Luces para las Mineras

Durante la presente década, se espera que la producción de cobre en el país crezca un 23%, con un alza en el consumo eléctrico de esta industria de 34%, debido a factores estructurales de la matriz productiva como la menor ley de los minerales. Así lo señala el informe "Proyección del Consumo de Energía Eléctrica de la Minería del Cobre 2020-2031", elaborado por la Comisión Chilena del Cobre.

Ese mayor gasto energético plantea un desafío relevante que las empresas mineras, en general, pueden afrontar optimizando el uso de este recurso, lo que trae aparejado beneficios económicos y ambientales.
¿Cómo hacerlo? A continuación, varios especialistas entregan orientaciones para que las compañías del sector adopten buenas prácticas en la materia y, de paso, se preparen para cumplir con la Ley 21.305 sobre Eficiencia Energética (EE), promulgada en febrero pasado.

Sistemas de Gestión

Según datos de la Agencia de Sostenibilidad Energética, una buena gestión de la energía puede reducir en un 5% el consumo, sin necesidad de inversiones adicionales.

No resulta extraño, entonces, que una de las principales exigencias que la Ley de EE impone a las empresas con ventas anuales sobre 100.000 UF y a aquellas que consuman 50 Tcal/año o más, sea implementar y mantener un sistema de gestión de energía (SGE). Esto implica, entre otras tareas, registrar el consumo de este recurso en las distintas unidades productivas, establecer indicadores de desempeño energético para controlar esos consumos y fijar metas cuantificables de ahorros para futuros proyectos.

María Luisa Lozano, directora ejecutiva de Asgreen Ingeniería Sustentable e integrante de la Asociación Nacional de Empresas de Eficiencia Energética (Anesco Chile), recalca la importancia de esta herramienta para optimizar el uso de este recurso: "Es fundamental contar con un buen sistema de gestión de la energía, que permita establecer metas y planes de acción medibles y verificables, porque sin eso todas las acciones quedarán en el camino. Esto es algo que nos ha tocado ver frecuentemente: buenas iniciativas son desechadas incluso después de estar en operación porque no fueron incorporadas de buena manera a la actividad principal".

Un sistema de gestión de energía es clave para usar bien este recurso, recalca María Luisa Lozano.

¿Qué aspectos se debieran considerar para desarrollar adecuadamente un SGE?

Rodrigo Vásquez, Asesor Técnico del Programa de Energías Renovables y Eficiencia Energética de la GIZ, indica que, primero, las empresas deben entenderlo "como una herramienta que le permita gestionar el uso de la energía, y también obtener una medida de qué tan eficiente está siendo al generar sus productos".

El especialista también pone énfasis en la necesidad de "involucrar a los distintos niveles de la organización en la mejora y gestión continua de la energía". De esta manera, se "podrá potenciar la búsqueda activa de oportunidades de ahorro, eficiencia energética y operacional, cambios de hábitos, adopción de nuevas tecnologías, entre otras acciones", asegura.

Una visión similar entrega María Luisa Lozano: "Lo más importante es el compromiso a nivel gerencial con la gestión de la energía, desde incorporarla dentro de la estrategia corporativa hasta destinar los recursos necesarios para realizarla. Esto es clave ya que nada se consigue con tener modernos sistemas de medición en línea o procedimientos de gestión si no se cuenta con una organización comprometida en todos sus niveles y alineada con los objetivos. En la minería, debido al tamaño de la organización, esto es algo complejo, pero totalmente factible si el impulso viene desde arriba".

Asimismo, considera fundamental "identificar las contribuciones de cada rol a la gestión energética y convertirlas en parte de sus labores cotidianas, ya que de momento es visto como un trabajo adicional no remunerado".

Desde una perspectiva más técnica, Alejandro Coll y Matías Coll, ejecutivos de Smart Clarity -otra empresa socia de Anesco-, puntualizan tres tareas que las mineras debieran cumplir para desarrollar adecuadamente un sistema de gestión de energía:

• Disponer de los mapas de procesos, debidamente actualizados de las actividades claves.
• Tener la matriz energética bien identificada, con los consumos de cada uno de los energéticos, sus costos unitarios, y sus proyecciones de corto y mediano plazo.
• Disponer de una auditoría técnica energética, que permita conocer el nivel de pérdidas técnicas y las principales anomalías o brechas en materia de eficiencia.

Identificar bien los consumos y contar con una auditoría energética ayuda a desarrollar un buen SGE, señalan Alejandro Coll y Matías Coll.

Rodrigo Vásquez agrega que es importante que las empresas cuenten con equipos de medición y que su personal esté capacitado para analizar y comprender la información recopilada y, con esto, verificar el uso eficiente de la energía e incluso poder detectar nuevas oportunidades en esta materia. En ese contexto, recomienda buscar asesoría de consultores o empresas especializadas, como las que figuran en el Registro Energético de la Agencia de Sostenibilidad Energética.

Oportunidades de Mejora

Existe un amplio espacio con oportunidades para optimizar el uso de la energía en el rubro minero. Así lo dan a entender los especialistas consultados, quienes detallan las áreas donde puede resultar más conveniente llevar a cabo proyectos de EE y mencionan algunas acciones generales que se podrían adoptar.

María Luisa Lozano señala primero que "en la mina todo es energía, principalmente en explosivos y luego extracción y transporte de mineral. En esta área es la planificación minera la que juega un rol fundamental para optimizar el consumo energético, el cómo se hace la tronadura y luego las vías por las cuales se extrae el mineral. Dentro de estas actividades, las opciones orientadas a disminuir el consumo de combustibles en camiones sería lo principal en el corto plazo".

Luego se refiere a las plantas de proceso, en las que "las etapas de chancado y molienda son las que demandan mayor cantidad de energía. Allí, a través de una optimización en el uso de equipos, es posible disminuir los indicadores de consumo, siempre teniendo en cuenta el efecto en la variabilidad de la ley del mineral", advierte.

En relación a esto último, Lozano señala que, más allá de eventuales cambios tecnológicos, "lo más importante es hacer una buena gestión energética. Ahí es donde está el mayor potencial de ahorro, porque eso está determinado por la forma de operación, la ley y dureza del mineral, la disponibilidad de agua, y el tipo de mineral. La mayoría de los equipos que se usa en minería ya son de alta eficiencia, por eso las mejores oportunidades están del lado de la gestión, la automatización y, sobre todo, de la incorporación de la eficiencia energética en el diseño de nuevas plantas".

Añade que aplicar EE a la ingeniería implica evaluar no solo el costo de los equipos, sino también su consumo energético a lo largo del ciclo de vida, lo que permite tomar mejores decisiones: "Hemos encontrado equipos un 20% más eficientes, cuyo costo extra de inversión se recuperaba en los tres primeros meses de operación de la planta", puntualiza.

Una adecuada operación de molinos y chancadores puede reducir el consumo de energía.

Por su parte, Rodrigo Vásquez coincide en que hay diversas alternativas de mejora que se pueden aplicar en distintas áreas, como las siguientes:

• En transporte de mineral se pueden ver sistemas de gestión de flota para ahorrar combustible.
• Implementar variadores de frecuencia en distintas áreas que empleen motores.
• Incorporar sistemas de ventilación "on demand" en minas subterráneas.
• En el proceso de molienda, reducir el consumo de energía específica. "Es decir, aumentar el tonelaje de material procesado operando a la máxima potencia posible, para lo cual se pueden implementar sistemas de control experto, entre otras medidas operacionales", explica.

El representante de la GIZ comenta que, además, hay "opciones de ahorro de energía de forma indirecta, mediante el recambio de combustibles en transporte, en equipamiento minero y en calderas, con lo cual se puede reducir la cantidad de combustible transportado a las faenas". A eso se suma la posibilidad de generar parte de la energía térmica o eléctrica requerida por las mineras mediante plantas solares, como también de producir hidrógeno en la misma faena para alimentar equipos y camiones.

Desde Smart Clarity, plantean más alternativas de EE: la utilización de la aerotermia para el calentamiento de agua; la incorporación de bancos de condensadores electrónicos, automáticos, con mitigación de armónicos y estabilización de voltajes; y el uso de bombeo con energía fotovoltaica y motores de corriente continua.

Menos Emisiones

La EE también permite reducir la emisión de contaminantes atmosféricos. En cuanto a eso, María Luisa Lozano señala que "son el transporte minero (camiones) y las plantas de fundición las que tienen mayor relevancia, pero para esto es necesario hacer un cambio tecnológico que permita utilizar otro tipo de combustibles o incluso otras formas de procesar mineral".

En Abastible tienen experiencia en esas áreas, en base al uso de gas licuado. Su gerente comercial granel y soluciones energéticas, Ignacio Mackenna, comenta: "Contamos con un equipo altamente especializado en sistemas de energía para faenas y estamos trabajando en cuatro áreas de la producción del mineral, relacionadas con calderas y calentadores de agua, procesos SX-EW, secado, además de fundición".

Luego detalla: "En procesos de calentamiento de soluciones de baja entalpía, implementamos soluciones con eficiencia sobre 98% para satisfacer temperaturas de hasta 85 °C. En el calentamiento de soluciones de alta entalpía, recuperamos energías residuales para aprovecharlas nuevamente en los procesos productivos. En campamentos podemos efectuar generación simultánea de energía térmica y eléctrica desde una sola fuente de combustión. En el secado de minerales, llevamos a cabo mejoras en los equipos de combustión reduciendo los tiempos del proceso, aumentando la confiabilidad operacional con un combustible que permite automatizar procesos de encendido y apagado, seguro, de alto poder calorífico y bajas emisiones contaminantes. Por otra parte, hemos trabajado en una solución energética destinada a optimizar los hornos de refino de una división minera nacional, y que funciona exitosamente hace más de un año".

Ignacio Mackenna destaca las ventajas energéticas y ambientales del uso de gas licuado.

Mackenna asegura que el gas licuado tiene la capacidad de potenciar la eficiencia integral de los procesos energéticos. "Por ejemplo, si lo comparamos con el GNL, el gas licuado tiene hasta 2,5 veces más de poder calorífico; además, su logística es más sencilla y fácil de operar, porque no requiere de un sistema criogénico de almacenamiento. A esto se suma su precio competitivo. Podemos afirmar que el gas licuado permite hacer más con menos", plantea.

El ejecutivo describe un poco más algunas soluciones técnicas que ofrecen a la minería, con sus beneficios económicos y ambientales. "Las calderas utilizadas para los procesos de SX-EW, liberan un calor que se pierde por distintos motivos, ante lo que Abastible propone el uso de sistemas para recuperar ese calor y usarlo como energía térmica para el agua circulante, propiciando una reutilización que se traduce en un 3% de ahorro en el consumo de combustible. Otras iniciativas complementarias de eficiencia energética que la compañía ha diseñado generarían un ahorro de combustible en torno al 37%, junto a una disminución de 700 toneladas de CO2 anual. Entre ellas destacan las mejoras en el control de combustión, el aumento del área de intercambiador de electrolito pobre y electrolito rico, el balance térmico online, y el reemplazo de la generación térmica con combustibles fósiles por fuentes renovables con la termo solar".

Más Ejemplos

Otros ejemplos de iniciativas de EE desarrolladas por algunos de los especialistas consultados, con sus correspondientes beneficios económicos y ambientales, son los siguientes:

• Cambio de combustible en hornos de refino:
Abastible diseñó e implementó en una minera nacional un proyecto para la migración del sistema de refino desde el petróleo al gas licuado. "Dicha solución incrementó la eficiencia energética del proceso al poder mantener una temperatura estable con menor cantidad de combustible, junto con disminuir los tiempos de fundición de 75 a 40 minutos. Además, actualmente nos encontramos en pleno desarrollo de diseño en la ingeniería de un vital proceso dentro del área de fundición. Eso implicará ahorros significativos para el cliente, además de mejorar la calidad del producto y disminuir considerablemente las emisiones de fuentes contaminantes al ambiente", resalta Ignacio Mackenna.

• Optimización en sistema de ventilación subterránea:
Los sistemas de ventilación son fundamentales para la minería subterránea, ya que llevan aire a los túneles donde trabajan personas y operan maquinarias. Funcionan las 24 horas y durante todo el año, por lo que implican un gasto considerable de energía eléctrica.

La posible implementación de un sistema de ventilación subterránea "on demand" podría traer importantes ahorros a El Teniente.

El Programa Energías Renovables y Eficiencia Energética de la GIZ desarrolló un estudio en la División El Teniente de Codelco, que propone implementar un sistema de ventilación "on demand", basado en una herramienta de control que permitiría activar automáticamente los ventiladores en función del sector en que se encuentren los equipos y el personal de apoyo. La inversión estimada en el proyecto es de US$764.400, mientras que el consumo energético anual se reduciría 32%, lo que se traduce en un ahorro en torno a los US$2 millones al año, destaca Rodrigo Vásquez.

• Sistema de monitoreo y apoyo a la gestión:
EMMA es el nombre de una herramienta digital que apoya la gestión de energía en las empresas, al monitorear consumos y variables energéticas, hacer seguimiento de indicadores de desempeño y del cumplimiento de metas, entregar recomendaciones de EE y cuantificar la emisión de gases de efecto invernadero, entre otras funciones. Desarrollado por Asgreen, está siendo pilotado en una planta minera. "Existen varios sistemas de visualización de consumos, pero EMMA va mucho más allá ya que permite gestionar la energía, incorporando a todo el equipo de gestión y operaciones en el cumplimiento de las metas", asegura María Luisa Lozano.

Casos concretos y alternativas que se pueden aplicar y replicar en diversas faenas mineras, para hacer frente al desafío de optimizar el uso de la energía.


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RECUADRO 1:

Liderazgo Relevante

La Asociación Nacional de Empresas de Eficiencia Energética, Anesco Chile, lleva varios años promoviendo las ventajas de esta práctica, así como incentivando y apoyando a los distintos sectores productivos a implementar proyectos en esta área.

En ese sentido, su gerente general, Mónica Gazmuri, plantea la relevancia de que la minería adopte el compromiso con la eficiencia energética: "Sería importante contar con su liderazgo para mostrar aún más los beneficios de la EE también a otros sectores. Sin duda, el trabajo conjunto es una oportunidad real para que la minería siga siendo un sector económico importante y, con esto, más responsable y amigable con el medio ambiente".

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RECUADRO 2:

Red de EE y Reducción de Emisiones

Anglo American, Codelco, KGHM CHILE, Lundin Mining Distrito Minero Candelaria, SQM, Teck Resources, Cemin Holding Minero, Compañía Minera Cerro Negro, ENAMI, Minera Cruz, Minera Rafaela, Minera San Pedro, Minera Tres Valles y Pucobre. Esas son las 14 medianas y grandes empresas de la minería que forman parte de la primera Red de Eficiencia Energética y Reducción de Emisiones en Chile, iniciativa que permitirá a las compañías intercambiar experiencias, recibir asesorías especializadas y trabajar en conjunto en dichas materias, aportando así al desarrollo de una minería más sustentable y a alcanzar la meta país de ser carbono neutral al año 2050.

La red es impulsada por el Programa de Energías Renovables y Eficiencia (4e) de la GIZ, en conjunto con el Ministerio de Energía y la Agencia de Sostenibilidad Energética. Además, cuenta con el apoyo de la Sociedad Nacional de Minería.

"El sector minero es uno de los mayores emisores de gases efecto invernadero y cerca del 30% de la electricidad chilena se usa para extraer y procesar materias primas, principalmente el cobre. Además, en los últimos años la demanda energética del sector minero ha aumentado anualmente un promedio de 4%, por lo tanto, este proyecto viene a ayudar al sector a ser más sustentable mediante la eficiencia energética y el intercambio de experiencias", indica Rainer Schröer, director del Programa 4e de la GIZ.


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DATOS:

8 a 10
Millones de pesos es el cofinanciamiento que pueden obtener las empresas que participen en el Concurso de Implementación y Certificación de Sistemas de Gestión de Energía 2021, abierto por la Agencia de Sostenibilidad Energética y el Ministerio de Energía.

1
Plataforma web para difundir medidas de EE en minería y proyectos implementados, lanzará el Programa de Energía de la GIZ. La idea es que sea una fuente de permanente consulta y que se actualice con la información que vayan entregando las mismas empresas.


Artículo publicado en InduAmbiente 169 (Marzo-Abril 2021), páginas 14 a 17.