial de tecnología de aguas profundas.