Espectroscopía láser e inteligencia artificial al servicio de la minería chilena

Una investigación UdeC para transformar los procesos analíticos en minería

El Dr. Jonnathan Álvarez Fuentes, Profesor Asociado del Instituto de Geología Económica Aplicada (GEA) de la Universidad de Concepción (UdeC), encabeza una investigación que apunta a revolucionar los procesos analíticos en la industria minera. Su trabajo, financiado por el proyecto FONDECYT Iniciación N° 11230695, adjudicado por ANID en 2023, se centra en el desarrollo de metodologías avanzadas de caracterización mineral utilizando espectroscopía de plasma inducida por láser (LIBS) en combinación con inteligencia artificial.

El investigador, de formación como Químico Analista (UdeC, 2015) y Doctor en Ciencia y Tecnología Analítica (UdeC, 2021), ha desarrollado toda su trayectoria en la misma casa de estudios. Su interés por la geología aplicada surgió durante su tesis de pregrado bajo la guía de la profesora Vilma Sanhueza, que lo vinculó directamente con el Instituto GEA, cuya filosofía de "ciencia aplicada en la búsqueda de resolver problemas reales" resultó determinante en su orientación investigativa.

Qué es la técnica LIBS

LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, o espectroscopía de plasma inducida por láser) es una técnica analítica que utiliza pulsos de láser de alta energía para vaporizar una pequeña cantidad de muestra y generar un plasma luminoso. Las emisiones de luz de ese plasma revelan la composición elemental del material analizado con gran precisión y rapidez.

A diferencia de las técnicas convencionales de análisis mineral, LIBS funciona como un "sensor imagenológico": al barrer sistemáticamente la superficie de la muestra, construye imágenes de carácter químico que permiten visualizar la distribución de elementos en el material. Esto, combinado con algoritmos de inteligencia artificial y conocimiento geológico, permite establecer metodologías que vinculan directamente la química con la mineralogía.

Exploración minera y concentrados minerales

La investigación se concentró en dos procesos industriales clave donde la herramienta LIBS ofrece ventajas decisivas:

El contexto estratégico de Chile

La relevancia de esta investigación se amplifica al considerar que Chile ocupa un lugar privilegiado en la producción mundial de varios de los minerales estudiados. En enero de 2026, el gobierno chileno presentó su Estrategia Nacional de Minerales Críticos, que reconoce explícitamente la importancia estratégica de estos recursos.

El renio, que se extrae principalmente como subproducto del procesamiento de molibdenita (MoS₂), ha sido históricamente subvalorado en los concentrados de exportación chilenos. Disponer de una herramienta rápida y confiable para su cuantificación -como la que desarrolla el equipo del GEA- tiene implicancias directas en la cadena de valor minera y en la generación de divisas para el país.

El rol de la inteligencia artificial

La potencia de LIBS se multiplica cuando sus datos espectrales se combinan con técnicas de aprendizaje automático. Al barrer la superficie de una muestra mineral, el equipo genera miles de espectros que, procesados individualmente, constituirían un volumen inmanejable de información. Los algoritmos de IA permiten correlacionar la firma química de cada punto con fases mineralógicas específicas, generando mapas composicionales de alta resolución.

Esta aproximación, conocida como micro-LIBS imaging o µ-LIBS, ha sido desarrollada de forma destacada en el plano internacional por grupos como el del Prof. Vincent Motto-Ros en el Institut Lumière Matière (Lyon, Francia), con quien el equipo del GEA mantiene colaboración activa. La combinación de imagen química y modelos multivariados permite identificar fases minerales complejas, incluyendo sulfuros portadores de elementos traza de alto valor económico, de forma rápida y sin la intervención manual tradicional.

Una red multidisciplinaria e internacional

El éxito del proyecto se sustenta en una red multidisciplinaria e internacional:

Además, el proyecto ha dado origen a trabajos de tesis de pregrado en Geología dentro del propio repositorio de la UdeC, como la memoria de Iván Arévalo Rossel sobre la determinación de molibdenita (MoS₂) en testigos de perforación mediante LIBS, lo que demuestra el impacto formativo de la línea de investigación.

Proyección e impacto futuro

Los resultados del proyecto FONDECYT Iniciación se están articulando con el FONDEF IT 24I0040, liderado por el Prof. Jorge Yáñez, que incorporará parte de estas metodologías con miras a una aplicación industrial más directa. Este tipo de transferencia tecnológica es fundamental para que la innovación universitaria llegue a la industria minera chilena, que enfrenta el desafío de modernizar sus procesos en un contexto de mayor exigencia por la valorización completa de los concentrados minerales.

La capacidad de cuantificar en tiempo real elementos críticos como el renio -del que Chile produce casi la mitad del total mundial- sin necesidad de complejos procesos preparativos representa un avance con implicancias directas en la competitividad del sector y en la correcta valoración aduanera y metalúrgica de los productos mineros de exportación.