Representando entre el 30 y el 50% de los costos operacionales, la conminución (proceso de reducción de materiales sólidos mediante trituración, molienda, corte, entre otros) ha sido un desafío económico significativo para proyectos mineros. De acuerdo con la Comisión Chilena del Cobre (Cochilco), se estima que el costo de esta tarea durante el 2018 osciló entre U$ 4.802MM y U$ 8.004MM, teniendo en cuenta factores como el gasto energético y la crítica importancia de los medios de molienda en Chile.

Frente a este escenario, el proyecto de investigación aplicada “Desarrollo de un sistema robotizado autónomo que permita la identificación, seguimiento e impacto selectivo de rocas para el mejoramiento de las operaciones en moliendas mineras”, dirigido por el académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica Usach, Dr. John Kern Molina, propone un nuevo sistema robotizado acoplable para equipos industriales tipo brazo-martillo (pica-roca), equipado con algoritmos de machine learning destinado a mejorar el proceso de molienda.

Así, en noviembre pasado se realizó la presentación de los avances a nivel de laboratorio del proyecto. A la jornada asistió el comité directivo y representantes de todas las entidades asociadas y colaboradoras, entre ellas: CITEC 2.0 Ltda., AIKO LOGIC SpA., ARIAN S.A., Pojomovsky e Ibañez SpA y Compañía Minera La Patagua S.A. Esta última fue la encargada de proporcionar acceso a sus instalaciones para la obtención de datos y para la realización de pruebas en terreno de esta nueva tecnología.

Con dos años de duración, la primera etapa del proyecto finalizó el 31 de diciembre, proyectando una siguiente que contempla avanzar en el nivel de madurez tecnológica. Para esto, explicó el director del proyecto, Dr. John Kern, se incorporará “fusión de sensores para mayor alcance, aumentando la compatibilidad de comunicación de datos con distintitos tipos de protocolos industriales utilizados en este tipo de maquinarias industriales”. De esta forma, señaló Kern, en este siguiente proceso de investigación se buscará incrementar el espacio de trabajo del sistema y la precisión de la reconstrucción volumétrica, contemplando pruebas y validaciones en un ambiente real.

¿Cómo funciona esta nueva tecnología?

La operación manual de equipos como el pica-roca ha sido tradicional, pero se ve afectada por la dificultad del operario para visualizar los sólidos cohesionados en ambientes con partículas en suspensión o condiciones de luminosidad inadecuada, causando calentamiento excesivo y desgaste de la punta acerada del equipo. Además, otro punto crítico identificado en esta labor, es la falta de autonomía en los procesos previos a la molienda, especialmente en el chancado, generando tiempos de inactividad y bloqueos que afectan la eficiencia operativa.

Para enfrentar dichas problemáticas, este nuevo sistema autónomo puede calcular y seguir trayectorias sobre superficies u objetos, identificando bordes y puntos críticos para impactar rocas y generar fracturas de manera más eficiente. Para ello, se consideraron aspectos clave como el diseño de un sistema de sensorización avanzada, un algoritmo de control inteligente y uno de detección, entre otros elementos en cuanto a la aplicación y divulgación de esta solución.

Guillermo González Romero, gerente de Innovación y cofundador de CITEC 2.0 Ltda., señaló que ya se está trabajando en las siguientes etapas para aumentar la madurez de esta tecnología para que, a futuro, se pueda comercializar y que las empresas puedan acceder a ella.

“Este proyecto en particular busca principalmente demostrar que la tecnología es factible y que vamos en la dirección correcta” aclaró. Sin embargo, González estima que, si la iniciativa sigue adelante postulando a fondos concursables, lograría avanzar de un nivel de prueba a uno industrial. Es decir, pasar de la integración y validación del sistema a nivel de laboratorio a uno de generación de kit instalables estándar y comercializables. De esta manera, diversas empresas del rubro podrán acceder a esta innovación.

Colaboración como clave

Durante este proceso de investigación fue clave la colaboración con la industria minera y tecnológica. El equipo a cargo del proyecto espera poder seguir trabajando en conjunto para finalizar consiguiendo el nivel industrial y comercializar esta herramienta.

“Ha sido una colaboración muy positiva para todos, tanto para las empresas que tienen la posibilidad de ver cosas nuevas, como para el departamento que tiene la capacidad de desarrollarlas”, afirmó el cofundador de CITEC 2.0, destacando y valorando también la participación de investigadores de los programas de magíster y doctorado.

Este último es uno de los puntos que involucró la investigación: la participación de tesistas investigadores de postgrado de la Facultad de Ingeniería. Junto con ello, como parte de los resultados, se generaron dos memorias de pregrado y dos tesis de postgrado. Mientras que en desarrollo se encuentran dos tesis de postgrado de doctorado con el objetivo de generar nuevas capacidades de investigación en capital humano.

Para Dailín Marrero Cruz, tesista del Programa de Doctorado en Ciencias de la Ingeniería mención Automática del DIE y parte del equipo detrás de la iniciativa, fue una experiencia académica íntegra y completa gracias a todos los procesos prácticos y pruebas en terreno. “Trabajar con todo este equipamiento y hacer todo el procesamiento práctico para ver el resultado final, ver que sea útil y palpable, fue una experiencia espectacular, porque siempre se queda todo más en la teoría. Por eso creo también que es importante esta vinculación de la universidad con las empresas porque permiten ver la utilidad de manera más cercana y real”, finalizó Dailín.