Minería y Energía

Optimización energética de las operaciones mineras

La optimización del rendimiento de perforación y voladura, desempeña un papel clave en la mejora de la productividad en todo el proceso de minería. De hecho, el surgimiento de postgrados en minería y maestrías en ingeniería de minas han sido fundamentales para la optimización y transformación de la industria mineral.

Los procesos de perforación y voladura pueden influir en la productividad en el futuro.

Los procesos de perforación y voladura pueden influir en la productividad en el futuro.

La minería global enfrenta desafíos sin precedentes para la sostenibilidad a largo plazo de sus operaciones. Además de los desafíos socioambientales en evolución, las realidades como la reducción constante de las leyes de minerales y la presión a la baja sobre los precios de las materias primas, implican que las operaciones mineras deban encontrar soluciones innovadoras para enfrentar estos desafíos.

Un impulsor fundamental de la sostenibilidad reside en las tecnologías de bajo impacto que pueden reducir los costos al tiempo que aumentan la productividad. En este contexto, un aspecto clave en todos los proyectos mineros sostenibles y sustentables es la capacidad de mejorar el uso de los recursos disponibles. Es aquí donde la optimización del consumo de energía y el control de los costos totales juegan un papel fundamental para el logro de estos objetivos en el proyecto.


La voladura como estrategia de optimización

La optimización debe estar respaldada por una comprensión intrínseca del proceso a través de la captura y análisis de datos, pues esto permite la formulación de modelos que pueden predecir los resultados de las intervenciones. 

La optimización requiere un conocimiento profundo de los procesos que conforman cada etapa de la operación, así como la identificación y configuración de los parámetros para las interdependencias entre las diferentes operaciones unitarias en el proceso de minería. Además, no puede ejecutarse de forma aislada, sino que debe ser un esfuerzo integral realizado por personal capacitado en diferentes áreas, con postgrado en gestión minera, maestría en minas, maestría en ingeniería de minas, maestría en seguridad minera, así como otras áreas de capacitación profesional.

Al desarrollar una estrategia de voladura de alta energía, la calidad y el grado de fragmentación obtenidos y su influencia en las operaciones subsiguientes, serán fundamentales para optimizar la energía requerida en las siguientes etapas del proceso de minería. La fragmentación y las características de la pila de desmonte relacionadas con la forma y la holgura generadas por las explosiones, deben diseñarse para maximizar el rendimiento de los procesos posteriores, como los ciclos de carga óptimos y el circuito de trituración y molienda.

El efecto de la acción dinámica de la detonación durante el proceso de fragmentación de la roca y su influencia en la trituración y molienda, se ha investigado durante muchos años. Si bien el efecto de la macro-fragmentación en las operaciones unitarias es obvio después de la voladura, el preacondicionamiento del mineral en función de la microfractura solo se evidencia en las eficiencias de aplastamiento secundario y terciario.

Comprender los efectos de la microfractura en la eficiencia del circuito de trituración y molienda, requiere una comprensión profunda del circuito de trituración, pero también requiere un seguimiento y revisión continuos. Es más fácil decirlo que hacerlo en el dinámico entorno de los procesos de producción, pero es vital asegurar que los modelos correctos se generen para permitir una alta confianza en las predicciones. 

El seguimiento continuo y el análisis de la relación entre la cantidad de energía utilizada en la voladura y el rendimiento de los circuitos de trituración y molienda pueden ayudar a la operación a aplicar de forma inteligente, energía explosiva para aprovechar al máximo la energía consumida en el circuito y así poder lograr reducciones significativas en el consumo de energía en comparación con el rendimiento del material.


Integrando los procesos

Todos los esfuerzos para optimizar los resultados, deben formar parte de un proceso integral de mejora continua en el que todas las partes involucradas trabajen juntas y en las que se aproveche al máximo el conocimiento adquirido en su capacitación profesional. Por lo tanto, es necesario aplicar modelos o herramientas comprobables que puedan predecir en la etapa de diseño el impacto potencial de una explosión en las operaciones unitarias subsiguientes, asegurando así una configuración óptima del consumo de energía una vez que se hayan comparado y calibrado los resultados reales en cada ciclo.

La voladura de mayor energía puede tener efectos adversos, como un mayor riesgo de fragmentos de roca y un aumento de las vibraciones, además de que solo se debe aplicar cuando los resultados posteriores han demostrado un beneficio para el proceso en general. 

El desafío para cuantificar el beneficio de la voladura de alta energía radica en generar modelos de predicción de alta confianza en un ecosistema variable con muchos componentes. 

Como ejemplo, tenemos que mantener la configuración de los equipos de trituración de la velocidad de rotación de los molinos, la concentración de agua, los sólidos, etc., garantizará que la productividad real y las lecturas de consumo sean compatibles con los criterios de predicción en el modelo de optimización utilizado. Sin embargo, las realidades de producción pueden no permitir eso y pueden hacerse suposiciones incorrectas en cuanto al impacto de las explosiones de alta energía. Por lo tanto, las limitaciones implícitas y explícitas de los modelos predictivos deben tenerse en cuenta al implementar un programa de optimización.


Conclusiones

En un entorno en constante transformación resulta evidente que las minas deben optimizar los procesos de explosión de manera más inteligente para así cumplir con la gran cantidad de desafíos del ecosistema minero y así mejorar la rentabilidad.

Una reducción en la energía requerida para beneficiar el mineral, puede resultar en ahorros significativos para una operación y los programas de voladura de mayor energía son herramientas que pueden traducirse en ahorros posteriores. No obstante, estos programas deben implementarse con cuidado y de manera integral para garantizar que se traduzcan en valor real. Es aquí donde nuevamente se resalta la necesidad de capacitar y actualizar al personal que conforma las áreas, especialmente en lo relacionado a postgrados en gestión minera, maestrías en minas, maestrías en ingeniería de minas, maestrías en seguridad minera e incluso maestrías en gestión de proyectos, maestrías en responsabilidad social y maestrías en relaciones con la comunidad.

Texto elaborado por Paulo Couceiro, MAXAM Terra Solutions Technical Office Expert, 2018 para el Ausimm Bulletin. Traducido por GĚRENS, Junio 2019.

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