Codelco y Ennomotive lanzan un desafío global para controlar el polvo de las minas

Invitan a empresas de todo el mundo a proponer soluciones para reducir el polvo en suspensión causado por la interacción entre las operaciones mineras subterráneas y a cielo abierto.

La empresa estatal chilena Codelco, gigante de la minería del cobre, opera tanto minas a cielo abierto como subterráneas. Este es el caso de Chuquicamata, la mina a cielo abierto más grande del mundo, con unas dimensiones aproximadas de 5 km de longitud, 3 km de anchura y 1 km de profundidad. El yacimiento se encuentra a 15 km al norte de Calama, a una altitud de 2870 m, en la región chilena de Antofagasta.

Para seguir explotando el yacimiento, se cambió el método de extracción de mineral de a cielo abierto a minería subterránea utilizando el método de derrumbe por bloques. Este enfoque definió cuatro niveles de producción, todos ellos situados por debajo del nivel más bajo de la actual explotación a cielo abierto. La configuración del derrumbe por bloques utiliza perforaciones y voladuras para el desplazamiento de bloques de roca, lo que permite la ruptura o el derrumbe de la masa rocosa bajo la mina a cielo abierto y la extracción del mineral.

Como resultado de la interacción entre las minas a cielo abierto y subterráneas (voladuras, hundimientos), aumentan las emisiones de polvo (partículas en suspensión). Esto se debe principalmente a las vibraciones y desplazamientos en las laderas y paredes del pozo causados por las operaciones mineras subterráneas, con partes de las laderas deslizándose ocasionalmente hacia el fondo de la mina.

El polvo proviene principalmente de la ladera oeste de la mina, un área de aproximadamente 5.600.000 m2, que se ve afectada por una falla geológica y que actualmente no se explota. En esa ladera, se han perdido los caminos para la explotación y el mineral se desliza por la pendiente con cada movimiento de hundimiento provocado por el bloqueo y la voladura hasta llegar al fondo, lo que genera grandes cantidades de polvo. También proviene de la ladera este del pozo (aproximadamente 5 140 000 m²), que actualmente también se explota con voladuras.

Estas condiciones de explotación generan polvo constantemente. Debido a la geometría y la extensión del pozo y a las condiciones de temperatura, parte del polvo queda atrapado y es difícil de disipar. Otra parte del polvo puede extenderse por las zonas circundantes (incluso a 15 km o más) debido a los vientos dominantes.

El polvo se controla a través de una red de estaciones de control de la calidad del aire, donde se miden los índices PM10 y PM2,5, entre otros. Dado que el polvo sigue siendo uno de los principales retos de la mina, se han logrado algunos avances gracias a la adopción de algunas soluciones comerciales.

Para mitigar el polvo, se utiliza sal en las pendientes, bischofita (sal compuesta principalmente por cloruro de magnesio) en las carreteras y cañones de niebla. Todas estas medidas son útiles, pero no suficientes; por lo tanto, se requieren estudios más exhaustivos debido al gran tamaño de la mina. Es necesario tener en cuenta todas las variables, incluido el viento, junto con una cobertura adecuada de las extensas áreas para mitigar eficazmente el impacto.

En cuanto a la supervisión, actualmente se están probando dos iniciativas para la supervisión del polvo: un sistema LiDAR, junto con sensores de partículas en diferentes puntos estratégicos de la mina. También existen sistemas de control geométrico para el desplazamiento de las pendientes.

Las tecnologías propuestas deben funcionar con una intervención humana mínima, tener autonomía energética, un bajo consumo de agua y ser compatibles con las operaciones diarias de la mina. Además, las soluciones deben soportar condiciones climáticas extremas, incluyendo vientos de hasta 150 km/h y altas temperaturas.

Codelco busca alternativas eficientes para medir, controlar y mitigar el polvo en suspensión en la mina a cielo abierto que interactúa con la mina subterránea (subsidencia) y reducir los índices de polvo PM10 y su propagación. El principal reto proviene del gran tamaño de la mina y de su limitada accesibilidad.

Se buscan soluciones en dos áreas diferenciadas pero complementarias. En primer lugar, el control y la mitigación de la cantidad de polvo (índice PM10) que se genera (debido a los dos principales orígenes del polvo). Las medidas de mitigación podrían activarse de forma temporal (en función de condiciones como el viento o la cantidad de polvo) para controlar cuándo mitigar el polvo, o de forma permanente. En segundo lugar, la monitorización del polvo (índice PM10): se están barajando tecnologías como cámaras, satélites, sensores u otras para cuantificar el polvo en suspensión y el efecto mitigador que puede tener una solución de control.

Las soluciones propuestas deben ser autosuficientes en términos de suministro eléctrico. Si se requiere agua, solo se podrá utilizar agua industrial (su uso debería reducirse al mínimo debido a las restricciones locales) y se deberá proporcionar un tanque de suministro específico. La operación debe ser independiente de la intervención humana (idealmente automática o con una participación humana mínima). Las soluciones también deben supervisar la eficiencia de los sistemas de mitigación con la tecnología propuesta.

El objetivo final es realizar dos pruebas de validación sobre el terreno, una para la supervisión y otra para el control, simultáneamente, que posteriormente puedan ampliarse a toda la mina. El lugar de la prueba industrial será la mina de Chuquicamata, en el norte de Chile.

Los participantes deben presentar un documento en formato PDF (de 5 a 10 páginas) que contenga la solución propuesta, incluidas las especificaciones y el despliegue de los equipos a lo largo de la mina a cielo abierto (fotos, diagramas, bocetos, etc.), una descripción del modelo operativo, las inversiones necesarias y los resultados esperados. A continuación, un formulario cumplimentado (plantilla proporcionada como anexo al desafío). No se tendrán en cuenta las propuestas que no incluyan este formulario.