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Robots y bacterias se toman la minería

 

  • La minería es uno de los sectores más importantes de la industria chilena, aportando alrededor de 3.000 millones de dólares al país y posicionándose como un foco de inversión extrajera. Para mantener este competitivo sitial en el escenario internacional, la apuesta tecnológica es clave.
  • Robots de inspección, bacterias purificadoras de mineral y limpieza automatizada, son sólo algunas de las soluciones innovadoras y tecnológicas  implementadas por Codelco.

 

La era de la robótica no está tan lejos como parece y en muchos nichos industriales su uso es común, entre ellos, la industria automotriz y la minería. En Chile, Codelco ya ha dado este gran paso junto con el desarrollo y la implementación de diversas soluciones automatizadas, cuyos objetivos van desde agilizar procesos hasta el reemplazo de mano de obra en tareas que representen un posible riesgo para las personas.

Pero no sólo en robots se sustenta la nueva camada de tecnología industrial, el uso de bacterias también es un frente prometedor. Por ello en 2014 la empresa cuprífera desarrolló una exitosa prueba con bacterias, que por su capacidad de disolver hierro y azufre, se posicionan como una perfecta alternativa para la purificación del cobre.

 

Limpieza a toda prueba

Uno de los focos tecnológicos más activos es la limpieza, proceso que en la siderúrgica suele complicarse debido a la naturaleza de los materiales a tratar y las amplias dimensiones de los espacios. Con el objetivo de facilitar estas tareas, Codelco ha implementado dos soluciones automatizadas.

La primera se enfoca en los horno de tostación de molibdeno. Para ello la máquina se sincroniza con la rotación del horno en movimiento, en orden de limpiar a cabalidad el espacio entre los dientes de éstas. El dispositivo, ya implementado en Chuquicamata, cuenta con otras cuatro herramientas para limpiar otras zonas específicas.

Su utilización ha facilitado la tarea de los operadores, además de fijar la periodicidad de la limpieza, que a su vez permite un mejor transporte de cargas al interior del horno.

Por otro lado se encuentra el sistema de punzado y tratamiento de escoria. El robot, completamente autónomo en su operación, no sólo limpia el canal de descarga del horno flash, sino que también quema los desechos y toma muestras, reemplazando automáticamente sus herramientas al final de cada tarea. Sus operaciones son controladas por un panel independiente, que además puede ser comandado desde una sala de control.

Algunas de sus herramientas son: una guía de lanza para el quemado de desechos; un gripper o garra, que incluye un sistema de sensado para definir movimientos y velocidad; un cilindro hidráulico para el taponeo; y un martillo para picar y tomar muestras de la escoria a altas temperaturas.

La utilización en Chuquicamata de esta tecnología es beneficiosa sobre todo para los trabajadores, la cual los protege de trabajar a altas temperaturas, pero también disminuye los costos operacionales y ayuda a establecer un flujo continuo de escoria, aumentando la vida útil de los equipos.

 

Protección a los trabajadores


La disminución de riesgo y ocurrencia de accidentes laborales al interior de la mina y durante el procesamiento de material, también es una de las prioridades de Codelco a la hora de implementar tecnología de punta.

Uno de los ejemplos es “TotoSpector1”, robot ya activo en la división Gabriela Mistral, cuya función es la inspección visual de problemas en espacios confinados como chutes, tolvas, correas y liners de desgaste, entre otros. Ello para evitar el ingreso de operarios de mantención a instalaciones con cargas suspendidas de mineral, las que suponen riesgos para el personal.

De esta forma será el dispositivo quien, gracias a sus cámaras de inspección y navegación, iluminación propia, ruedas de poliuretano y comunicación inalámbrica, entregue información del área y sus posibles peligros para los trabajadores. El sistema permite que hasta cinco expertos puedan analizar la información al mismo tiempo a través de las imágenes de alta resolución, logrando  análisis  más completos y precisos.

Otro caso es la utilización de un gipper robótico para la toma y posicionamiento de cátodos –placas de metal–, ubicado en la mina Radomiro Tomic. El objetivo es evitar a los operarios la difícil, y potencialmente peligrosa, tarea de mover las enormes y pesadas placas.

El robot, equipado con sensores especiales y un efectivo sistema de comunicación, logra por sí solo levantar y mover los cátodos, esto manteniendo la sincronía del proceso, ya que es capaz de coordinarse con las máquinas despegadoras automáticas ya existentes.

Esta tecnología no solo protege a los trabajadores y disminuye los tiempos de operación, también evita espacios vacíos en la ubicación de placas base, e impide el maltrato en las placas de acero.

Con este mismo objetivo fue que Codelco, en asociación con el Centro de Modelamiento Matemático de la Universidad de Chile (CCM), creó una chaqueta inteligente capaz de captar señales relevantes del medio ambiente y la salud de los trabajadores. Su diseño, que utiliza sensores móviles y tecnología de arquitectura modular, fue ganador del Intel Global Challenger de la Universidad de Berkeley 2013.

El foco en este caso era obtener mediciones en tiempo real de numerosos factores como material particulado, condiciones de iluminación, ruido, y ritmo cardiaco del trabajador. Los datos son recopilados y analizados a través de un modelamiento matemático, para en un futuro avanzar hacia patrones predictivos. 

Alejandro Jofré, director del CMM, explicó que existen innumerables sensores instalados en la mina que permitirían seguir todo el proceso productivo en tiempo real. Esta se transmite a un servidor central a través de equipamientos ubicados sobre camionetas, palas mecánicas y los propios trabajadores. Cada elemento cuenta con su receptor y difusor de información.

En un futuro esta tecnología podría utilizarse para otros nichos industriales como plataformas petroleras y la construcción, además de apoyar a cuadrillas de rescate y deportistas outdoor.

 

Bacterias al servicio industrial


Si bien el proceso de recuperar cobre a través de microorganismos existe desde la antigüedad, la idea de biolixiviación fue reconocida sólo a finales de los 40, cuando estadounidenses lograron caracterizar los primeros microorganismos asociados.  Actualmente la industria minera continúa perfeccionando la técnica para aumentar su eficacia.

En 2014 la búsqueda de ese objetivo llevó a Codelco, en asociación con Biosigma, a realizar una prueba industrial para demostrar la efectividad de una nueva técnica de biolixiviación, que utiliza bacterias capaces de disolver hierro y azufre.

Para desarrollar la prueba se juntaron dos pilas de 25 mil toneladas de mineral, cuyo contenido de 70% de cobre se encontraba en la forma de minerales sulfurados primarios, específicamente calcopirita y bornita. El 50% fue tratado con la solución de BioSigma y el otro con la estandarizada a nivel mundial. Tras un año la tecnología logró recuperar un 30% más de cobre fino y disminuyó los ciclos de biolixiviación a la mitad. Este proceso actualmente se aplica en División Radomiro Tomic.

Nuevas alianzas con organizaciones como la Asociación de Investigación Mineral de Australia, la Universidad Queensland (EEUU), el Centro de Investigación de Tecnología Aplicada a la Minería (Chile), y el Centro de Investigaciones Operacionales para la Minería (Chile), promueve que hallazgos como este se repitan.

 

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