Medir en tiempo real y en línea la densidad que contienen las pulpas minerales que se encuentran en dispersiones aireadas, utilizando un dispositivo que controla la adición de agua en puntos específicos del circuito y optimiza su consumo, es el objetivo de la iniciativa liderada por el Dr. Miguel Maldonado, director del Proyecto y Programa MSCM/Metalurgia Exctractiva, co-dirigida por el Dr. Luis Magne, Director de Gestión Tecnológica de la Vicerrectoría de Investigación, Desarrollo e Innovación,  y que cuenta con participación del académico del Departamento de Ingeniería Química, Dr. Francisco Cubillos.

El proyecto que se realizará en dos etapas, divididas en Ciencia Aplicada e Investigación Tecnológica, comenzó en noviembre del 2015 tras adjudicarse el III Concurso Idea de Conicyt, recibiendo cerca de 80 millones de pesos provenientes de Fondos de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico (Fondef).

En palabras del líder de la iniciativa, el Dr. Miguel Maldonado, de resultar positivos los resultados de la investigación beneficiaría de manera importante a la industria minera y al medio ambiente. “Una de las principales debilidades que tenemos en la industria minera es que tenemos muy pocas mediciones, y sin medir bien nuestros procesos, es difícil poder optimizarlos, no sólo para obtener más cobre, si no para optimizar los recursos naturales, ser amigable con el medio ambiente. Entre más variables podamos medir y conocer el estado de nuestros procesos, podremos tomar mejores decisiones”, sostiene.

Antecedentes del proyecto

El proyecto Fondef surge a raíz de otras investigaciones lideradas por los académicos del Plantel, siendo considerado un spin-off de ellos. El primero, se trata de un proyecto FONDEF, denominado “Desarrollo de sistemas de medición en línea del contenido de aire para la optimización del proceso de flotación”, adjudicado durante el año 2014, para el cual actualmente uno de los estudiantes de la Carrera se encuentra realizando su práctica profesional en la minera Angloamerican Las Tórtolas, donde está probando el dispositivo.

El otro, se trata del proyecto Innova CORFO “Validación y empaquetamiento de sensor para la medición en línea y tiempo real del contenido volumétrico de gas e dispositivos de flotación de minerales”, que se encuentra en etapa de validación industrial, y espera finalizar en agosto del 2017. En este proyecto, un estudiante de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, se encuentra realizando su tesis en la planta Los Pelambres de Antofagasta Minerals, quien está probando el sensor de medidor de gas.

Según explica el Dr. Miguel Maldonado, quien es además profesor asociado del Departamento de Ingeniería en Metalúrgica, “a partir de ambos estudios nos dimos cuenta que teníamos la potencialidad de poder medir esta nueva variable, y viene de alguna forma a proporcionar una nueva tecnología a la que se utiliza actualmente, que son densímetros nucleares, que tiene como desventaja ser cara, que requiere de personal especializado para su manejo, posee cierto grado de peligrosidad, por lo que creemos que ésta puede ser una alternativa”, indica.

Aplicación del dispositivo y beneficios

Durante el procesamiento de minerales como el cobre, que es el principal recurso natural explotado en nuestro país, la industria minera debe procesar la pulpa que se compone del mineral molido y agua formando una suspensión que permite otorgarle una clasificación. En ese proceso, es importante determinar la densidad de la pulpa, que otorga una idea del peso de mineral, volumen de agua y peso del agua, para obtener un buen manejo y control, favoreciendo la concentración de minerales.

Para ello, los investigadores buscan incorporar un dispositivo sumergible no nuclear, que incluye dos componentes: una celda de exclusión de gas y un flujómetro Coriolis, permitiendo medir la pulpa en sistemas aireados, donde el aire se encuentra en forma de burbujas.

Entre los principales beneficios, según explica el Dr. Maldonado, se encuentra que “al conocer la densidad de la pulpa se puede dosificar el agua de manera más eficiente ya que es un recurso escaso para nuestras operaciones mineras. Actualmente, la única alternativa que hay es a través de los densímetros nucleares, o realizar esta inyección de agua de manera no controlada”.

El investigador espera que “al incorporar este sensor se pueda manejar el recurso hídrico de una manera más eficiente y mejorar los procesos. Además beneficiaría la industria metalúrgica mediante la reducción de costos, a través del uso eficiente del agua o del uso eficiente de los reactivos químicos que se utilizan, mejorando también las recuperaciones de cobre”, explica. 

Según sostiene el investigador, el proyecto posee altas probabilidades de éxito, luego que resultaran positivas las investigaciones que lo anteceden. La investigación tendrá una duración de hasta 2 años, y se desarrollará en 2 etapas: Ciencia Aplicada, en donde se realizará la Investigación y Desarrollo que busca validar las pruebas de concepto, modelos o prototipos evaluados en condiciones de laboratorio; y la segunda etapa, que consiste en Investigación Tecnológica, en donde se espera validar y empaquetar las tecnologías para que puedan ser transferidas, licenciando la tecnología a alguna empresa que desee comercializarla o patentar el desarrollo.

El proyecto cuenta también con el apoyo de la empresa alemana, KROHNE, a través de su representante en Chile TIAR Ltda, la cual proporcionará un flujómetro Coriolis de última generación, para medir con alta exactitud la densidad de un fluido que pasa a través de él. El sensor, llegará en las próximas semanas a la Universidad, y tiene un valor superior a los 16 mil euros y permitirá en los próximos meses empezar las primeras pruebas de evaluación.