Minería sin Polvo

La bischofita es una solución acuosa de cloruro de magnesio hexahidratado. Se encuentra en la naturaleza en forma de cristales blancos y transparentes y su aparición se remonta al período Pérmico de la era geológica, que partió hace 290 millones de años y culminó hace 248 millones.

En la actualidad, este producto natural presta importante utilidad a diversas empresas mineras que lo utilizan para controlar el polvo que se genera en las faenas, en especial en caminos planos, mitigando así un foco relevante de contaminación ambiental.

"Es necesario entender que el polvo posee distintos tamaños y puede cargar partículas de sílice, metales pesados y otros elementos. Y que por su condición puede viajar largas distancias, afectando la salud y calidad de vida de las personas. De ahí la importancia de su mitigación", advierte Andrés Castillo, gerente general del Instituto Internacional para la Innovación Empresarial (3IE), dependiente de la Universidad Técnica Federico Santa María (USM).

Luego explica que, para evitar esta polución, en general, se busca que la partícula adquiera peso, aumentando su volumen y agrupándola con otras. Para eso, "lo más básico es ocupar agua, pero es caro y no se puede hacer un uso ineficiente de un recurso que tiene otras aplicaciones tanto o más importantes", plantea.

En ese sentido, afirma que las soluciones de supresión de polvo son variadas y están formuladas en distintos materiales que buscan lograr la adherencia del contaminante. "Sin embargo, tienen problemas de comportamiento asociados a sus capacidades de elasticidad, duración y dureza resultante en superficie, entre otros, además de sus respectivos costos. Su elección dependerá de las condiciones ambientales específicas de cada faena, considerando temperatura, humedad, precipitaciones y otros factores", indica.

Confinar y aglomerar

Aportando más antecedentes sobre esta problemática, Rodrigo Palacios, especialista en calidad del aire de Gestión Ambiental Consultores (GAC), señala que el control del material particulado en la industria minera "se realiza principalmente en fuentes que involucran procesos de transferencias y/o procesamiento de mineral, y en caminos no pavimentados, por donde circulan camiones mineros de gran capacidad".

En relación a las primeras instalaciones, señala que, "en general, la solución es el confinamiento del punto de descarga/transferencia de mineral, con la adición de humectación mediante aspersores o nebulizadores. Lo anterior, complementado con un sistema de filtros que capturan un porcentaje importante del material particulado".

En los caminos de tierra, en tanto, se aplican productos que aglomeran el material fino para evitar su resuspensión. "Se puede usar agua, sales, biopolímeros o productos bituminosos. La ventaja de las sales y otros productos, respecto del agua, es su mayor tiempo de efectividad y la reducción significativa del volumen de agua requerida para el control de estas emisiones".


En caminos de tierra mineros "se puede usar agua, sales, biopolímeros o productos bituminosos", señala Rodrigo Palacios.

Andrés Castillo, por su parte, detalla un abanico de soluciones para la supresión de polvo en la minería:

• Polímeros sintéticos: Buscan endurecer los caminos y agrupar las partículas de polvo. Pierden efectividad con lluvias, humedad o temperaturas bajas.

• Productos orgánicos no bituminosos: Tienen capacidades elásticas superiores y, por lo tanto, soportan mayor tránsito en caminos. Son, no obstante, solubles al agua y pierden efectividad. Lo mismo cuando son glicéridos. Su principal contra es que tienen poca vida útil.

• Productos bituminosos: Al ser insolubles al agua tienen una mayor duración, pero son más costosos.

• Sales y cloruros: Aunque son más efectivos que el solo uso del agua, requieren de condiciones de humedad y temperatura particulares para lograr óptimos resultados.

¿Y el Monitoreo?

A juicio de Rodrigo Palacios, monitorear la eficiencia de las medidas de confinamiento en este ámbito es compleja, "pues es necesario contar con mediciones previas a su implementación para luego contrastar los resultados obtenidos con la solución aplicada y determinar su eficiencia. No existe una metodología oficial para hacerlo".

Agrega que el cálculo de la eficiencia se realiza monitoreando el entorno de la fuente en distintos puntos, donde son registradas en forma simultánea las concentraciones de material particulado y variables meteorológicas. "La medición de la eficiencia de sistemas de humectación y/o filtros utiliza la misma metodología indicada para la medida de confinamiento. Sin embargo, en este caso es posible activar y desactivar las medidas de control para contrastar ambos resultados", explica el experto de GAC.

A su vez, monitorear la eficiencia de las acciones para controlar el polvo en los caminos se efectúa mediante mediciones directas de la cantidad de partículas emitidas por la ruta en estudio. "La medición la hace un vehículo que porta un instrumento que registra la concentración de partículas generadas por el paso del mismo móvil", precisa el especialista.

Un ejemplo de las tecnologías que se encargan de medir en tiempo real la concentración de polvo total suspendido en caminos de tierra y en otras áreas productivas, en faenas mineras y de construcción, es DustMate.

"Con este instrumento se logra tener un mayor control de la efectividad de las diferentes medidas de control de la contaminación implementadas en un proyecto, entre ellas la aplicación de supresores de polvo, riego de caminos y control de velocidad", destaca Carlos Saul, gerente general de Ambiente y Tecnología (AyT), empresa que importa y vende tal solución.


DustMate mide en tiempo real la concentración de polvo en caminos de tierra y áreas productivas de la minería.

Agrega que DustMate mide en tiempo real la concentración de partículas totales suspendidas, MP10, MP2.5, y MP1. "Y también monitorea las fracciones inhalables, torácicas y respirables del polvo, lo que es crucial para evaluar el impacto en la salud de los trabajadores y las comunidades cercanas. Funciona utilizando un nefelómetro que analiza las partículas en el aire que pasan a través de un haz de láser. Este dispositivo cuenta con un microprocesador capaz de analizar individualmente las partículas, incluso cuando hay millones de partículas por litro", resalta el ejecutivo.

Metodología verificable

Para avanzar en el control del polvo en este rubro, Rodrigo Palacios plantea que se requiere definir una metodología replicable y verificable de la eficiencia de las medidas de control aplicadas en puntos de descarga/transferencias de mineral o estériles, y en sistemas de humectación mediante aspersores o nebulizadores. "Actualmente se aplican metodologías similares en distintos proyectos mineros para estimar la eficiencia de este tipo de medidas, pero no consideran necesariamente tiempos similares de medición, número de puntos de monitoreo o criterios comunes para su definición, por lo que no son directamente comparables", aclara.

En relación a medir la eficiencia del control de emisiones de material particulado en caminos no pavimentados, específicamente en aquellos transitados por camiones mineros, expone que "ésta debiera apuntar a sistemas que permitan controlar en tiempo real la eficiencia de la solución implementada. Esto, mediante equipos de medición en camiones u otros vehículos que circulen por los caminos en donde se aplique la medida de control".

Andrés Castillo, por su parte, aporta otro desafío: "En todos los casos, la aplicación de agua u otros productos debería abordarse como una solución específica, no general, para el riego de caminos, cuyas condiciones particulares varía en función de cómo cambia la mina. Es decir, los caminos se van modificando y se utilizan más o menos según las rutas trazadas en los planes operacionales. En consecuencia, se debe abordar el problema de manera puntual por zonas, por lo que el monitoreo de las condiciones de los caminos debe analizarse idealmente en línea y aplicando estos productos según necesidad y no de manera fija a lo largo del camino".


Andrés Castillo plantea que la tecnología de supresión de polvo a ocupar "dependerá de las condiciones ambientales específicas de cada faena".

El especialista destaca que 3IE ha apoyado a empresas como EYE3, cuya oferta apunta directamente a esta problemática, desarrollando soluciones inteligentes para la supresión eficiente y análisis en tiempo real de los caminos mineros.

Algunas iniciativas

En julio pasado, la Empresa Nacional de Minería (Enami), en conjunto con el Programa Tantay Atacama de la USM, a través del propio Instituto 3IE, lanzó cuatro desafíos de innovación para mejorar la eficiencia y la sostenibilidad en sus operaciones mineras en las plantas Manuel Antonio Matta, El Salado y Vallenar.

Uno de los retos implica el control del polvo (MP 10) en las correas transportadoras de la planta Matta, optimizando el consumo de agua mediante mecanismos automáticos de supresión y mejorando los procesos de mantenimiento y muestreo para reducir costos y aumentar la eficiencia. Actualmente, los aspersores no están equipados con sensores de carga, lo que hace que funcionen innecesariamente cuando no hay carga, malgastando recursos.

Por su parte, un grupo de investigadores de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Valparaíso desarrolló una innovadora solución para mitigar la dispersión de partículas de polvo en suspensión provenientes de los relaves mineros. Se denomina prototipo MT AeroShield.

El director del proyecto, el doctor Daniel Moraga, señala que "esta tecnología logra reducir hasta en un 99% la fracción respirable del relave, lo cual es especialmente importante debido a que estos residuos contienen metales pesados que pueden causar enfermedades graves como la silicosis y el cáncer de piel. El método utilizado implica encapsular los metales presentes en los relaves, evitando así la emisión de polvo tóxico al ambiente. Además, esta solución no requiere de maquinaria adicional para su implementación".

Otra iniciativa llamada DustCycler, se adjudicó, en la categoría Minería, la edición 2024 del concurso de innovación abierta Antofa Innova. A cargo de la empresa Devcoderx, el proyecto permite capturar y reutilizar el polvo generado durante el proceso de chancado. Para ello, emplea un extractor de aire de alta capacidad acoplado a filtros de aire eficientes y un depósito para almacenar el polvo capturado, el cual se recoge diariamente y se reincorpora al proceso, mejorando la eficiencia operativa y la calidad del aire.

Codelco, en tanto, en su Reporte de Sustentabilidad 2023 informa que entre sus acciones estratégicas está reducir en 20% las emisiones de MP10 en sus Operaciones Norte. Para eso, ha implementado gradualmente vigilancias tecnológicas que le permiten realizar pilotajes de supresores de polvo en caminos mineros y otras fuentes que no cuenten con controles.

Otra de sus metas es conseguir un 90% de eficiencia en el control de emisiones en caminos de las minas a rajo abierto. En el informe anual afirma: "Iniciamos pilotajes industriales con pruebas de gestión de caminos que nos permiten un seguimiento automatizado y en tiempo real de las emisiones de polvo en la red mina rajo en las divisiones Chuquicamata y Radomiro Tomic".

Además, la cuprífera activó el estándar corporativo para "regularizar la metodología de medición de la eficiencia de abatimiento de material particulado en caminos mina rajo a lo largo de las operaciones".

DATO:

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Atributo importante de DustMate es que su uso permite mantener la visibilidad en las vías por donde transitan camiones y trabajadores de una mina, reduciendo el riesgo de accidentes.

Artículo publicado en InduAmbiente n° 190 (septiembre-octubre 2024), páginas 82 a 85.