Monitoreo en la Mina

Aunque se sitúen relativamente lejos de centros poblados, las faenas mineras tienen la obligación de controlar sus emisiones de partículas y gases, ajustándolas a las normativas vigentes. Y para eso deben echar mano a las mejores tecnologías disponibles.

¿Cuánto han evolucionado? Carlos Saúl, gerente general de Ambiente y Tecnología (AyT), empresa que provee soluciones de vanguardia en este nicho de mercado, señala que "las tecnologías de medición de material particulado no han tenido avances significativos en los últimos años. Se mantienen los métodos continuos, destacando el monitor TEOM de balance oscilante, el monitor de atenuación beta y los nefelómetros continuos, con los cuales se pueden medir MP10, MP2,5 y otras fracciones de partículas de acuerdo al cabezal de corte que se ocupe".

Agrega que para el muestreo de material particulado sobre filtro hay menos novedades, "porque es un procedimiento sencillo que implica muestrear un volumen conocido sobre un filtro determinado y después llevarlo al laboratorio".

Medición de Metales

A juicio del especialista, sí se ha registrado un avance revolucionario en la medición de metales presentes en el material particulado que generan faenas mineras o industriales, o que forma parte del ambiente.

Explica las razones: "Para hacer medición de metales normalmente hay que enviar los filtros colectados a un laboratorio que haga el análisis utilizando métodos complejos y sofisticados como espectrometría de rayos x u otros sistemas. Su gran inconveniente es el tiempo de respuesta, porque desde el muestreo hasta el resultado del análisis pueden pasar días o semanas, por lo tanto, no se obtiene información relevante de manera inmediata sobre lo que pasa con los metales en una determinada área".

Actualmente, empero, está operativo un monitor continuo de metales, modelo XACT 625i, que "lleva la tecnología muy fina del laboratorio a terreno. Es un equipo que mide de manera prácticamente continua, cada 15, 30 o 60 minutos, de acuerdo a la resolución que se busque, y que incorpora un analizador de rayos x que es capaz de determinar de manera simultánea las concentraciones de numerosos metales (20 a 25) de interés. Por ejemplo, una empresa minera puede medir los metales en la zona de relaves u otras operaciones, con muy buenos límites de detección, en tiempo prácticamente real y así tomar la decisión de modificar o parar la producción en caso que se sobrepasen los límites establecidos", subraya Saúl.

El ejecutivo resalta que Codelco está ocupando la tecnología, con el apoyo del Departamento de Química de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, para la medición continua de arsénico. Los resultados se están ocupando como insumo para la elaboración del anteproyecto de Norma Primaria de Calidad del Aire para Arsénico.

Multisensores

Conformada solo por mujeres, Airflux es una startup (empresa emergente) que ha hecho noticia en los últimos meses por desarrollar una innovadora tecnología de multisensores que permite monitorear y medir contaminantes y calidad del aire en tiempo real en instalaciones mineras, industriales y de otro tipo.

La solución destaca, asimismo, por ser portátil, inalámbrica, de bajo costo, estar científicamente validada, tener autosuficiencia energética por aproximadamente 8 días, y poder transmitir datos online conectándose a una red 3G o 4G.

"Nuestro sistema de monitoreo ambiental inteligente permite diagnosticar y tomar decisiones a nivel operacional, mejorando la productividad y sostenibilidad de las operaciones industriales. También faculta para reaccionar en forma oportuna ante eventos de contaminación ambiental, ayudando a proteger el medio ambiente y la salud de las personas", comentó Yeanice Vásquez, CEO y fundadora de la empresa, en un reciente seminario. En esta instancia se presentaron los resultados de la puesta en marcha y operación de la tecnología en el sector minero, lo que estuvo a cargo del Centro Nacional de Pilotaje de Tecnologías para la Minería (CNP).

La profesional asegura que los equipos utilizados ocupan las tecnologías más avanzadas para medir material particulado, gases contaminantes y de efecto invernadero, ruido, humedad, presión y temperatura, con sensores que pueden instalarse en faenas mineras e industrias, y también en fuentes móviles y redes urbanas bajo el concepto de "Smart Cities".

Pilotaje y Validación

Para justificar el proyecto, un reporte del CNP explica que en la industria minería "se detectó la necesidad de desarrollar un producto capaz de monitorear contaminantes atmosféricos en los distintos frentes de trabajo y que, en paralelo, permitiera evaluar la efectividad de diferentes instrumentos para supresión de polvo que están instalados en las faenas. Esto, porque hoy en día se utilizan grandes tecnologías para el monitoreo de contaminantes atmosféricos. Son estaciones de referencia alojadas en un conteiner que por su tamaño no pueden trasladarse".

También se indica que los multisensores funcionan en base a inteligencia artificial, ciencia de datos, Internet de las cosas y tecnologías de la información y comunicación, "por lo que pueden operar en condiciones de minería de alta complejidad y en lugares extremos, no necesitando estar conectados a la red eléctrica".

Así lo comprobó el CNP, que validó estos sensores de material particulado y variables ambientales instalándolos en puntos distintos de las palas que operan en el frente de carguío de la División Radomiro Tomic de Codelco, "una faena complicada por la cantidad de polvo que levanta el proceso productivo", exponen en el organismo.

Cristián Opazo, gerente técnico del CNP, comentó en el citado seminario que en Codelco Radomiro Tomic se utilizan estaciones de referencia para monitorear los contaminantes atmosféricos, además de supresores de polvo para mejorar las condiciones laborales y operacionales de las faenas. En ese escenario, durante el pilotaje se instalaron equipos en dos palas, en un pasacables y en un lugar fijo (señalética) para medir material particulado de 1, 2,5 y 10 micrómetros.

¿El resultado? "Parámetros de exactitud, precisión y frecuencia igual o mejores que los proporcionados por las estaciones de referencia instaladas en la mina", comentó el ejecutivo. Agregó que durante los 55 días de pilotaje los equipos Airflux no necesitaron mantenimiento, sino sólo un recambio de baterías, proceso que tardó menos de 10 minutos.

"Los sensores captaron los datos correctamente, presentando excelentes resultados en el pilotaje, por lo que fueron validados exitosamente", destacó el experto.

En concreto, los equipos mostraron una performance 2 a 3 veces superior a los otros sistemas en línea que funcionaban en la zona. "Servirían básicamente para cualquier faena minera que requiera medir la polución en un ambiente industrial con maquinaria", manifiestan en el CNP.

Los resultados de la prueba industrial de la tecnología Airflux se resumen en los siguientes puntos:

• Funcionamiento óptimo del hardware y software.
• Adquisición y calidad de datos razonables.
• 94% de disponibilidad mecánica de la tecnología.
• Más de 99% de alta correlación de las mediciones en comparación a tecnologías de referencia.
• Frecuencia de muestreo mayor a equipos comerciales.
• Mayor tiempo de implementación y despliegue.

Sus ventajas, en tanto, se pueden resumir en las siguientes:

• Seguimiento y control de emisiones en tiempo real.
• Evaluación de sistemas de supresión de polvo.
• Tecnología portátil y de fácil instalación.
• Información de alta calidad, con validación científica.
• Bajo costo versus las tecnologías tradicionales.
• Monitoreo móvil mediante drones.

Artículo publicado en InduAmbiente n° 182 (mayo-junio 2023), páginas 82 a 83.