Corregir la conminución

Se han hecho avances para reducir las emisiones en todos los ámbitos de la minería. Sin embargo, paralelamente al crecimiento demográfico y de la urbanización, sigue aumentando la demanda de materias primas. Ante las dificultades crecientes para acceder a esas materias primas, resulta crucial implantar prácticas sustentables.

El desarrollo económico, medioambiental y social sustentable es vital para satisfacer las necesidades de hoy sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para hacer lo mismo. Para mantener nuestra forma de vida actual, es necesario extraer y procesar más materias primas, consumiendo más energía y agua y produciendo más residuos. Al agotarse los yacimientos más accesibles, las minas deben bajar más en busca de mineral de menor calidad, agravando el problema. Encontrar el equilibrio entre la demanda de materiales y la necesidad de reducir el uso de energía y conservar el agua es uno de los grandes desafíos para la sostenibilidad. Aunque el concepto de sustentabilidad puede parecer paradójico en una industria extractiva, las mejoras medioambientales son posibles en la producción minera y de áridos. La conminución, uno de los mayores consumidores de energía del mundo, sería un buen punto de partida.

La conminución, esto es, el proceso de reducir el tamaño de la roca, es necesaria para extraer los minerales para su procesamiento y mejorar su calidad para aplicaciones industriales. Comienza con la tronadura, a la que siguen la trituración y la molienda de la roca extraída. La minería es una industria intensiva en energía que consume alrededor del 7% de la energía generada en el mundo. Y de esta energía, casi la mitad se consume en la conminución. Hacen falta innovaciones para reducir el consumo energético del proceso de conminución, actualmente ineficiente.

Como socio tecnológico clave de la industria, Sandvik puede desempeñar un papel importante como impulsor del cambio. Hamid-Reza Manouchehri trabaja en Sandvik desde 2011 para reducir el consumo de energía y agua en la conminución y, así mejorar la ecoeficiencia y la productividad. Para hacer más eficiente la conminución, hay que abarcar toda la cadena de valor, afirma, incluso desde antes de empezar a perforar. “Con un 2% del consumo energético pero un 15% del costo total de explotación, la tronadura es el proceso de conminución más eficiente desde el punto de vista energético”, continúa Manouchehri. “Una tronadura de buena calidad crea una buena fragmentación. Eso reduce el costo de transporte y permite una trituración más eficiente y productiva”, explica.

Sandvik Mining and Rock Technology ha introducido un adaptador nuevo para mejorar la precisión de la perforación. y los resultados son prometedores. Una perforación más recta conserva energía y reduce costos, a la vez que mejora la fragmentación. Perforar incluso con una ligera inclinación obliga a perforar más – y trabajar más – para mantener la producción programada. Según un estudio, a lo largo de una vida útil de la mina de ocho años, el adaptador podría reducir la distancia perforada en hasta ocho kilómetros y mejorar la calidad de las tronaduras. El resultado es una disminución del costo de transporte y del consumo energético en procesos de conminución posteriores.

Otro aspecto que  que podría mejorarse es la obtención de datos a partir de la respuesta de la broca a la roca. Sandvik ha desarrollado la tecnología de medición direccional durante la perforación (MWD), que revela información sobre la composición química de la roca que puede utilizarse para completar su caracterización y mejorar el proceso de planificación. Estos datos permiten realizar tronaduras inteligentes. “Diseñando una malla de tronaduras basada en la caracterización química y física de la roca, se producen fragmentos más pequeños del mineral de alta ley, y fragmentos más grandes del resto”, continúa Manouchehri. “La clasificación inteligente puede eliminar las partículas más gruesas, reduciendo la cantidad de material a triturar, moler y procesar. Así, baja el consumo energético y aumenta la recuperación en los procesos posteriores, con efectos positivos sobre la productividad y los costos”.

La molienda es una operación costosa y de baja eficiencia energética. La eficiencia energética de la molienda no pasa del 5%; en cambio, la trituración puede ser al menos 10 veces más eficiente y también más económica. Planteado en términos de sustentabilidad y costos, tiene sentido orientar el proceso de conminución hacia la tronadura y la trituración, siempre que sea posible técnicamente.

Si se pudiera reducir el producto triturado de 12 mm a 6 mm, se obtendría una reducción del 20% en el consumo energético en la molienda. Y además, ayudaría a minimizar el desgaste, con el consiguiente ahorro en costos de explotación.

Por otra parte,  se han probado diferentes tecnologías asistidas para desarrollar diagramas de flujo eficientes, incluyendo la irradiación de microondas, impulsos eléctricos de alta energía, tratamientos ultrasónicos e incluso tecnología de plasma para debilitar la roca antes de triturar.  “Durante los próximos años, creo que la tecnología de microondas aplicada a la industria minera evolucionará rápidamente” destaca Manouchehri.

Si bien es crucial reducir el consumo energético, no es el único factor de sustentabilidad. La conminución también consume grandes cantidades de agua. Aunque muchas minas se abastecen desde plantas de tratamiento de aguas residuales, la mejor opción es reducir la necesidad de agua. “En los últimos 70 años, la disponibilidad media anual de agua ha bajado de unos 4.000 metros cúbicos por persona a solo 1.000 metros cúbicos por persona”, explica Manouchehri. “A pesar de ello, la industria minera consume cada año entre 6 y 8 mil millones de metros cúbicos de agua. Una parte importante de esta agua se utiliza para facilitar la molienda, porque es efectiva y fácil de manejar. Sin embargo, debido a los problemas de escasez de agua y el potencial de contaminación de las aguas residuales durante la molienda, se está imponiendo una tendencia clara hacia la trituración en seco”.

Sandvik Mining and Rock Technology trabaja en el desarrollo de un proceso de molienda seco y ecoeficiente. “Creo que este proceso seco acabará llegando al mercado y encontrando su lugar en la industria”, dice Manouchehri.

Muchos miran hacia el futuro lejano en busca de respuestas para las preguntas de sustentabilidad de hoy. Avances en la industria del petróleo y el gas y en campos afines como la energía eólica marina podrían hacer económicamente viable la minería submarina. A más largo plazo, la minería de asteroides podría dejar de ser tema de novelas de ciencia ficción y convertirse en una posibilidad real. Para eso serán necesarios complejos proyectos multidisciplinarios de investigación y desarrollo.

Pero por supuesto hacen falta soluciones más inmediatas. Y aquí también, las respuestas pueden encontrarse fuera de la minería.”Debemos ser más innovadores y buscar alianzas fuera de la infraestructura actual de la investigación minera”, concluye Manouchehri. “El carácter global de la industria puede favorecer una aproximación a la I+D y la innovación basada en equipos multidisciplinarios”.