Tronadura en Lomas Bayas
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Fragmentación y tronadura: Optimización energética de operaciones mineras

Desarrollando una estrategia de voladuras de alta energía, la calidad y el grado de la fragmentación obtenida y su influencia en las fases siguientes serán clave para optimizar el consumo energético necesario en las distintas etapas del proceso minero.

Artículo elaborado por Santiago Burgada, director Servicios Técnicos de Maxam en Latinoamérica.

La minería mundial enfrenta desafíos sin precedentes en cuanto a la sustentabilidad de sus operaciones a largo plazo. Además del aspecto socio-ambiental, tendencias como la disminución de las leyes mineralógicas o la variación de los precios de los metales, entre otras, requieren que las operaciones mineras busquen soluciones sostenibles e innovadoras. Para ello se requieren tecnologías de bajo impacto, que les permitan minimizar sus costos al tiempo que aumentan su productividad.

En este contexto, una de las líneas de sustentabilidad de todo proyecto minero se basa en la capacidad de mejorar el uso de los recursos disponibles. Ahí es donde la optimización del consumo de energía y el control de los costos totales juegan un papel definitivo para conseguir que el proyecto sea sostenible.

En Chile este aspecto cobra aún más importancia, por tratarse de uno de los mercados mineros más desarrollados, donde el sector representa una tercera parte del consumo energético total del país. Muchos yacimientos han sido explotados durante años, haciendo necesario procesar cada vez más material estéril para extraer la misma cantidad de minerales. Si a esto se suma que Chile cuenta con precios de la electricidad por encima de la media mundial, la optimización energética cobra más relevancia.

Paralelamente, dentro de sus planes de sustentabilidad, compañías líderes en el mercado comienzan a fijar objetivos de alcanzar un porcentaje de sus cátodos de cobre puros y trazables, como es el caso de la producción de cobre verde, en respuesta a industrias relacionadas con electromovilidad, por ejemplo, siendo cada vez más importante la optimización del consumo y tipo de energía con el que el metal es producido.

 La voladura como estrategia de optimización

Uno de los requerimientos más importantes en la optimización de los procesos mineros, o partes del mismo, es la habilidad de predecir o modelar los fenómenos involucrados. Esta tarea requiere un profundo conocimiento de los procesos que componen cada etapa de la explotación, además de la identificación y consecuente parametrización de interdependencias entre las distintas operaciones unitarias.

Poder ampliar la mirada en áreas de explotación tradicionales como perforación y tronadura, considerando su interdependencia y efecto en el resto de las etapas, supone cierto quiebre de paradigma, altamente necesario para la optimización de los procesos mineros como un todo.

Desarrollando una estrategia de voladuras de alta energía, la calidad y el grado de la fragmentación obtenida y su influencia en las operaciones siguientes serán clave para optimizar el consumo energético necesario en las fases posteriores de la actividad minera.

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Existe una tecnología probada en más de 25 países (denominada Rioflex®), basada en un hidrogel a granel altamente energético, resistente al agua, que genera importantes ahorros en perforación al necesitar menos barrenos para una misma voladura, así como ahorros aguas abajo, derivado de mejoras en el fraccionamiento.

La fragmentación y el formato de las pilas de material generadas por las voladuras son dimensionados con el objetivo de maximizar el rendimiento de la trituradora y mantener los ciclos de carga óptimos, consiguiendo así minimizar el esfuerzo requerido por las palas (picadoras) en el proceso de reducción del material no fragmentado al tamaño requerido.

El efecto de la acción dinámica de la detonación durante el proceso de fragmentación y su influencia en la molienda es objeto de investigación desde hace años. Mientras que por un lado el efecto de la macro-fragmentación en las operaciones unitarias siguientes a la voladura es evidente, la micro-fisuración, por otra parte, sigue siendo campo de debate.

Una forma de cuantificar el posible impacto de las acciones dinámicas del proceso de fragmentación en la debilitación interna de los materiales es a través del Work Index. Tomando nota continua de la relación entre la cantidad de energía usada en la voladura y el comportamiento del Wi (índice de Bond), se pueden conseguir reducciones significativas de éste a medida que aumentan los consumos.

Integración de los procesos

Todos los esfuerzos dirigidos a optimizar los resultados han de ser integrados en un proceso de mejora continua, donde las partes involucradas trabajen de manera coordinada. Esto conlleva la necesidad de aplicar herramientas o modelos calibrables que sean capaces de predecir, en la fase de diseño, el potencial impacto que puede tener una voladura en las posteriores operaciones unitarias, para que, una vez contrastada y calibrada con los resultados reales en cada ciclo, ésta permita conseguir una configuración más óptima de consumo energético.

Gráfico

La implementación de la voladura optimizada requiere prestar atención a posibles efectos adversos, como proyecciones o vibraciones. Por su parte, la configuración de los equipos de conminución (velocidad de rotación de los molinos, concentración de agua, sólidos, etc.) debe mantenerse siempre igual, para que las mediciones de los consumos y productividades reales puedan ser compatibles con los criterios de predicción del modelo de optimización empleado.

Sin embargo, las limitaciones implícitas y explícitas de los modelos predictivos deben ser tenidas en cuenta durante el despliegue del programa de optimización.

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Voladura en cantera de Australia. Fotografía: Gentileza de Maxam