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Soluciones mineras sostenibles para cumplir con los objetivos de cero emisiones netas

La minería es un proceso esencial que se ha vuelto aún más crítico a medida que el mundo avanza hacia una mayor transición energética. Los minerales son un componente crucial en las tecnologías de energía limpia, como los vehículos eléctricos, los paneles solares y las baterías, y la demanda de estas soluciones mineras está aumentando, dice Livio Salvestro de Howden. 

Según la Agencia Internacional de Energía, se prevé que la demanda de ciertos minerales para apoyar la transición aumente más de veinte veces para 2040. Cumplir con los objetivos globales de reducción de carbono es esencial para mitigar los efectos del cambio climático y la industria minera desempeñará un papel clave en este esfuerzo. Las prácticas mineras deben adaptarse y evolucionar para ser más respetuosas con el medio ambiente y ayudar a descarbonizar las operaciones. En línea con los esfuerzos globales para cumplir con el objetivo del Acuerdo de París, las compañías mineras están estableciendo objetivos para reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).

Una encuesta de PwC a CEOs en 2021 mostró que el 76% de los ejecutivos globales de minería y metales estaban preocupados por el cambio climático y el daño ambiental, frente al 57% del año anterior. Y el 70% de los ejecutivos mineros globales dijeron que planeaban aumentar sus inversiones a largo plazo en iniciativas de sostenibilidad y ambientales, sociales y de gobierno (ESG).

Desafíos en la descarbonización de la industria

Hay varias maneras en que las minas pueden reducir su huella de carbono, pero pasar a una mina 100% eléctrica representaría un cambio transformador para las operaciones mineras subterráneas donde los motores diésel han dominado durante más de 100 años. Los equipos diesel subterráneos representan uno de los mayores desafíos ambientales que enfrenta una mina. El cambio a una fuente de energía eléctrica puede afectar significativamente a las minas, reduciendo el tamaño de sus pozos de ventilación y túneles; el tamaño de sus ventiladores y sistemas de calefacción y refrigeración; su huella de carbono; y su inversión de capital.

Los equipos diésel también pueden representar una carga financiera significativa dentro de la huella de costos de ventilación de una mina, por lo que pasar a fuentes eléctricas mientras se actualizan las soluciones de ventilación puede ser altamente efectivo para mejorar las credenciales ambientales generales. Si bien se han logrado progresos, lo que resultará en beneficios futuros, existen oportunidades para que la industria minera reduzca el consumo de energía y las emisiones a través de una combinación de tecnologías sostenibles avanzadas, información procesable sobre las operaciones mineras y automatización, soluciones que existen hoy en día.

Eficiencia energética en minería

Los avances digitales están permitiendo a la industria ser más eficiente, segura y productiva mediante la recopilación, el análisis y la implementación de datos para optimizar las condiciones de la mina, los procesos y las decisiones de mantenimiento. Las tecnologías digitales y la automatización también se pueden aplicar a la ventilación.

La ventilación es un proceso vital en la operación de una mina. Es necesario para proporcionar aire más fresco y, en algunos casos, enfriar el entorno de trabajo, eliminar los humos explosivos y diluir los gases de escape y los gases generados por la minería.

Esto significa que debe funcionar de manera consistente y confiable, a menudo representando costos operativos sustanciales y hasta el 40-50% del consumo total de energía de una mina. La tecnología avanzada y los sistemas de ventilación más eficientes pueden reducir los costos y contribuir significativamente a los objetivos de reducción de carbono de una mina.

Los objetivos principales de los desarrollos de ventilación de minas en curso son mitigar el impacto ambiental, como ya se ha descrito, mediante la reducción de las emisiones de GEI y la mejora de la calidad del aire subterráneo. También son necesarios para crear una eficiencia que sea sostenible y confiable, por lo que una mina continúa produciendo ahorros de energía a lo largo de su ciclo de vida. Es crucial optimizar los modelos generales de salud y seguridad que dependen de la automatización para obtener capacidades operativas sin precedentes.

Existen varias soluciones para apoyar estos objetivos, incluido el calentamiento eléctrico del aire de la mina, que proporciona una solución simple y segura con cero emisiones. A través de un enfoque de diseño modular, estos sistemas utilizan elementos tubulares Incoloy de grado industrial seleccionados para una funcionalidad y mantenimiento óptimos.

Los sistemas de ventilación optimizados también están disponibles para impulsar el ahorro de energía y contribuir a los compromisos de cero emisiones netas. Algunos productos como Ventsim™ utilizan software inteligente que se comunica con dispositivos de hardware para monitorear, controlar y automatizar de forma remota el flujo de aire y los sistemas de calefacción y refrigeración.

La recuperación térmica de calor puede resultar en flexibilidad operativa y emisiones reducidas. Al emplear un sistema de bobinas de transferencia de calor, estaciones de bombeo de líquidos y tecnología de control y automatización, la mina puede generar recuperación de calor utilizando fuentes potenciales como el calor residual del aire de escape de la mina, calderas centrales, generadores de energía y compresores o fuentes verdes como la energía geotérmica.

Los sistemas de refrigeración de amoníaco ofrecen una solución sostenible sin emisiones nocivas de CO2 o HFC. El amoníaco se considera el «refrigerante verde» y se ha utilizado durante muchos años, sin embargo, ahora se está convirtiendo en algo propio con las demandas de reducir la huella de los refrigerantes de hidrocarburos y HCFC que pueden afectar la atmósfera.

Éxito demostrable de la ventilación

Empresas como Howden han estado suministrando con éxito estas soluciones de ventilación de minas verdes durante años, y los resultados son claros.

La mina Oyu Tolgoi en Mongolia requería una nueva solución indirecta de calefacción, ventilación y filtración de aire. Howden desarrolló una solución única de recuperación de calor térmico que incluía acceso a la esclusa, ingeniería de tuberías, amortiguador principal y de derivación, y salida del ventilador. La solución de Howden se puede utilizar como referencia para el resto del desarrollo de la mina. Cada calentador fue diseñado para capturar 22 MW de calor residual del sistema de agua caliente.

Se suministró un sistema de calefacción eléctrica a una mina subterránea de alta ley en el norte de Columbia Británica, Canadá. El sistema incluía dos calentadores de aire de mina híbridos M.I.D de combustión directa y permitía que el sistema eléctrico de calefacción de aire de la mina aprovechara los bajos precios de la electricidad.

La automatización de la ventilación ha sido parte de varias operaciones mineras a gran escala durante décadas y algunas minas han experimentado reducciones de más del 50-60% en el consumo de energía y 11.500 t de emisiones de CO2.

La mina Newmont Éléonore en Quebec, Canadá, introdujo un sistema, que incluía estaciones de monitoreo de ventilación y la automatización de todos los equipos de ventilación. Hasta la fecha, ha habido una reducción del 43% en los costos de calefacción de la mina, una caída del 56% en los costos de electricidad de ventilación subterránea y una disminución del 73% en el costo de la electricidad de ventilación superficial.

Reconociendo los beneficios comprobados del sistema de ventilación bajo demanda de Howden, Newmont – Éléonore ganó el Premio Eureka de Écotech Québec.

Como pionero, Howden diseñó sistemas de refrigeración de amoníaco en minas durante la década de 1970. Más recientemente, la compañía suministró enfriadores de tornillo de amoníaco en la mina Prominent Hill en Australia del Sur para OZ Minerals. En asociación con el cliente, Howden creó soluciones que tenían la mayor funcionalidad al tiempo que respaldan sus objetivos de cero emisiones netas.

A medida que aumenta la presión ambiental, especialmente en las compañías mineras, ahora es el momento de implementar soluciones comprobadas para apoyar un futuro energético más limpio.

Este artículo ha sido publicado originalmente en International Mining. Ha sido publicado y traducido por GĚRENS en mayo de 2023. 

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