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ESTUDIO DE IDENTIFICACIÓN DE

OPORTUNIDADES PARA LA

INDUSTRIA DE TECNOLOGÍAS DE

INFORMACIÓN Y COMUNICACIONES

EN EL CLUSTER MINERO

INNOVA CHILE

2009

CONTENIDO

1 RESUMEN EJECUTIVO 1

2 METODOLOGÍA EMPLEADA EN EL TRABAJO 2

2.1 Aspectos Generales 2

2.2 Conceptos 3

2.3 Aspectos sobre la identificación de problemas y espacio de soluciones 4

2.4 Metodologías de Evaluación de Impacto 6

3 CARACTERIZACIÓN DE LOS SUBSECTORES DENTRO DEL ÁMBITO MINERO

QUE HAN SIDO CONSIDERADOS EN EL ESTUDIO. 8

4 EL SECTOR DE LA MINERÍA EN CHILE. 11

4.1 La contribución de la minería metálica en Chile 11 4.1.1 Porcentaje del PIB 11 4.1.2 Potencial de crecimiento 12

4.1.3 Grandes empresas: factores de crecimiento. 14

4.2 EL ENCADENAMIENTO PRODUCTIVO DE LA MINERÍA EN CHILE 14 4.2.1 Productos manufacturados de cobre 14 4.2.2 Proveedores 14

5 FACTORES CRÍTICOS DE LA MINERÍA 17

5.1 Aumento de los costos de producción 17

5.2 Abastecimiento energético 18

5.3 Exigencias medio-ambientales 19

5.4 Requerimientos Tecnológicos 19

5.4.1 Exploración y caracterización de recursos mineros 19 5.4.2 Extracción de minerales 20 5.4.3 Procesamiento de minerales 20

6 INCORPORACIÓN DE LAS TIC EN LA MINERÍA. 21

6.1 Cambios en las Estrategias Corporativas 22

6.2 El requerimiento de las mineras de enfoque global para las innovaciones 25

7 DESAFÍOS TRANSVERSALES EN EL SECTOR DE LA MINERÍA 28

7.1 Desafíos globales del sector 28

7.2 Problemas relevantes para las TIC. 30

7.3 Integración de los sistemas tecnológicos de la producción 30

7.4 Establecimiento de Estándares y Certificaciones. 31

7.5 Recursos Humanos 31

7.6 Espacio para soluciones TIC 32

7.7 Problemas y desafíos 32

7.8 Hoja de Ruta 32

8 EXPLORACIÓN 33

8.1 Caracterización del subsector Exploración 33


8.3 Mapa de Ruta 34

8.4 Requerimientos relevantes para las TIC. 35

8.5 Oportunidades TIC. 36

8.6 Estimación de impacto de TIC en Proceso de Exploración 38 8.6.1 Hipótesis 38 8.6.2 Valores característicos 38

8.6.3 Espacio de mejoramiento 40

9 EXTRACCIÓN: MINAS A RAJO ABIERTO 43

9.1 Caracterización del subsector extracción a cielo abierto 43




9.5 Hoja de Ruta 50



9.8 Estimación de impacto de las TIC en extracción a cielo abierto. 53 9.8.1 Hipótesis 53 9.8.2 Valores característicos 54

9.8.3 Espacio de mejoramiento 59 9.8.4 Clientes Potenciales 63

10 EXTRACCIÓN: MINERÍA SUBTERRÁNEA 65

10.1 Caracterización del subsector extracción subterránea 65




10.5 Hoja de Ruta 74



10.8 Estimación de impacto de las TIC en extracción en minería subterránea. 79 10.8.1 Hipótesis 79 10.8.2 Valores Característicos del Proceso 80

10.8.3 Espacio de Mejoramiento 84 10.8.4 Clientes Potenciales 88

11 CONMINUCIÓN 91

11.1 Caracterización del subsector conminución 91


11.3 Espacio para las soluciones TIC. 97





11.8 Estimación de impacto de las TIC en conminución 102 11.8.1 Hipótesis 102

11.8.2 Valores Característicos 102 11.8.3 Espacio de Mejoramiento 104 11.8.4 Clientes Potenciales 106

12 FLOTACIÓN 108

12.1 Caracterización del subsector flotación 108







12.8 Estimación de impacto de las TIC en flotación 116

12.8.1 Hipótesis 116 12.8.2 Valores Característicos del Proceso 116 12.8.3 Espacio de Mejoramiento 117

12.8.4 Clientes Potenciales 119

13 FUNDICIÓN 120

13.1 Caracterización del subsector fundición 120







13.8 Estimación de impacto de las TIC en Fundición 128 13.8.1 Hipótesis 128 13.8.2 Valores Característicos del Proceso 128


14 LIXIVIACIÓN EN PILAS Y EXTRACCIÓN POR SOLVENTE 132

14.1 Caracterización del subsector lixiviación y extracción por solvente 132


14.3 Espacio para las soluciones TIC. 133 14.3.1 En lixiviación 133

14.3.2 En extracción por solvente 134





14.8 Estimación de impacto de las TIC en conminución 136 14.8.1 Hipótesis 136 14.8.2 Valores Característicos del Proceso 136


15 ELECTRO-REFINACIÓN Y ELECTRO-OBTENCIÓN 143

15.1 Caracterización del subsector electrorefinación y electro-obtención 143

15.2 Problemas relevantes para las TIC 143

15.3 Espacio para las soluciones TIC 144


15.5 Mapa de Ruta 149



15.8 Estimación de impacto de las TIC en Refinación Electrolítica y Electro- obtención 152

15.8.1 Hipótesis 152 15.8.2 Valores Característicos del Proceso 152 15.8.3 Espacio de Mejoramiento 155

15.8.4 Clientes Potenciales 157

16 MINERALES DE BAJA LEY - BIOLIXIVIACIÓN 159

16.1 Caracterización del subsector minerales de baja ley 159

16.2 Espacio para las soluciones TIC 161


16.4 Mapa de Ruta 162



16.7 Estimación de impacto de las TIC en tratamiento de minerales de baja ley por biolixiviación 164

16.7.1 Hipótesis 164

16.7.2 Valores Característicos del Proceso 164

16.8 Espacio de mejoramiento 164

17 CIERRE DE MINAS 166

17.1 Caracterización del subsector cierre de minas 166

17.2 Espacio para las soluciones TIC. 166

17.3 Estimación de impacto de las TIC 166 17.3.1 Hipótesis 166 17.3.2 Valores característicos 167

17.3.3 Espacio de mejoramiento 167

18 Mediana y Pequeña Minería 168

18.1 Caracterización 168

18.2 Oportunidades para las Tecnologías de la Información 171

19 MAPA DE OPORTUNIDADES SEGÚN SUB-ÁREA TECNOLÓGICA 172

19.1 Automatización 172

19.2 Modelación Matemática 173

19.3 Robótica 174

19.4 Sensores e instrumentación 174

19.5 Software 178

20 ANÁLISIS DE LOS PROBLEMAS DETECTADOS RESPECTO DE SU OFERTA POTENCIAL EN CHILE 179

20.1 Nivel de apropiabilidad de las soluciones 179

20.2 Prácticas de apropiabilidad de las empresas mineras chilenas. 184

20.3 Caracterización de las soluciones TIC existentes en Chile 184

20.4 Competencia externa. 186

20.5 Barreras de entrada en el sector minero para las soluciones TIC y para una oferta TIC nacional. 187

20.6 Caso de éxito. 188

21 PRINCIPALES EMPRESAS DE COBRE EN EL MUNDO 190

22 PRINCIPALES MINAS DE COBRE EN EL MUNDO 199

23 PRINCIPALES MINAS DE COBRE A CIELO ABIERTO EN EL MUNDO 206

24 PRINCIPALES MINAS DE COBRE SUBTERRÁNEAS EN EL MUNDO 210

25 PRINCIPALES REFINERIAS DE COBRE EN EL MUNDO 212

26 PRINCIPALES FUNDICIONES DEL MUNDO. 214

27 Glosario 216

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Identificación de oportunidades para la industria de TIC en el cluster minero InnovaChile CORFO - 2009 2009

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1 RESUMEN EJECUTIVO

La minería en Chile representa un importante componente porcentual del PIB y su impacto se extiende en toda una cadena de proveedores.

A nivel mundial el sector de la minería enfrenta una serie de desafíos entre los cuales se mencionan con mayor frecuencia el alza de costos de producción, la seguridad de los trabajadores en las faenas, las exigencias medioambientales, la eficiencia energética y el ciclo de vida incluyendo el cierre de faenas.

La innovación y el desarrollo tecnológico aparecen así como un requisito de la sustentabilidad de la actividad minera.

Este estudio corresponde a la identificación de oportunidades para las tecnologías de la información y comunicaciones, que representa un sector tecnológico con grandes potencialidades para generar soluciones de alto valor.

El concepto de "tecnologías de la información" es definido como todo procesamiento, transmisión, almacenamiento y adquisición de información por medios electrónicos, por lo que incluye el software, el hardware, sensores, actuadores, control automático.

Esta definición se basa en la OECD, para la cual las tecnologías de la información son aquellas que "cumplen la función de procesar y comunicar la información por medios electrónicos, incluyendo la transmisión y despliegue o que usan procesamiento electrónico para detectar, medir y/o almacenar fenómenos físicos o para controlar procesos físicos".

Respecto de la minería, se utilizó una definición de subsectores considerando la cadena del proceso: exploración, extracción – a cielo abierto y en minería subterránea – conminución, flotación, lixiviación, fundición, refinación, cierre de faenas. Adicionalmente se incluyó el procesamiento de minerales de baja ley por biolixiviación.

La metodología empleada ha sido el análisis de casos en base a entrevistas a informantes calificados, complementado con análisis de fuentes secundarias. Por la naturaleza de los objetivos del estudio se descartaron métodos de inferencia (estadísticos) o de consenso (Delphi).

Existe una amplia disponibilidad de información respecto de los procesos mineros y de sus proveedores, así como series estadísticas de mercados, cifras de producción, costos, que no se consideró necesario repetir en este informe.

Asimismo, existe una gran cantidad de información, estudios, diagnósticos de los sectores TIC en Chile que tampoco se consideró necesario repetir en este informe.

El análisis ha permitido identificar los principales problemas y enunciar conceptualmente los aportes que el sector TIC podría aportar.

También se ha considerado entregar elementos para una estimación del beneficio que dichas soluciones podrían aportar al sector minero.

El estudio abarca la minería metálica cuprífera y subproductos de ésta.


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2 METODOLOGÍA EMPLEADA EN EL TRABAJO

2.1 Aspectos Generales

La metodología empleada ha sido exclusivamente cualitativa, complementada con datos cuantitativos de fuentes secundarias.

Se descartaron métodos de inferencia (estadísticos) o de consenso (Delphi), por la naturaleza de los objetivos del estudio.

Los métodos basados en encuestas a muestras representativas así como los métodos de consenso son útiles para determinar tendencias generales y en algunos casos para jerarquizar prioridades.

Los estudios del Boston Consulting Group emplearon metodologías Delphi basadas en un amplio número de expertos. Ese estudio llegó a resultados en un nivel general y sus conclusiones han sido utilizadas como punto de partida del presente estudio.

Por ello se estimó que para este estudio la metodología debía profundizar en un nivel más contingente, privilegiando la visión de expertos en los distintos subsectores abarcados por el estudio.

Se optó por elaborar la estructura de cada entrevista en forma particular. Antes de cada reunión se realizó una búsqueda del estado del arte, que se estructuró en forma de lista de problemas.

En cada entrevista se trataron al menos los siguientes puntos:

- Problemas del sub-sector que no han sido resueltos o que necesitan mejores soluciones. - Opinión sobre cuáles son los problemas más relevantes en la lista preparada. - Apreciación de soluciones TIC existentes. - Apreciación de las barreras de entrada. - Apreciación del impacto de nuevas soluciones.

Por motivos de confidencialidad, no se registraron comentarios contingentes a la operación de alguna empresa en particular u opiniones sobre un producto en particular. Tampoco se recabó información de carácter confidencial y/o estratégico para las empresas. Solamente se trataron problemas que son comunes y genéricos al sector en general.


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2.2 Conceptos

El concepto de "tecnologías de la información" es definido como todo procesamiento, transmisión, almacenamiento y adquisición de información por medios electrónicos, por lo que incluye el software, el hardware, sensores, actuadores y control automático.

Esta definición se basa en la OECD, para la cual las tecnologías de la información son aquellas que "cumplen la función de procesar y comunicar la información por medios electrónicos, incluyendo la transmisión y despliegue o que usan procesamiento electrónico para detectar,

medir y/o almacenar fenómenos físicos o para controlar procesos físicos1."

Respecto de la minería, se utilizó una definición de subsectores considerando la cadena del proceso: exploración, extracción – a cielo abierto y en minería subterránea – conminución, flotación, lixiviación, fundición, refinación, cierre de faenas. Adicionalmente se incluyó el procesamiento de minerales de baja ley por biolixiviación.

Existe una amplia disponibilidad de información respecto de los procesos mineros y de sus proveedores, así como series estadísticas de mercados, cifras de producción, costos, que no se consideró necesario repetir en este informe.

Una descripción de detalle de los procesos y equipos utilizados en la minería se encuentra en la publicación “Manual General de Minería y Metalurgia - Minas, Concentradoras, Refinerías, Fundiciones, Lix, SX, EW”, patrocinado por el Ministerio de Minería, la Comisión Chilena del Cobre, el Sernageomin, el Instituto de Ingenieros de Minas de Chile y la Sonami.

Asimismo, existe una gran cantidad de información, estudios, diagnósticos de los sectores TIC en Chile que tampoco se consideró necesario repetir en este informe.

1 Ver por ejemplo, " MEASURING THE INFORMATION ECONOMY" OECD 2002:

"In 1998, OECD member countries agreed to define the ICT sector as a combination of manufacturing and

services industries that capture, transmit and display data and information electronically. This definition, based on an international standard classification of activities (ISIC Rev. 3), was considered to be a first step towards obtaining some initial measurements of ICT sector core indicators. The principles underlying the definition are the following: For manufacturing industries, the products of a candidate industry:

• Must be intended to fulfil the function of information processing and communication including transmission and display. • Must use electronic processing to detect, measure and/or record physical phenomena or control a physical process. For services industries, the products of a candidate industry: • Must be intended to enable the function of information processing and communication by electronic means."


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2.3 Aspectos sobre la identificación de problemas y espacio de soluciones

En la minería, los problemas son abordados desde dos perspectivas:

a. La optimización de las operaciones actuales sin cambios significativos en la forma de hacer minería, como por ejemplo la mantención predictiva de equipos, la implementación de instrumentación y de control automático de procesos.

b. La búsqueda de nuevas maneras de hacer minería, que incluye nuevos procesos como electro obtención en medio cloruro o el concepto de “minería in situ”.

En la primera perspectiva - optimización de las operaciones actuales - los problemas que pueden ser detectados y el espacio de soluciones, pueden ser expresados en niveles suficientemente concretos como para entregar líneas de soluciones en términos de software o hardware.

En la segunda perspectiva, sin embargo, el acento del desarrollo recae en las disciplinas de la minería, metalurgia, electroquímica, de manera individual o multidisciplinaria, cuyos resultados probablemente no estarán en el mercado antes de cinco años. Las innovaciones de las tecnologías de la información relativas a esos desarrollos pueden surgir de una integración de los especialistas TIC con los especialistas de la minería en el proceso mismo de desarrollo. Desarrollos TIC independientes de los equipos multidisciplinarios tienen menos probabilidades de llegar a productos exitosos. No es posible en el marco de este estudio evaluar las probabilidades de éxito comercial de esos desarrollos.

Por este motivo, la identificación de problemas y oportunidades se ha centrado en forma preferencial en las soluciones que el TIC pueden aportar a la optimización de las operaciones actuales.


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RESUMEN DE LA METODOLOGÍA

ETAPA CONTENIDOS FUENTES

Operacionalización de

conceptos o Concepto de Tecnologías de

la Información.

o Definición de subsectores de la minería.

OECD Amira

Elaboración del mapa de Problemas

o Problemas del sector minero

relevantes para las Tecnologías de la Información.

Entrevistas a expertos.

Amira

Identificación de oportunidades TIC

o Espacio de innovación en el

campo de las Tecnologías de la Información aplicadas al sector minero.

Entrevistas a expertos

Elementos para estimación de impacto de soluciones TIC

o Hipótesis de beneficios económicos y número de clientes potenciales.

Entrevistas a expertos y otras fuentes: Brook Hunt, Cochilco,

ICSG, etc.

Condiciones para establecer una oferta local.

o Nivel de apropiabilidad. o Barreras de entrada. o Estrategias de innovación en

las grandes empresas mineras

Entrevistas a

expertos.


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2.4 Metodologías de Evaluación de Impacto

Uno de los aspectos de mayor complejidad, consiste en las metodologías de evaluación de impacto de los proyectos de innovación.

La dificultad para llegar a valores fiables de los indicadores económicos clásicos (TIR, VAN) se origina en la alta incertidumbre respecto del real impacto económico (por ejemplo, incertidumbre acerca del porcentaje de aumento de la productividad cuya causalidad sea claramente atribuible a la innovación, costos de operación reales). En el caso de la minería estas variables son altamente sensibles a pequeñas variaciones de los parámetros.

Esta dificultad es reconocida unánimemente en el mundo.

Los profesionales de la minería declaran contar con metodologías rigurosas de evaluación pero que son totalmente confidenciales.

Los profesionales ligados a centros de estudios declaran que no existe aún una normalización de metodologías de evaluación de impacto.

Un estudio2 realizado en Estados Unidos por Rand en el año 2001, explica la dificultad de medir el impacto de las nuevas tecnologías en la minería principalmente debido a la falta de información cuantitativa respecto de costos y beneficios.

Las dificultades para la evaluación de impacto identificadas en el curso de este estudio son de tres categorías:

a. Los procesos mineros son complejos y pertenecen a una cadena productiva que debe ser considerada en su totalidad. Mejores procesos en sólo una parte de la cadena pueden tener un impacto total nulo si las otras etapas del proceso no asumen los cambios. Por ejemplo, un aumento de la cantidad de mineral extraído por unidad de tiempo no es significativo si la planta concentradora se convierte en un cuello de botella. La rentabilidad de nuevos procesos de lixiviación bacteriana puede depender de que exista o no capacidad disponible en los procesos electroquímicos aguas abajo. Por consiguiente, solamente aquellas tecnologías que tienen un impacto puntual pueden ser evaluadas con certidumbre. Por ejemplo, un sistema de video conferencia que reduce el gasto en viajes y viáticos.

b. Generalmente, los costos producidos por fallas, detenciones, degradación de insumos, no obedecen a una función lineal respecto del tiempo o de otros parámetros. Por ejemplo, el impacto en la producción de una falla en una correa transportadora que se detiene durante quince minutos es nulo en la medida que existen pilas con stock de material. Sin embargo, la detención de la misma correa durante más de una semana puede significar una reducción de la producción que impacta a todo el proceso.

2

D.J. Peterson, Tom LaTourrette, James T. Bartis, New Forces at Work in Mining, Industry Views of Critical Technologies. Rand, 2001. “We believe that the variation in assessments is a result of a dearth of reliable information

about costs, productivity benefits, and other consequences of technology investments, and the lack of information may be

skewing priorities in favor of conventional technologies and practices and slowing new-technology development and diffusion”.


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c. La identificación de posibles soluciones TIC para la minería, en el nivel conceptual en que pueden ser definidas en el marco de este estudio, no permiten el cálculo de los montos de inversión, de los costos de operación, ni de los beneficios en forma cuantitativa. Estos valores solamente pueden ser estimados una vez definida la ingeniería básica y deben ser objeto de estudios de mercado particulares.

Por esta razón, se ha optado por entregar la información general del impacto en el proceso productivo.

Por otra parte, se entrega información de los principales costos de los procesos que permitan, para cada caso particular, una apreciación del impacto de soluciones.

Para entregar elementos de evaluación del impacto que podría tener la aplicación de tecnologías de la información en los procesos mineros se consideraron los siguientes supuestos:

Los costos de los procesos mineros fueron obtenidos de la versión 2005 del Brook Hunt, base de datos que contiene los costos de producción de todas las minas de cobre del mundo.

No obstante, para el caso de los procesos de extracción, éstos cuentan con costos diversos en función de la región, tipo de mineralogía y tipo de proceso extractivo. Por lo tanto, al considerar los costos de mina, se tomaron los datos de Chuquicamata y El Teniente para minería superficial y subterránea respectivamente, por considerarse los más representativos de la realidad nacional.

El resto de los procesos cuentan con costos más uniformes entre los costos de Chile y las minas del mundo, por lo cual en estos casos se consideraron los promedios presentados en el Brook Hunt. Por lo tanto, se considera que estos costos sí son representativos de la realidad Chilena.

La evaluación de impacto de las tecnologías es una tarea que se debe realizar caso a caso, conociendo los costos de desarrollo e implementación de cada una, y realizando pruebas in situ para conocer sus beneficios. Por esta razón es que este estudio sólo pretende dar una visión de la realidad de los costos de cada proceso y qué significaría cuantitativamente aplicar tecnologías que permitan su mejoramiento.

Este estudio no aborda productos específicos en aplicaciones específicas, si no que genera una visión del impacto de ciertas tecnologías pudieran tener si fueran capaces de mejorar algunos procesos..


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3 CARACTERIZACIÓN DE LOS SUBSECTORES DENTRO DEL ÁMBITO MINERO

QUE HAN SIDO CONSIDERADOS EN EL ESTUDIO.

La definición de "subsectores de la minería" puede ser enfocada desde distintas perspectivas. Entre las formas más generales de clasificar está diferenciar entre subsectores de minería metálica y no metálica o entre privados y estatales, entre proveedores, subcontratistas y empresas mineras.

El enfoque más técnico considera los subsectores desde una perspectiva del proceso productivo que va desde la exploración geológica hasta el cierre de las faenas mineras. En un enfoque de organización, los subsectores se clasifican desde una perspectiva corporativa en donde toman importancia a nivel de gerencias o vicepresidencias el medio ambiente, los recursos humanos, la planificación y desarrollo, incluyendo en algunos casos la investigación y desarrollo.

Los primeros enfoques mencionados más arriba - metálica/no metálica, privada/estatal - no serán considerados en atención a la definición de este estudio, centrado en los sectores de la minería en donde puede existir espacio para soluciones innovadoras de las tecnologías de la información y de las comunicaciones.

Este estudio se enfoca en la minería del cobre, cuyo peso en el Producto Interno Bruto nacional es claramente dominante respecto de las otras actividades mineras.

El año 2008 la minería del cobre representó más del 15% del PIB nacional, mientras que las otras actividades mineras solamente representaron el 2% del PIB.

Esto implica que las oportunidades de desarrollo de innovaciones en tecnologías de la información para el cluster minero tienen una clara mayor probabilidad de impacto macro en la minería del cobre que el impacto que podrían tener en las otras actividades mineras.

Tabla 3.1. Producto interno bruto de Chile – 2008 (millones de pesos

corrientes)

% del sector % del PIB nacional minero

Minería del cobre 13.742.068 88,10% 15,52%

Otras actividades mineras 1.856.447 11,90% 2,10%

Minería 2008 15.598.515

PIB 2008 88.535.187


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Para los fines del estudio se ha propuesto una definición de los subsectores de la siguiente manera:

o Exploración o Extracción de minerales a Cielo Abierto o Extracción de minerales Minería Subterránea o Conminución o Flotación o Fundición o Lixiviación o Electro refinación y Electro obtención o Cierre de faenas

La siguiente tabla esquematiza la definición de los subsectores.

La caracterización de éstos se ha incluido en los mapas de problemas.

En lo que respecta a la mediana y pequeña minería, se ha incluido un capítulo particular para indicar la manera en que estos sectores pueden ser beneficiarios de la innovación de tecnologías de la información.


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Tabla 3.2. RESUMEN DE SUBSECTORES

EXPLORACIÓN

EXTRACCIÓN

Cielo Abierto

EXTRACCIÓN Minería Subterránea

Óxidos de

Cobre

CONMINUCION

LIXIVIACIÓN

EXTRACCIÓN POR SOLVENTE

ELECTRO OBTENCIÓN

Sulfuros de

Cobre

CONMINUCION FLOTACIÓN FUNDICIÓN ELECTRO

REFINACIÓN

CIERRE DE

FAENAS

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Identificación de oportunidades para la industria de TIC en el cluster minero

InnovaChile CORFO - 2009

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4 EL SECTOR DE LA MINERÍA EN CHILE.

4.1 La contribución de la minería metálica en Chile

4.1.1 Porcentaje del PIB

Gracias al alto precio de los commodities en el mercado mundial hasta el año 2006, la actividad de la minería en Chile representó el año 2008 un 18% del PIB del país, siendo la minería del cobre el 88% de este sector, es decir el 16% del PIB.

En comparación con la situación de doce años atrás, el impacto de la minería del cobre en el PIB de Chile se triplicó en ese periodo: pasó de un 5,6% a un 15,5%.

Las otras actividades mineras, aunque en facturación se quintuplicaron, su aporte al PIB alcanzó solamente al 2%.

Tabla 4.1.1. La minería en el PIB chileno

Año Minería PIB total

Otras actividades Total Minería Minería del cobre

mineras Millones de

pesos % del PIB

Millones de pesos

% del PIB

Millones de pesos

% del Millones de

pesos corrientes

PIB corrientes corrientes corrientes

1996 2.089.442 6,69% 1.745.018 5,59% 344.424 1,10% 31.237.289

2006 17.799.410 23,02% 16.695.666 21,59% 1.103.744 1,43% 77.337.701

2008 15.598.515 17,62% 13.742.068 15,52% 1.856.447 2,10% 88.535.187

Fuente: elaboración a partir de las cifras disponibles en el Banco Central de Chile

En la actividad minera por tanto, el cobre tiene una importancia totalmente superior a los otros productos, siendo seguido por el Molibdeno.

Destaca como destino el Asia que demanda más de la mitad de las exportaciones chilenas de cobre. Dentro del Asia es China el principal consumidor, siendo Corea del Sur y Taiwán los siguientes destinos en importancia del Asia.

La crisis mundial ha impactado en los precios de los recursos naturales, pero en la actualidad aún los valores están altos en relación a la década pasada.



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Tabla 4.1.2. Valores de los embarques de exportación de la minería metálica de Chile por producto destino - año 2008 (FOB líquido de retorno en millones de dólares)

Producto EUROPA AMÉRICA ASIA Otros TOTAL

Cobre 9.975,0 6.756,7 18.142,2 1.676,3 36.550,2 Oro 176,1 571,3 18,7 -5,4 760,7 Hierro 0,0 30,2 517,5 -0,2 547,5 Oxido de molibdeno 855,5 271,1 865,9 33,0 2.025,5 Trioxido de molibdeno 242,8 6,7 17,7 0,0 267,2 Ferro molibdeno 418,3 217,2 186,8 15,5 837,8 Plata metálica 119,0 256,2 8,3 6,1 389,6 Mineral de zinc 2,8 1,5 28,9 0,0 33,2 Concentrados de molibdeno 254,7 106,5 142,4 0,0 503,5

Minería metálica 12.044,3 8.217,2 19.928,4 1.725,3 41.915,2 Fuente: Anuario COCHILCO 2008

4.1.2 Potencial de crecimiento

El potencial de crecimiento del consumo de cobre se sustenta en dos elementos:

a. El desarrollo de las economías emergentes implica un aumento de la demanda de cobre. En particular, en China e India, dos de las economías emergentes de mayor población, el consumo de cobre es respectivamente de 3,8 y 0,4 kgs anuales por habitante, mientras que el consumo es de 9.3 kgs en Japón y 6.1 kgs en Estados Unidos.

b. Nuevos usos del cobre. De acuerdo al Samsung Research Institute, el cobre será utilizado

en todas las industrias que se vislumbran como líderes en el siglo XXI: electrónica, información y telecomunicaciones, salud, biotecnología, medio ambiente y energía.

Se estima que una vez superada la crisis, el consumo de cobre aumentaría principalmente en China y en India.



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Tabla 4.1.3. DEMANDA ANUAL DE COBRE REFINADO Miles TM 2006 2007 2008

Consumo Consumo Consumo

Miles TM Miles TM Miles TM China 3.613,8 4.863,4 5.133,6 EE.UU. 2.096,0 2.140,0 1.913,6 Alemania 1.397,6 1.391,8 1.386,5 Japón 1.282,3 1.251,9 1.184,4 Corea del Sur 827,9 857,6 851,6 Federación Rusa 693,3 687,8 730,8 Italia 800,5 763,6 638,2 Taiwán 642,5 603,0 582,3 India 406,7 516,1 514,6 Total mundial 16.974,4 18.098,4 18.024,2 Fuente: Anuario de COCHILCO 2008.

Las empresas de la minería en Chile

Existen 18 grandes faenas de explotación de cobre en Chile, de las cuales 4 son estatales.

Destaca la importancia de la minería privada, particularmente de Escondida cuya producción supera a las divisiones de CODELCO tomadas individualmente.

En lo que respecta a la Mediana Minería, en Chile existen más de una treintena de compañías que generan empleo directo para unas 6.000 personas.

De acuerdo con estimaciones de la Sociedad Nacional de Minería, el conjunto de empresas del sector tiene una facturación anual superior a los US$ 2.000 millones.

Las medianas mineras producirían del orden de las 320 mil toneladas de cobre fino, lo que representa cerca del 2% de la producción mundial. Entre estas compañías se encuentran también productores de oro, plata, plomo y zinc.

La pequeña y mediana empresa representan negocios viables donde existen oportunidades de crecimiento. Los medianos productores explotan entre 100.000 y 3.000.000 toneladas de mineral al año equivalentes a una producción anual de aproximadamente de 1.500 a 40.000 toneladas de cobre fino al año, mientras que la pequeña explota hasta 100.000 toneladas al año equivalentes a una producción menor a 1.500 toneladas de cobre fino al año.

Los medianos y pequeños mineros son apoyados por variados entes como ENAMI y SONAMI.



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4.1.3 Grandes empresas: factores de crecimiento.

Del total de las inversiones extranjeras realizadas en Chile, la gran mayoría corresponde a las grandes empresas mineras mundiales. Desde 1974 al 2008, las inversiones extranjeras en minería fueron de 22.708 millones de dólares, de los cuales 20.310 millones de dólares se materializaron entre 1990 y el 2008. Las inversiones en este último período en la minería chilena representan el 89,4% de la inversión total.

4.2 EL ENCADENAMIENTO PRODUCTIVO DE LA MINERÍA EN CHILE 4.2.1 Productos manufacturados de cobre

Los encadenamientos “hacia delante” muestran un bajo desarrollo.

La industria manufacturera local consume sólo 90.000 toneladas por año de cobre y dos empresas de esta industria concentran el 85% de la producción.

La producción nacional de productos manufacturados o semi-manufacturados del cobre no forma parte de las estrategias de desarrollo nacional. En primer lugar, porque los márgenes de utilidad se consideran bajos y en segundo lugar porque las barreras arancelarias del primer mundo hasta el momento han castigado las manufacturas en beneficio de las materias primas.

4.2.2 Proveedores

De acuerdo a los estudios de la COCHILCO3, existen en Chile unas 370 Empresas Proveedoras de la minería del cobre, de las cuales el 70% son extranjeras.

Estas empresas proveen 2.200 productos y servicios y emplean 2.500 ejecutivos de los cuales el 20% son extranjeros4.

El gasto estimado de la gran minería se reparte según la siguiente tabla:

Tabla 4.2.1. Gran Minería: Gasto en Bienes, Insumos y Servicios Mineros para el periodo 2005-2010

• US$ 1.250 millones en bienes e insumos (24% del gasto operacional)

• US$ 1.900 millones en servicios mineros (60% en servicios generales y mantención, 29% en construcción y 11% en ingeniería y consultoría)

Fuente: Cochilco, Estudio Oportunidades de Negocios para Proveedores de Bienes y

Servicios en Minería 2005

3 Cochilco, Estudio Oportunidades de Negocios para Proveedores de Bienes y Servicios en Minería 2005 4

Idem.



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La proyección de la demanda de Bienes e Insumos asociados a la Gran Minería, para el período 2005 – 2010, se reparte según la siguiente tabla

Tabla 4.2.2. Proyección de la demanda de Bienes e Insumos

asociados a la Gran Minería, para el período 2005 – 2010 US$ 466 millones en reactivos y ácido sulfúrico US$ 298 millones en bolas y aceros de revestimiento para molinos US$ 108 millones en neumáticos US$ 85 millones en camiones y US$ 18 millones en palas mecánicas US$ 2 millones en equipos para minería subterránea

Fuente: Cochilco, Estudio Oportunidades de Negocios para Proveedores de Bienes y Servicios en Minería 2005

Del volumen total de bienes e insumos, sólo un 25 % corresponde a producción nacional y el resto a importación directa por parte de las empresas mineras o filiales chilenas de grandes proveedores internacionales.

Cochilco estima que “la baja capacidad de innovación tecnológica nacional limita a la industria proveedora local a producir y exportar bienes de complejidad baja a media”.



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En el año 2008, las empresas de la Gran Minería socias del Consejo Minero realizaron gastos de operación en torno a los US$ 13.177 millones anuales, desglosados de la siguiente forma:

Tabla 4.2.3. Gastos Operacionales de la Gran Minería

(Cifras en Millones de Dólares)

%Variación 2007 2008 2007/2008

Remuneraciones Directas 1.916 2.338 22,0 Energía 1.282 2.159 68,4 Reactivos 401 668 66,6 Partes y piezas 811 971 19,7 Contratistas y consultores 1.611 1.819 12,9 Combustible y lubricantes 768 1.050 36,7 Servicios generales y mantención 1.435 1.581 10,2 Insumos mina 382 459 20,2 Insumos planta 730 1.125 54,1 Otros Gastos 731 1.007 37,8 TOTAL 10.067 13.177 30,9

Fuente: Informe Económico 2008, Consejo Minero.

En lo que respecta a la minería estatal, Codelco declara 2.900 millones de dólares anuales por concepto de compras y contratos, desglosados de acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 4.2.4. CODELCO y el Desarrollo de Proveedores

2006 2005 Compras y Contratos Montos US$ Mill/año

Bienes Servicios Total Bienes Servicios Total

1.329 1.501 2.831 823 2.046 2.869

Operación 1.057 718 1.774 690 914 1.604 Inversiones y Proyectos

Nº Empresas con Negocios

273 783 1.056 133 1.132 1.266 3.047 1.791 4.838 2.949 2.082 5.031

Nacionales 2.668 1.745 4.413 2.570 2.015 4.585 Extranjeras 379 46 425 379 67 446

Juan Enrique Morales Jaramillo, Vicepresidente Corporativo de Desarrollo, “CODELCO LA EMPRESA DE TODOS LOS CHILENOS” 19 de Julio de 2007.



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5 FACTORES CRÍTICOS DE LA MINERÍA

5.1 Aumento de los costos de producción

Este factor es de constante preocupación, en particular en la minería del cobre.

Si bien el actual precio del cobre, de más de 2 dólares por libra supera ampliamente los costos de producción – cercano al dólar por libra - en el caso de muchas de las grandes empresas el costo de producción ha aumentado considerablemente debido al alza en los precios de la energía, combustibles y ácido para procesos.

En la industria minera, el promedio del costo neto a cátodo aumentó desde US$ 0,65 la libra en 2002 hasta US$ 1.02 para el 2007 (FUENTE: Anuario 2008 Cochilco).

En Codelco, el costo neto a cátodo por libra de cobre alcanzó US$ 1,11 en septiembre del 2008; mientras que en 2000 el costo estaba ligeramente sobre los 60 centavos por libra.

Dos factores principales explican esta tendencia:

a. Las alzas de costos de insumos y de mano de obra. b. La baja de la ley de los minerales.

La alzas de costos de insumos en Codelco se desglosan principalmente en:

Combustibles: 149% de alza comparado con el 2000. Ácido para los procesos: 120%. Lubricantes: 81%. Aceros de molienda: 58%. Electricidad: 44%.

Remuneraciones: 11%

Los aumentos de costos en las principales explotaciones, entre 2000 y 2006, son:

Codelco 12% Collahuasi 28%

Sur Andes (Anglo American) 10% Zaldívar (Barrick Gold) 48% Escondida (BHP Billiton) 67% Promedio 37%

En lo que respecta a la disminución de la ley de los minerales de cobre, mientras que el promedio de ley de mineral en las operaciones mundiales es del 1,2% (2006), en Codelco la ley está levemente superior al 0,9%. Esta cifra disminuiría a 0,8% en 2008 y en Codelco Norte alcanzaría

el 0,75%.5.

5 Juan Enrique Morales, seminario realizado en el Instituto Libertad y Desarrollo.



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Esta situación plantea un problema de futuro ya que, si las estimaciones de precio de largo plazo son acertadas, los costos de producción estarían a la par con el precio del cobre.

Tabla 5.1.1. costos de producción y

precio del cobre

(USD/libra) Costos de producción 2008 1,26 Precio del cobre 2008 3,5 Precio del cobre de largo plazo 1,37

(Estimación U. Católica) Fuente: elaboración propia con datos de Codelco y U. Católica

5.2 Abastecimiento energético

Según cifras del 2006, el consumo eléctrico de la minería del cobre demandó una energía de 16.230 gigawatt-hora

El año 2006 en el SING, el área de Lixiviación y Electro-obtención concentró el 46% del consumo, seguida por el área de Concentración con un 40% del total.

El proceso piro metalúrgico, desde el concentrado al cobre Blister (99,5% de Cu) demanda un 11,6% de consumo eléctrico adicional.

Por último, para obtener los cátodos por electrorefinación, el consumo eléctrico de las refinerías representa un 2,4% del consumo eléctrico de la minería del cobre.

La Comisión Chilena del Cobre (Cochilco) prevé que la demanda de energía eléctrica en la minería del cobre crecerá un 22% entre el período 2006 y 2012, lo que significa aumentar desde los 16.230 gigawatt-hora registrados el año 2006 a 19.786 gigawatt-hora el año 2012.

En la actualidad, el problema de la energía eléctrica no se limita solamente al alza de costos producto de las dificultades de abastecimiento de gas natural y de reservas hídricas.

El problema se plantea a nivel del suministro de energía, que podría impactar en una baja de la producción.

De acuerdo a la consultora estadounidense Hallgarten&Co, "Chile podría ver disminuida su producción total de cobre fino (cátodos) entre un 1,5% hasta en un 6% durante todo 2008 debido a la estrecha situación energética que enfrenta el país en general y el Sistema Interconectado del Norte Grande en particular”. “El impacto de contar con menos electricidad en un escenario realista-conservador sería de alrededor de 68 mil toneladas métricas de cobre menos”.

Si una de las centrales térmicas del Sistema Interconectado Central sufriera algún desperfecto, en ese caso, según el informe, las mermas alcanzarían unas 136 mil toneladas métricas de cobre fino.

Son numerosos los factores que inciden en un mayor o menos consumo de energía. Según el estudio realizado por COCHILCO, las tendencias que muestran los Coeficientes Unitarios



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Globales en el período 1992 – 2000, se explican principalmente “por cambios en la cartera de producción de cobre, cátodos SX/EW, cátodos ER, concentrado, blister, y cambios tecnológicos, alguno de los cuales han sido impulsados por medidas de carácter ambiental”.

5.3 Exigencias medio-ambientales

La industria minera es una actividad que genera impactos sobre el ecosistema, en todas sus áreas productivas, desde la exploración hasta el cierre de faenas.

Las empresas mineras en Chile están sujetas a leyes y reglamentos que van desde la realización de estudios de impacto ambiental como requisito previo al establecimiento de faenas hasta la implementación de sistemas de gestión ambiental.

El sector debe privilegiar el uso de tecnologías limpias así como adoptar medidas de supervisión, control, contención y mitigación de efectos ambientales.

5.4 Requerimientos Tecnológicos

Las empresas mineras tienen requerimientos de tipo tecnológicos para sus tres fases de

exploración, de minería extractiva de procesamiento de minerales.

5.4.1 Exploración y caracterización de recursos mineros

De acuerdo a la Cochilco, la exploración minera debe tender a realizarse de un modo principalmente no invasivo e incrementar su capacidad de captar información geológica de los yacimientos y de caracterización de los minerales contenidos, útil para la toma de decisiones técnicas y económicas.

Las líneas de investigación y desarrollo prioritarias en este campo se orientan al desarrollo de sensores avanzados que midan en tiempo real las estructuras geológicas, el contenido de mineral, sus leyes y otros datos relevante que permitan modelar tridimensionalmente las áreas de interés.

El uso de la percepción remota utilizando imágenes satélites o imágenes adquiridas mediante sensores aerotransportados es cada vez más una herramienta privilegiada de la exploración minera.



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5.4.2 Extracción de minerales

De acuerdo a la Cochilco, Para la minería extractiva se espera lograr aumentos de productividad, disminución del consumo de energía, reducir las descargas de materiales de desecho, minimizar los riesgos de accidente y salud profesional e integrar completamente a los planes de producción las metas medioambientales.

La minería enfrenta dificultades por el decrecimiento de leyes, profundidad de los frentes de trabajo, ubicaciones más remotas.

La creación de una nueva generación de tecnologías mineras, entre otras materias,

para el manejo de rocas y para hacer una extracción más eficiente que permita acercar el beneficio del mineral a la faena.

Desarrollo de sistemas de información que integre los datos geológicos a los datos

disponibles en tiempo real para alimentar modelos aplicables en simulación y control de operaciones

Desarrollo de nuevos equipos mineros de alta automatización y autónomos para

faenas riesgosas, apoyados por sistemas que prolonguen su vida útil

Desarrollo de dispositivos electrónicos avanzados (sensores, monitores, telecomunicaciones, control automático) requeridos para sistemas de información integrados en la mina para actuar en tiempo real.

Investigar el empleo de nuevas formas de energía que no impliquen emisión de

contaminantes en el ámbito laboral

5.4.3 Procesamiento de minerales

De acuerdo a la Cochilco, los focos de atención principal se orientan a lo siguiente:

a. Las operaciones unitarias de preparación del mineral más relevante son la conminución o reducción de tamaño del material y la de clasificación de las partículas según sus diversos tamaños, densidades, forma, composición, etc. En este campo es necesario avanzar en métodos que ahorren energía aprovechando las debilidades del material y de mejores métodos de control de emisiones del polvo generado.

b. Los procesos de separación física del mineral deseado del resto del material

acompañante, entre los que se encuentran la clasificación por tamaño de partículas, la flotación, etc., requieren de avances tecnológicos para reducir sus consumos de energía, para manejar y aprovechar la fracción de material particulado muy fino que se escapa o se descarta y en el diseño de procesos más eficientes.

c. Los procesos de separación química que se requieren para aislar al metal de interés

del resto de los elementos contenidos en el mineral, comprende las complejas áreas de la metalurgia.



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6 INCORPORACIÓN DE LAS TIC EN LA MINERÍA.

Desde el punto de vista de las estrategias de innovación y desarrollo tecnológico se encuentran dos modelos no excluyentes entre sí:

a. La incorporación de innovaciones y de tecnologías como herramientas para aumentar la

productividad nacional, aumentar la seguridad y disminuir los impactos negativos de la minería en el país.

b. La generación y fortalecimiento de un sector intensivo en conocimiento que desarrolla

productos y servicios de clase mundial que son exportados desde Chile.

Los efectos de la globalización y la creciente competitividad de la industria indican que la mejor estrategia para hacer sustentable la exportación de servicios es por medio de la formación de consorcios y la presencia permanente de las empresas chilenas en aquellos mercados que revisten mayor atractivo para consolidar su estrategia comercial. A juicio de los actores relevantes y de los antecedentes recopilados por esta investigación se ha detectado la necesidad de generar interrelaciones entre las empresas proveedoras de bienes e insumos y las empresas de ingeniería y construcción dado los altos beneficios que conlleva para toda la cadena productiva la contratación de un estudio de ingeniería nacional en el extranjero. En el período comprendido entre los años 2005 y 2010 se realizarán en Chile inversiones en el sector minero por US$ 10.400 millones en proyectos mineros, lo que permitirá aumentar la producción de cobre de 5,4 a 6,1 millones de toneladas. A partir de este importante incremento, se estima una demanda promedio anual de US$ 1.230 millones por concepto de bienes e insumos más importantes y US$ 1.890 millones por contratación de servicios. Cochilco, Estudio Oportunidades de Negocios para Proveedores de Bienes y Servicios en Minería 2005



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6.1 Cambios en las Estrategias Corporativas

A partir de las entrevistas realizadas ha sido destacado un elemento de alta relevancia para el estudio. Se trata de un cambio de enfoque de la estrategia de toma de decisiones respecto de la incorporación de innovaciones en las empresas mineras.

En el caso particular de la adquisición e incorporación de TIC en las empresas mineras, se pueden distinguir al menos tres niveles de innovación, clasificados según el grado de innovación, el nivel de riesgo y el nivel en el cual se toman las decisiones de adquisición.

Primer nivel: Soluciones TIC de mercado, innovaciones incrementales. Segundo nivel: Innovaciones TIC aplicadas a problemas puntuales, generalmente sin ser

vitales para los procesos. Tercer nivel: Innovaciones TIC disruptivas que cambian la manera de hacer minería.

De acuerdo a los entrevistados, las empresas mineras están cambiando las estrategias de incorporación de innovaciones en los niveles segundo y tercero descritos.

El primer nivel considera la adquisición de las Tecnologías de la Información y Comunicaciones que están asentadas en el mercado o que al menos están respaldadas por empresas TIC consolidadas, cuyo "brand" proporciona una base de seguridad al profesional de la empresa minera que solicita y/o decide su adquisición.

Se trata de soluciones probadas, que pueden incorporar mejoras incrementales en sus prestaciones pero que cada nueva versión no implica un cambio significativo en los procesos productivos, aunque sí puede serlo en los procesos administrativos.

Ejemplos son una nueva versión de un software, un nuevo modelo de controlador lógico programable, un nuevo modelo de sensor, que reemplazan las versiones existentes o se agregan de manera cómoda a los sistemas existentes.

Típicamente, la decisión de adquisición se genera a partir de profesionales de la minería con cargo de supervisores que elaboran una propuesta, generalmente presentando tres cotizaciones, con aprobación de subgerencias o gerencias. En el caso de Codelco, pueden intervenir en la autorización la instituciones Cochilco y Mideplan cuando se requiere un "API" (Autorización de Proyectos de Inversión).

En este nivel, la evaluación de las adquisiciones se evalúa económicamente mediante indicadores tradicionales (VAN, TIR) o se justifica en base a imperativos legales de tipo legislación ambiental, legislación del trabajo. Cuando se trata de soluciones que están en el mercado, la adquisición de TIC sigue un proceso análogo a la adquisición de neumáticos o de maquinaria.

El segundo nivel se refiere a la adquisición de soluciones TIC que no están en el mercado, y que son adecuadas para mejorar aspectos específicos y a menudo puntuales de la organización o de la producción.

Puede tratarse de nuevo software y/o de nuevos dispositivos que constituyen "innovaciones modulares".



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Como regla común, estas innovaciones se incorporan en las faenas pero no son vitales para los procesos productivos, es decir una falla de funcionamiento de la innovación no paraliza el proceso de producción.

A modo de ejemplo, se puede citar la implementación de un software de control de acceso a un sector de la faena, que incorpora sensores biométricos y registro digital de imágenes para garantizar la seguridad de un sector o la incorporación de un sensor de proximidad a los camiones de la mina para reducir el riesgo de accidentes.

Por ello, en este nivel existe espacio tanto para empresas establecidas como para nuevas empresas, investigadores de universidades o centros de investigación.

El proceso de aprobación de estas adquisiciones hasta la fecha puede funcionar al mismo nivel que la adquisición de componentes probados (primer nivel descrito anteriormente), siendo el requisito de "tres cotizaciones" un factor que se discute en su mérito.

Sin embargo, como se detalla más adelante, existe una tendencia a subir el nivel de decisión de estas soluciones innovadoras al nivel corporativo, por una parte introduciendo exigencias de compatibilidad y estándares más rigurosos y por otra parte modificando el proceso de evaluación económica y separando dentro del presupuesto las adquisiciones "tradicionales" (tecnologías probadas) de la adquisición de innovaciones.

El tercer nivel representa una tendencia de progresiva consolidación en las grandes empresas mineras.

El principio es que los grandes problemas requieren de soluciones de tipo "innovaciones disruptivas" que cambien radicalmente la manera en que hasta la fecha se han desarrollado los procesos productivos y administrativos.

De acuerdo a los entrevistados, la situación actual se caracteriza por la formulación de planes estratégicos corporativos que apuntan a aumentar radicalmente los niveles de automatización, de robotización, control de faenas a distancia, procesos biotecnológicos.

En este nivel tanto la toma de decisiones respecto de la inversión en innovaciones tecnológicas como de las modalidades de incorporación en las faenas responde a una lógica distinta de las que gobiernan los niveles anteriores, ya que los montos de inversión y sobre todo los niveles de riesgo son cualitativamente distintos.

La información pública que es accesible sin restricciones muestra que estos procesos se asientan en mapas de ruta (road maps) definidos a nivel corporativo y que las grandes empresas mineras son co-partícipes del proceso de desarrollo. Las grandes corporaciones destinan explícitamente recursos para conseguir la construcción de nuevas soluciones.

Una modalidad de participación en el desarrollo es la alianza con Universidades o Institutos tecnológicos, como el caso de Rio Tinto que comprometió 10 millones de dólares para desarrollar un Centro de I+D en minería con la Western Australia‟s Curtin University.

Otra modalidad es la participación más directa mediante la creación de empresas de base tecnológica con participación en la propiedad, como es el caso de Codelco en Chile que ha creado un centro de investigación (IM2), y ha creado nuevas empresas de base tecnológica en alianza con grandes empresas tecnológicas internacionales.



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En atención a los montos de inversión involucrados, el riesgo tecnológico y la necesidad de comprometer la coordinación e integración tanto a nivel vertical como horizontal de diferentes áreas, se trata de decisiones estratégicas a nivel corporativo que trascienden y se superponen a las decisiones de nivel operativo.

CUADRO RESUMEN INCORPORACIÓN DE INNOVACIONES TIC EN LAS EMPRESAS MINERAS

Nivel de Descripción Proveedores Nivel de Ejemplos

Innovación privilegiados decisión TIC de mercado, Soluciones Empresas con "brand". Supervisores Software de innovaciones probadas, con aprobación gestión, sistemas incrementales. eventualmente de de control con mejoras subgerencias o automático de

incrementales gerencias. procesos, instrumentación.

Innovaciones TIC Innovaciones a Empresas con "brand", Actualmente, Nuevos aplicadas a nivel de nuevas empresas de supervisores sensores, problemas dispositivos o base tecnológica, con aprobación localización de puntuales, módulos, no investigadores de de equipos y generalmente sin suficientemente universidades o subgerencias o herramientas por ser vitales para probados, que se centros de gerencias. RFID, control de los procesos. incorporan en las investigación. Tendencia a acceso por

faenas sin subir a nivel biometría,

intervenir los corporativo. detector de procesos ruptura d correas.

productivos. Innovaciones Cambios Grandes mineras crean Decisiones Operación disruptivas de radicales en los nuevas empresas de estratégicas a remota, alto riesgo. procesos base tecnológica y/o nivel robotización.

productivos financian I+D externa. corporativo. mediante Existe también espacio automatización, para centros de robotización, investigación remotización. internacionales, universidades, empresas de base tecnológica. Fuente: elaboración propia a partir de entrevistas a expertos e información de acceso público.



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6.2 El requerimiento de las mineras de enfoque global para las innovaciones

Una de las conclusiones más relevantes para este estudio consiste en la decisión de abandono progresivo de las llamadas "soluciones isla" que, de una manera gruesa, corresponde al segundo nivel descrito en el punto 2.1. Se trata de soluciones concretas y puntuales a problemas también concretos y puntuales.

El cuestionamiento por parte de los profesionales de la minería no apunta a sus prestaciones, calidad, efectividad o seguridad, aspectos que han sido probados satisfactoriamente en el curso de los años pasados, sino a una deficiente integración en el sistema de las minas.

A modo de ejemplo, en el ámbito de las TIC se han desarrollado dispositivos para mejorar la seguridad de las palas mecánicas: dispositivos para alertar el rompimiento de dientes mediante análisis de imágenes, sensores de proximidad para alertar acerca del peligro de golpear un equipo o vehículo en las cercanías.

Aunque cada uno de estos dispositivos tiene individualmente una evaluación positiva y su correcto funcionamiento ha sido verificado, la opinión de ingenieros de minas es que el valor de un conjunto de dispositivos y piezas de software yuxtapuestos en las etapas del proceso, cuyo output son alarmas que debe procesar un operador humano, no resultan suficientemente satisfactorios.

Se cuestiona la falta de integración de estas innovaciones en los flujos de información del proceso en su conjunto, las distintas normas que cumplen y la inconveniencia de evaluar estas soluciones de manera aislada. Por ejemplo, hoy en día existen dispositivos que comunican por protocolos 4-20mA, otros por RS232, otros por Ethernet y, si bien existen conversores de protocolos y dispositivos que admiten a la entrada distintos protocolos, para una implantación masiva de dispositivos esta situación no es deseable para las empresas mineras.

Como se describe en el punto anterior, la gran incorporación de las TIC en la minería del cobre en los próximos años se prevé que responderá a las estrategias corporativas de gran escala.

En este sentido, es de extrema utilidad considerar el establecimiento de mapas de ruta (road maps) que definirán las condiciones de borde a las innovaciones factibles de ser incorporadas en las faenas mineras.

El detalle de esto será presentado más adelante.



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A modo de resumen, la estructura general de la toma de decisiones se puede esquematizar de la siguiente manera:

DECISIONES DE INCORPORACIÓN DE INNOVACIONES SEGÚN LA PERSPECTIVA CLÁSICA:

Problema 1

Solución 1.1

Solución 1.n

Evaluación de altenativas

Adquisición de la Solución 1.n

DECISIONES DE INCORPORACIÓN DE INNOVACIONES SEGÚN UNA PERSPECTIVA INTEGRADA

Problema General N MAPA DE

RUTA CORPO- RATIVO

Integrador de sistema de soluciones

Componente de solución 1N

Componente

Sub- problema 1N

Sub- problema nN

de solución 2N

Estándares Integración

Modelos de Evaluación

Brand Aseguramiento

de Calidad

Integración de sistemas

Componente de solución nN

EMPRESAS MINERAS EMPRESAS TIC

Fuente: elaboración propia a partir de entrevistas



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MAPAS DE PROBLEMAS DE LA MINERÍA POR SUBSECTOR



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7 DESAFÍOS TRANSVERSALES EN EL SECTOR DE LA MINERÍA

7.1 Desafíos globales del sector

En las últimas décadas el sector de la minería ha debido enfrentar en sus actividades problemas de alza de costos de producción, exigencias medioambientales impuestas tanto por los gobiernos locales como por los mercados internacionales que incluyen la necesidad de una producción cada vez menos contaminante y el cierre de faenas con mínimo impacto ambiental y social, así como el constante aumento de las exigencias relativas a la seguridad de los trabajadores en las faenas, la eficiencia energética y la minimización del uso del agua.

Para responder a las necesidades actuales y futuras de la minería, las grandes empresas mineras han venido estableciendo sus mapas de ruta que fijan las prioridades en innovación para los próximos años.

En estos mapas de ruta existen desafíos que son propios de cada subsector de la manera en que han sido caracterizados en este estudio, pero también existe la necesidad de abordar temáticas que son globales del sector minero y por tanto transversales a cada subsector.

En el caso de Chile, se ha fijado la agenda estratégica del cluster minero que tiene su base en un estudio del Boston Consulting Group6 junto con el aporte de académicos y actores del sector minero.

Esta agenda definió cinco líneas de acción:

1. la asociatividad, 2. el desarrollo del capital humano, 3. desarrollo de proveedores 4. la innovación 5. el clima de negocios.

El Consejo Minero en Chile explicita el Mapa Tecnológico de la Gran Minería7 planteando las siguientes metas y desafíos (cita textual):

Metas de la Industria

Meta 1: Bajando los costos de producción Meta 2: Logrando un balance aceptable de efectos económicos, ambientales y sociales. Meta 3: Manejando el riesgo tecnológico y la inversión. Meta 4: Mejorando la seguridad, salud e higiene de la industria. Meta 5: Mejorando la eficiencia energética a través de la implementación de mejoras tecnológicas.

6 "Estudios de Competitividad en Clusters de la Economía Chilena, Resumen ejecutivo de Minería del Cobre, Estudio

encargado por el Consejo de Innovación a la consultora The Boston Consulting Group" 7 CONSEJO MINERO, Mapa Tecnológico de la Gran Minería, Junio 2007



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Los desafíos futuros que plantea el Mapa Tecnológico de la Gran Minería están reproducidos en el siguiente cuadro:

Desafíos futuros de la Gran Minería

- La necesidad de cobre aumentará en el futuro y la minería deberá manejar esta creciente demanda.

- La explotación de depósitos con leyes más bajas, a mayor profundidad y con mayores grados de complejidad se harán más viables, y los métodos mineros estarán dominados por operaciones subterráneas.

- Las demandas laborales tenderán a aumentar con lo cual se requerirán aumentos de productividad.

- Considerando que la tecnología actual es intensiva en el uso de energía y que los costos de energía están aumentando, se requerirán procesos más eficientes en materia energética.

- Regulaciones más estrictas en materia de salud y medio ambiente generan una necesidad creciente por mejorar la seguridad, la salud y la higiene de los trabajadores expuestos.

Reproducido de: Consejo Minero, Mapa Tecnológico de la Gran Minería, Junio

2007

En un nivel mundial, AMIRA (Asociación de Compañías Independientes de la Industria Minera) en donde participan las grandes empresas de cobre del mundo, Anglo American, BHP-Billiton, Codelco, Phelps Dodge, Antofagasta Minerals, Mount Isa Mines, WMC y RTZ, estableció el “Roadmap tecnológico del cobre” que plantea las siguientes prioridades a nivel global:

Principales prioridades globales del Mapa de Ruta tecnológico del cobre

Máxima prioridad: o Optimización del proceso de la mina hasta el metal ( Mine-to-Metal

Optimisation)8

o Modelo Integrado de Sustentabilidad.9

Alta Prioridad

o Control en tiempo real del proceso en su totalidad. o Base de Datos para compartir el conocimiento o Diseño considerando el cierre de minas.

Fuente: AMIRA, Copper Technology Roadmap, June 2004

8 “The concept of mine-to-metal optimisation is to integrate many technical elements of mining and processing technology.

Better understanding of key mining, metallurgical, and operational parameters including ore body characterisation, economical particle transfer, material movement, and energy use patterns will help create the framework for development of the model” AMIRA, Copper Technology Roadmap, June 2004 9 “The objective is to develop and test an Integrated Sustainability Model featuring meaningful metrics, capable of

traditional project evaluation based on discounted cash flow analysis and broader sustainability issues, including economic, social, and environmental aspects that will fully account for sustainability, closure costs, and other benefits and liabilities”. AMIRA, Copper Technology Roadmap, June 2004



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Junto con señalar que hoy día existen desafíos transversales a todo el proceso minero metalúrgico, es importante destacar que la estrategia de las grandes empresas productoras de cobre es migrar desde la adopción de soluciones TIC puntuales en partes del proceso hacia soluciones integradas.

7.2 Problemas relevantes para las TIC. 7.3 Integración de los sistemas tecnológicos de la producción

La disponibilidad de herramientas de software integradas como los sistemas ERP (Enterprise Resource Planning) que permiten integrar los flujos de información tanto internos como externos, has sido implantados en grandes empresas mineras para optimizar los procesos a nivel administrativo.

Sin embargo, a nivel de los procesos productivos no existe aún una integración comparable. Si bien en los últimos años se han implantado en los procesos mineros sistemas de control automático, instrumentación, comunicaciones, por regla general se trata de soluciones que se circunscriben a una parcela del proceso global.

Empresas mineras están reemplazando sistemas de control aislados por sistemas integrados a nivel de plantas, por ejemplo a nivel del proceso de flotación, y centralizando toda la información en una sola sala de control.

Esta tendencia debe extenderse al proceso en su totalidad, como lo señala el mapa de ruta de Amira.

Se requiere llegar a una integración de los procesos productivos con la planificación minera, las operaciones, la logística, la trazabilidad de los productos, los sistemas de transporte, por citar las grandes líneas.

Por ejemplo, un elemento que es detallado más adelante, consiste en institucionalizar la práctica de retroalimentar desde el proceso de flotación de los sulfuros de cobre, hacia los procesos de tronadura y de conminución para que éstos últimos ajusten sus variables de operación de manera de optimizar todo el proceso “desde la mina al metal”. Esto requiere no solamente de herramientas de hardware y de software, sino también avanzar en la modelación matemática de todos los procesos mineros y metalúrgicos.



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7.4 Establecimiento de Estándares y Certificaciones.

Muchas de las empresas que fabrican equipos y maquinaria para la minería, están integrando sistemas de información para la mantención predictiva, mantenimiento en línea, diagnóstico de las condiciones de operación.

Sin embargo, la tendencia clásica de estas empresas es utilizar interfases de comunicación propietarias, el formato de la información es particular a cada empresa e incluso a cada generación de equipos.

La integración de la información y el control integrado de procesos exige el establecimiento de estándares, en primer lugar en lo que respecta a comunicaciones de voz y de datos, así como a las interfases entre los instrumentos, los centros de control, las bases de datos y los operadores.

Este requerimiento también se ha considerado necesario en lo que respecta a la estandarización de la representación de objetos mineros10 para permitir la interoperabilidad de los sistemas informáticos de las unidades de las empresas mineras y también de sus proveedores.

La estandarización constituye por tanto un desafío de alta importancia para las empresas mineras.

7.5 Recursos Humanos

El desarrollo del capital humano aparece como una de las cuatro líneas de acción para la agenda estratégica del cluster minero definidas a partir del estudio del Boston Consulting Group. ("Estudios de Competitividad en Clusters de la Economía Chilena, Resumen ejecutivo de Minería del Cobre, Estudio encargado por el Consejo de Innovación a la consultora The Boston Consulting Group").

El estudio identifica como brecha el "Déficit en capital humano especialmente en el área de formación técnica" y propone "Adecuar los programas de capacitación técnica a las necesidades de la industria".

Sin embargo, el mismo estudio califica esta línea de acción como " No urgente".

De manera más detallada, el Boston Consulting Group precisa:

"Objetivo: Elevar el nivel de capacitación, especialmente en tareas técnicas para minería y proveedores y en tareas de investigación. Descripción: Implementar mejoras en el sistema de formación de técnicos que luego se desempeñarán en la actividad minera ya sea en las mineras o en los proveedores de las mismas. Impacto: Solucionar la brecha de capital humano contribuye de manera directa en las posibilidades de progreso para el sector en el país, además de generar fuertes externalidades positivas en el ámbito social.

10 Ver por ejemplo el proyecto financiado por Corfo “SOMI: Standards Object for Mining Industry” en donde participan

la Universidad de Chile, Codelco y Freeport Memoran Americas .



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Complejidad: Esta iniciativa no implica un alto nivel de complejidad técnica, más bien su complejidad se da por la necesidad de interacción de varias entidades de gobierno y el sector privado."

A partir de las entrevistas con los expertos del sector minero, el problema de los recursos humanos aparece con una complejidad algo mayor, ya que no se trata siempre de un asunto de disponibilidad de profesionales en el país, sino también - en el corto plazo - de la motivación de los profesionales para ir a trabajar a lugares inhóspitos.

Aparece también el problema a mediano y largo plazo del perfil de habilidades de los profesionales y técnicos que deben ser preparados para una operación cada vez más automatizada y remotizada.

7.6 Espacio para soluciones TIC

Se estima que el espacio de soluciones que abarcan transversalmente a todos lo subsectores son:

o Desarrollo de estándares o Certificación o Capacitación en estándares o Diseño de interfases para conversión de estándares. o Monitoreo ambiental unificado de todo el proceso. o Realidad virtual para entrenamiento y evaluación de trabajadores. o Trazabilidad de productos o Trazabilidad de equipamiento o Control de uso de energía o Control de uso del agua.

7.7 Problemas y desafíos I. Bajar los costos de producción II. Disminuir el consumo de energía y de agua III. Cumplir normas ambientales IV. Cumplir normas de seguridad de los trabajadores

7.8 Hoja de Ruta I. Optimización del proceso de la mina hasta el metal

II. Control en tiempo real del proceso en su totalidad III. Modelo Integrado de Sustentabilidad. IV. Establecimiento de Estándares y Certificaciones V. Desarrollo del capital humano



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8 EXPLORACIÓN

8.1 Caracterización del subsector Exploración

Este subsector posee una dinámica altamente dependiente de los mercados del cobre.

De acuerdo a cifras de la Cochilco, el promedio de gasto anual en exploración en Chile es de unos 200 millones de dólares.

No obstante, el año 2008, impulsado por el alto precio del cobre en ese periodo, el gasto en exploración alcanzó a 520 millones de dólares.

La actividad de este subsector está influenciada por tres áreas:

a. Legal, que se relaciona con la legislación sobre derechos mineros y normas ambientales.

b. Económica, que determina la relación entre el riesgo de inversión en exploración versus la rentabilidad esperada y sus probabilidades.

c. Tecnológica, que provee las herramientas para identificar los yacimientos, caracterizarlos y elaborar un modelo para la planificación de la explotación.

Tradicionalmente, se distinguen cuatro etapas en la exploración:

a. Exploración básica: Se trata de generar información sobre áreas extensas, típicamente cientos de kilómetros cuadrados, para encontrar indicadores de la presencia de un yacimiento.

Los datos se recogen a nivel de superficie, preponderantemente por percepción remota, sin intervenir el terreno.

b. Exploración intermedia: Una vez identificadas las áreas en que existen indicios de la presencia de mineral, se procede a realizar mediciones de magnetometría, gravimetría, resistividad, respuesta sísmica, así como a realizar análisis químicos de muestras de superficie. En esta etapa se identifica con mayor precisión la ubicación de un probable yacimiento.

c. Exploración avanzada: En esta etapa se realizan sondajes en profundidad para caracterizar la forma, extensión y composición del yacimiento. El objetivo es obtener un modelo 3D que dé cuenta de la distribución y ley del mineral, las zonas de óxidos y de sulfuros, así como información acerca de densidad, dureza, fracturamiento de las rocas.

En particular en Chile, los expertos advierten que el principal problema de este subsector está en la actual legislación sobre derechos y propiedad minera. De acuerdo a los expertos, ésta favorece la concentración de la propiedad y el mantenimiento de derechos sobre áreas mineras no explotadas. El costo de mantener los derechos es poco significativo desde el punto de vista financiero para las grandes corporaciones, por lo cual existe poco espacio para que empresas mineras de menor tamaño realicen exploraciones.

Un segundo aspecto legal aún en plena discusión consiste en definir cuándo las actividades de identificación de yacimientos mineros deben entrar en el sistema de evaluación de impacto



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ambiental. Si bien claramente la percepción remota está fuera de producir impacto ambiental. Sin embargo, existe un debate acerca de cómo definir el momento en que se debe presentar

Es importante destacar que en Chile, la exploración no se limita a yacimientos de cobre. Otros metales y no-metales pueden revestir un alto interés económico.

8.2 Problemas y desafíos

En el mundo los problemas y desafíos de la exploración minera son:

I. Necesidad de reducir los costos de prospección y de exploración por yacimiento identificado. II. Necesidad de reducir los tiempos de prospección y de exploración por yacimiento

identificado. III. Reducir el impacto ambiental de los sondajes. IV. Explorar áreas de difícil acceso.

8.3 Mapa de Ruta

I. Aumentar la cobertura por unidad de tiempo de las áreas prospectadas - exploradas así como la calidad y cantidad de la información adquirida para alcanzar mayores niveles de certeza en el proceso de identificación de yacimientos.

II. Minimizar las acciones de intervención durante la exploración y prospección para reducir el impacto ambiental.

III. Identificar yacimientos en áreas geográficas de difícil acceso como fondo submarino, alta montaña.



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8.4 Requerimientos relevantes para las TIC.

Requerimiento Problemas o desafíos abordados

Componentes del mapa de

Ruta

Métrica(s) de impacto

EXP- R1

Expandir la cobertura territorial por unidad de tiempo y la profundidad de la información adquirida por percepción remota basada en imágenes hiper-espectrales.

I, II y III. I, II. Aumento de la resolución de las imágenes obtenidas (disminución de m2 por pixel).

Aumento de la cantidad de información por pixel: mayor número de bandas del espectro electromagnético.

Aumento de días útiles por año (capacidad de adquirir datos independientemente de factores climáticos)

EXP- R2

Complementar la información basada en imágenes hiper- espectrales, incorporando sensores aerotransportados tales como Lidar y LIBS, sensores gravimétricos, magnéticos, etc.

I, II y III. I, II. Aumento de la cantidad de información por pixel: agregar datos físicos y químicos a las imágenes.

Generación de cartas 3D con capas de información hiperespectral, física y química.

EXP- R3

Reducir el número de perforaciones en terreno y el diámetro de éstas

III. II. Reducción del número de sondajes por unidad de superficie para la generación de modelos geológicos.

Disminución del diámetro de sondajes (cm2 por perforación)

Disminución del tamaño de la maquinaria para sondajes (y su correlato de disminución de intervención en caminos para llegar a los lugares de sondaje).

EXP- R4

Disponer de herramientas analíticas más precisas para la interpolación de datos y el modelamiento tridimensional de los nuevos yacimientos.

I, II y III. I, II. Disminución de número de sondajes por unidad de superficie explorada.

Aumento de la precisión de modelos geológicos.

EXP- R5

Disponer de plataformas altamente eficientes para prospección submarina.

IV III. Aumento de kilómetros cuadrados de fondo submarino explorado.

Aumento de número de yacimientos submarinos identificados.



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8.5 Oportunidades TIC.

Nº Oportunidad Requerimiento relacionado

Condiciones Plazo de desarrollo

EXP- TIC1

Desarrollos en Aviónica para aviones no- tripulados (UAV)

EXP-R1, EXP- R2

Optimizar autonomía (vuelo automático) respecto del operador y garantizar seguridad en caso de fallas de enlaces de comunicaciones. Optimizar sistemas de vuelo y de aterrizaje. Optimizar tiempo de vuelo junto con aumento de "carga de pago" (pay load).

1 5- años.

EXP- TIC2

Mejora continua de software de para tratamiento de imágenes de percepción remota.

EXP-R1, EXP- R2

Optimizar las aplicaciones de valor agregado que generan la información relevante desde imágenes satelitales y/o adquiridas por sensores aerotransportados. Gestión de información capturada por diversos tipos de sensores.

1 3- años

EXP- TIC3

Integración de diversos tipos de sensores en plataformas aerotransportadas

EXP-R2 Integración eficiente de hardware, software de control de vuelo, GPS, comunicaciones, software de adquisición de datos, bajo la restricción de peso y volumen total del sistema compatible con aerotransportación en UAV.

5- 10 años

EXP- TIC4

Nuevos sensores físicos y químicos

EXP-R2, EXP- R3.

Espacio abierto a innovaciones disruptivas y adaptaciones. Ejemplos, métodos electromagnéticos de baja frecuencia, LIBS portables.

5- 10 años

EXP- TIC5

Desarrollo de mini- robots teleguiados para caracterización de material de superficie.

EXP-R3 Capacidad de teleoperación y autonomía en caso de pérdida de enlace de comunicaciones. Capacidad de transportar mini- instrumentación analítica. En paralelo con I+D en geoquímica y geofísica.

5- 10 años

EXP- TIC6

Instrumentación de maquinaria de perforación para análisis durante taladramiento.

EXP-R3 integración de sensores de mercado, por ejemplo acelerómetros, con capacidad de transmisión de datos en tiempo real. Análisis DPS en tiempo real.

1 5- años



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Nº Oportunidad Requerimiento

relacionado Condiciones Plazo de

desarrollo EXP- TIC7

Nuevos sensores integrados en maquinaria de perforación y/o con capacidad de hacer análisis directo en perforaciones.

EXP-R3 Espacio abierto a innovaciones disruptivas y adaptaciones.

1- 5 años

EXP- TIC8

Modelos de interpolación de datos y el modelamiento tridimensional de los nuevos yacimientos

EXP-R4 Herramientas de software para procesar e interpretar datos adquiridos tanto remotamente como en sondajes, generando modelos 3D. En paralelo con I+D en geología, geoquímica, geofísica.

5 años

EXP- TIC9

Plataformas para prospección submarina.

EXP-R5 Integración de plataformas de transporte y sensores. Desarrollos intensivos en robótica.

10 años

EXP- TIC10

Mejora continua de métodos sísmicos.

EXP-R3 Espacio abierto para innovación en sensores y modelos de interpretación de datos.

10 años



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8.6 Estimación de impacto de TIC en Proceso de Exploración 8.6.1 Hipótesis

a. Las TIC mejoran la calidad de la Información sobre todo en la etapa de exploración básica. Esto impacta en una disminución de cantidad de sondajes a realizar por proyecto.

b. Las TIC permiten disminuir el impacto ambiental del proceso y permite acceder a lugares de difícil acceso. Esto impacta en una disminución del costo de los implementos necesarios para hacer sondajes.

c. Las TIC aumentan la probabilidad de descubrir nuevas reservas.

8.6.2 Valores característicos

Tabla 8.6.1 Distribución de la Inversión en

Exploración

Inversión en Chile

MMUSD Etapa del proceso % Inversión

Asesoría Legal 25% 62,5

Exploración Básica 10% 25

Exploración Intermedia 25% 62,5

Exploración Avanzada 40% 100

TOTAL 100% 250

Fuente: entrevista con Geólogos de Exploración

a. Las TIC mejoran la Calidad de la Información sobre todo en la etapa de exploración básica. Esto impacta en una disminución de cantidad de sondajes a realizar por proyecto.

La etapa de exploración avanzada es la más costosa del Proceso de Exploración Minera, y se realiza sólo cuando hay un alto grado de certeza con respecto a la rentabilidad de la explotación de la zona, planificando realizar la cantidad mínima necesaria de sondajes para caracterizar el yacimiento.

Sin embargo este proceso no está exento de errores, los que se podrían minimizar con la aplicación de tecnologías que mejoren la caracterización de la zona en estudio.

A partir de información obtenida de las entrevistas realizadas, se ha estimado el ahorro en un 10% de la inversión en la etapa de sondajes al contar con mejor información. En el largo plazo, debido a que el impacto de los desarrollos de tecnología o de aplicación de nuevos productos se



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comportan como una curva S, los ahorros obtenidos por el acceso a información de mayor calidad irán disminuyendo, se estima a un 5%.

b. Las TIC permiten disminuir el impacto ambiental del proceso y permite acceder a lugares de difícil acceso. Esto impacta en una disminución del costo de los implementos necesarios para hacer sondajes.

En el largo plazo se podría esperar que se desarrollarán tecnologías que permitan disminuir el costo de las herramientas asociadas a la realización del sondaje, con lo que se estima una disminución de un 20% en este ítem.

Cualquier mejora en la toma de muestras, análisis e interpolación de la información que se rescata vía remota o en la primera parte de la etapa de exploración básica, impactará en la disminución del tiempo de desarrollo de las campañas de terreno. Se estima que si una campaña normal es de 6 meses, con información más precisa se podrían acortar hasta la mitad, por lo que se espera un ahorro del 50% de la inversión en esta etapa.

Por la naturaleza de las inversiones que se realizan en la etapa de exploración, se puede observar que las tecnologías desarrolladas sólo podrán impactar económicamente en parte de estas etapas, dependiendo del tipo de mejora tecnológico que generen.

c. Las TIC aumentan la probabilidad de descubrir nuevas reservas.

Este impacto es función de la posibilidad de descubrir nuevas reservas. Típicamente, un yacimiento de 500 mil ton Cu fino y un 50% de utilidad significaría 11 millones de USD (a 2USD/lb)



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8.6.3 Espacio de mejoramiento

Una estimación del impacto económico de los futuros desarrollos TIC en la minería a partir de las oportunidades que hoy existen es posible solamente una vez que esos desarrollos hayan sido formulados por los innovadores con un nivel de precisión tal que permita estimar de manera cuantitativa los costos y beneficios de cada solución.

El objeto de esta sección es entregar órdenes de magnitud que permitan por una parte visualizar las áreas en que existe mayor espacio de mejoramiento y, por otra parte, entregar una indicación de los límites máximos de impacto económico en un área particular. Esta indicación tiene la función de evaluar de manera básica la relación costo/beneficio de posibles soluciones.

Considerando que el valor de inversiones en exploraciones en Chile va entre los 200-300 millones de dólares anuales, se tiene que el impacto de la incorporación de las tecnologías analizadas en la etapa de exploración sería el siguiente:

Tabla 8.6.2. Valorización del Impacto de las TIC en Chile Mediano Plazo

Etapa del proceso

% Inversión

Inversión en Chile

Posibilidades de Ahorro

Impacto MMUSD/año

MMUSD Asesoría Legal

25%

62,5

No depende de las Tecnologías

0

Exploración Básica 10% 25 50% 12,5

Exploración Intermedia 25% 62,5 Impacto Bajo

Exploración Avanzada 40% 100 10% 10

TOTAL 100% 250 22,5

La etapa de Exploración Intermedia tiene incorporado en sus costos una serie de análisis químicos, físicos y geofísicos del terreno, para los cuales el impacto de las tecnologías estudiadas se estima bajo. Por otra parte, el costo de las asesorías legales es un ítem que es independiente de las tecnologías utilizadas, por lo tanto no se considera en el análisis.

De acuerdo a los resultados obtenidos, se observa que los esfuerzos por la incorporación de yacimientos submarinos sólo tendrán un efecto relevante en caso de escasez del recurso y sobre todo por la factibilidad de su explotación en forma rentable.

En cuanto a los actores relevantes en Chile en el proceso de exploración son las grandes empresas mineras, las que realizan más del 53% de la inversión, y poseen alrededor del 40% de las hectáreas de concesiones mineras. Estas empresas son Codelco (27%), Soquimich (9%), BHP Chile (6%).



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Figura 8.6.1: Distribución de la Inversión en Exploración en Chile

A nivel mundial el gasto en exploraciones es aún mayor, siendo Canadá el líder seguido de Australia y EEUU. En el siguiente gráfico se muestra la distribución del gasto en Exploraciones a nivel mundial. Chile ocupa el lugar número once, con el 4% del total considerando los 11 países anteriores.



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Figura 8.6.2: Distribución de la Inversión en Exploración en el Mundo



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9 EXTRACCIÓN: MINAS A RAJO ABIERTO

9.1 Caracterización del subsector extracción a cielo abierto

La extracción de mineral a cielo abierto es la alternativa adecuada cuando los yacimientos presentan una forma regular y están ubicados a una distancia de la superficie tal que el material estéril que cubre el yacimiento puede ser retirado a costos compatibles con la rentabilidad del proyecto.

Esto implica que durante la operación se extrae tanto material estéril como mineral de cobre, siendo necesario enviar el primero a los botaderos y el segundo a los procesos aguas abajo.

El gráfico siguiente resume los conceptos principales de explotación de una mina a cielo abierto.

Modelo de yacimiento

Plan minero largo plazo

Plan minero corto plazo

Operaciones

En base a información geológica (sondajes, métodos de superficie)

Abarca la vida útil de la mina

Depende de las condiciones puntales de operación, de los costos de insumos y del precio del cobre en el corto plazo.

Tronadura, clasificación, carguío, transporte

En este proceso, la Planificación de la mina consiste en el diseño, a partir del modelo de yacimiento, del plan minero para determinar la secuencia en que se realiza la extracción durante la vida útil de la mina. El modelo de yacimiento se construye a partir de la información geológica. La planificación integra a este modelo los conceptos económicos y de operación.

Típicamente, existe al menos un plan minero de largo plazo que dirige la estrategia de explotación y que considera la totalidad de la vida útil de la mina y un plan de corto plazo que depende de las condiciones puntales de operación, de los costos de los insumos y del precio del cobre en el corto plazo. Ocasionalmente, las variaciones de precios en el mercado de subproductos como el molibdeno pueden imponer cambios en el plan de corto plazo.



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La planificación de corto plazo se traduce en la organización de la operación, que se realiza mediante 5 etapas:

1. Perforación: mediante equipos eléctricos de perforación rotatoria, se perforan orificios de

unos 15 m de longitud, en donde se colocan explosivos.

2. Tronadura y fragmentación: los explosivos tienen un detonante de encendido eléctrico que es comandado de manera remota. La fragmentación resultante de las rocas se controla mediante el establecimiento de una secuencia de detonaciones entre los distintos explosivos que es comandada por equipos electrónicos. Es de interés lograr tamaños de fragmentación acordes con las necesidades del proceso de conminución.

3. Clasificación: En esta etapa se separa el mineral que será dirigido a la planta y el material

estéril que será dirigido al botadero.

4. Carguío: las rocas fragmentadas son tomadas mediante maquinaria pesada y colocadas en camiones o trenes.

5. Transporte: por último, los vehículos de transporte o correas llevan las rocas al destino

seleccionado.

9.2 Problemas relevantes para las TIC.

PLANIFICACIÓN MINERA

Los expertos afirman que una importante cantidad de minas en el mundo basa su planificación en modelos geológicos establecidos en la etapa de exploración, teniendo como base perforaciones y mediciones que, por las limitaciones de las tecnológicas disponibles así como los costos de los sondajes y la profundidad máxima a la cual es posible realizar éstos, el modelamiento del yacimiento es una proyección basada en la ciencia geológica.

Esos modelos se construyen como mallas de unidades lógicas que son bloques tridimensionales. A cada uno de los bloques se le asignan las coordenadas espaciales y sus atributos que son la composición mineralógica, la dureza, la densidad.

A partir de estos modelos los ingenieros de minas estiman las reservas, el porcentaje de recuperación, los costos y las utilidades esperadas.

En base a esto se desarrolla el plan minero cuyo objetivo es definir la secuencia óptima de extracción de los bloques de mineral de manera de maximizar la recuperación del metal.



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Los problemas relevantes en este nivel son:

o Corregir el modelo geológico a medida que la explotación avanza: significa que las características de los bloques que aún deben ser extraídos son ajustadas en el modelo de yacimiento de manera más exacta.

o Consecuentemente, es posible actualizar los planes mineros de largo plazo, gracias

a la información geológica más precisa.

o Esto permite generar el plan minero de corto plazo determinando los costos de mover un conjunto de bloques y direccionar los bloques hacia el procesamiento (cuanto el contenido de cobre es superior a la ley de corte) o hacia el botadero (en el caso contrario).

o Uno de los problemas señalados por los expertos es la necesidad de avanzar en la

coordinación del plan minero de corto plazo con las operaciones de los trabajadores y de los equipos particularmente en las operaciones de carguío, selección y transporte. En efecto, en las grandes empresas mineras los departamentos de planificación son distintos de los de operación, por lo que se requiere de una estrecha coordinación para hacer confluir los intereses de la secuencia de extracción, que se define según los precios de los metales y de los costos de procesamiento, con los intereses del área de operación que debe hacer frente a contingencias de los equipos y de los recursos humanos.

AUTOMATIZACIÓN Y TELE OPERACIÓN DE EQUIPOS

A diferencia de otras etapas de la producción de cobre, los procesos de la minería a cielo abierto son discontinuos y ocupan equipos de grandes dimensiones, de alto costo de inversión y de operación, lo que hace crítica la planificación de corto plazo y sus operaciones.

Por otra parte, las condiciones de trabajo de las minas son por regla general poco amigables para el ser humano por condiciones climáticas, polvo, ruido, peligros de accidentes, por lo que la tendencia es a minimizar la cantidad de trabajadores en el terreno mismo.

Los mapas de ruta de las grandes empresas mineras cuentan entre sus prioridades avanzar hacia mayores niveles de automatización de los equipos y a la teleoperación de aquellos equipos que requieren de un operador humano debido a que solamente las personas poseen actualmente la capacidad de operar la maquinaria en condiciones constantemente cambiantes y que por tanto debe tomar decisiones rápidas.



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Aumentar la precisión y actualización de los modelos de mina para planificación minera óptima.

Se requiere que a medida que la extracción avanza, los modelos de distribución de mineral, los modelos de dureza, de fractura sean corregidos de manera más fluida y precisa para optimizar la planificación de la extracción.

Esta actualización debería aplicarse tanto a la planificación de largo plazo (vida útil del yacimiento) como al corto plazo (que debe cambiar al ritmo del mercado).

En esta área el espacio existe tanto para el software como para la instrumentación:

a. Investigación que integre las capacidades en ciencias matemáticas y en ciencias

geológicas para aumentar la precisión de los modelos geológicos.

b. Desarrollo de herramientas de planificación minera, que apoyen la toma de decisiones respecto de las secuencias de extracción. Si bien hoy en día en el mercado existen estas herramientas, se estima que existe aún un espacio para mejorar las prestaciones y en particular para avanzar en una coordinación óptima entre los requerimientos del planificador y los de la operación: coordinación de carguío y transporte de manera de minimizar los costos y maximizar la disponibilidad de equipos (reducción de fallas y desgaste). Cada vez más los profesionales de la minería demandan herramientas de software rápidas y con interfaz humana de alta calidad gráfica.

c. Desarrollo de modelos de distribución tridimensional del mineral, de dureza de roca,

de fractura, con mayor precisión y con capacidad de actualización permanente y amigable. Es importante resaltar que la actualización permanente es un desafío complejo que requiere de la instrumentación en terreno tal como es descrita en el punto siguiente.

d. Sensores y sistemas para la captura de datos en terreno para alimentar las

herramientas de software. Este es un terreno en el cual las posibilidades de innovación son muy amplias. El requerimiento puede resumirse en disponer de instrumentación “in situ” con capacidad de envío automático de información al software de adquisición, tratamiento y visualización.

A modo de ejemplo:

Sensores de dureza y de densidad capaces de operar "in situ" y capturar información en tiempo real.

Instrumentación de maquinaria de perforación para análisis durante taladramiento. Una posibilidad es la medida de las vibraciones de las herramientas perforadoras en un amplio espectro de frecuencia y un análisis DPS (procesamiento numérico de señales) en tiempo real. Ya existen algunas soluciones en etapa de introducción en el mercado. Alto grado de automatización de la captura de datos, envió en tiempo real de los datos, software de recolección y despliegue inteligente de la información.



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Integración de sensores de mercado, con capacidad de transmisión de datos en tiempo real.

e. Instrumentación en terreno para selección de mineral versus material estéril, para

direccionar de manera más precisa el material hacia el proceso o hacia el botadero.

Automatización y teleoperación de equipos

La necesidad es de dotar los equipos con:

a. Capacidad de operar los equipos de mina desde puestos de control climatizados y con atmósfera limpia.

b. Capacidad de realizar tareas sin exponer a los operarios a esfuerzos y peligros, a la vez que se estandarizan las tareas repetitivas.

Este requerimiento ofrece dos caminos:

a. Desarrollar instrumentación y actuadores ad hoc para ser instalados en los equipos que

actualmente están en funcionamiento y que han sido diseñados para ser operados por personas.

b. Desarrollar nuevos modelos de equipos concebidos conceptualmente desde cero para ser operados a distancia o de manera autónoma.

La primera alternativa tiene las ventajas en primer lugar de requerir inversiones moderadas y en segundo lugar que no modifica de manera profunda la manera en que se realiza la explotación.

Algunos expertos opinan que al optar por esta alternativa la eficiencia de operación del equipo disminuye: el resultado sería que se deben bajar las velocidades de los movimientos mecánicos y las velocidades de circulación mientras que aumentan las probabilidades de colisiones y de errores de operación.

La segunda alternativa tiene la ventaja de ofrecer sistemas integrados, con un sólo proveedor responsable frente a la empresa minera.

Esta alternativa tampoco tiene un respaldo unánime. Existen opiniones respecto de que se trata de sistemas que no han sido validados tecnológicamente y que no ofrecen la seguridad necesaria.

No obstante, se estima que en cualquiera de los dos modelos, el espacio existente para desarrollos locales TIC está en las líneas de:

CAMIONES: Mejorar la precisión de los instrumentos para localización de camiones especialmente donde los GPS no son operables..

Mejorar la precisión del desplazamiento de los camiones.

Innovación en los sistemas de “dispatch”



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Optimizar los algoritmos de desplazamiento en coordinación con la tronadura y con la selección del destino (proceso o botadero).

Mejorar los sistemas de reacción / detención automática en caso de desvío respecto del comportamiento esperado. Este punto es de gran importancia para avanzar en la automatización del transporte, ya que en la actualidad las velocidades de desplazamiento del equipo automático deben ser menores que las de los equipos operados manualmente para reducir tanto la probabilidad como la peligrosidad de los accidentes.

Sistemas anticolisión

Nuevos sensores para monitoreo de neumáticos y de frenos

CORREAS TRANSPORTADORAS:

Mejorar la precisión de los instrumentos que entregan los parámetros de operación: velocidad y peso de material transportado.

Mejorar los sistemas de prevención de ruptura de correas y de fallas de partes móviles así como los algoritmos de detención automática en caso de desvío respecto del comportamiento esperado.

Equipos en General

Por otra parte, uno de los elementos que se requiere mejorar en teleoperación es la calidad y cantidad de información que tiene el operador.

En efecto, en condiciones tradicionales el operador tiene una visión del espacio de frente, de los lados y posterior, es capaz de escuchar ruidos producidos en la maquinaria y en su entorno, siente las aceleraciones y desaceleraciones de los equipos en movimiento.

Una mejor y más segura teleoperación necesita de sensores y sistemas de retroalimentación para los operadores a distancia, con las características ergonómicas que permitan un control retroalimentado. Cuáles son las variables de información, deben ser estudiadas para cada caso en particular.

Mantención y monitoreo continuo de la operación de equipos

Dos grandes desafíos ofrecen espacio para las TIC:

a. La necesidad de reducir los gastos de operación y de mantención de equipos tales como palas mecánicas, camiones, correas trasportadoras.

b. La necesidad de saber exactamente dónde y cómo estos equipos están operando.



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Etapa Problemas y desafíos

Oportunidades

TIC


Planificación

Minera

Caracterización dinámica de leyes y su estructura espacial.

o Coordinación planes de

largo, mediano y corto plazo.

o Coordinación plan de corto plazo y gestión de operaciones.

Instrumentos in situ Flujos de información

automáticos Software de

tratamiento y despliegue

Integración de

información Visualización de

información automáticos

Sistemas de gestión en tiempo real

Tronadura - Fragmentación

o Normas Ambientales o Normas de seguridad o Control de la

fragmentación

Instrumentos en línea para toda de decisiones.

Modelos predictivos

Clasificación o Direccionamiento

óptimo planta o botaderos

Carguío y transporte

o Mantención de Equipos o Gestión de Operación

de Equipos o Reducción de gastos de

operación.

Automatización.

Teleoperación


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9.4 Problemas y desafíos Los desafíos son:

I. Optimizar los sistemas de planificación de explotación de la mina II. Bajar los costos de producción

III. Disminuir el consumo de energía y de agua IV. Cumplir normas ambientales

V. Cumplir normas de seguridad de los trabajadores

9.5 Hoja de Ruta

I. Aumentar la precisión y actualización de los modelos de mina para planificación óptima. Se requiere que a medida que la extracción avanza, los modelos de distribución de mineral, los modelos de dureza, de fractura sean corregidos de manera más fluida y precisa para optimizar la planificación de la extracción. Esta actualización debería aplicarse tanto a la planificación de largo plazo como al mediano y corto plazo.

Beneficios esperados: o Fragmentación más precisa que implica carguío más eficiente y aumento de

productividad aguas abajo. o Evitar o al menos retardar el fenómeno de la dilución de leyes.

II. Automatización y teleoperación de equipos Capacidad de operar los equipos de mina desde puestos de control climatizados y con atmósfera limpia. Capacidad de realizar tareas sin exponer a los operarios a esfuerzos y peligros, a la vez que se estandarizan las tareas repetitivas.

Beneficios esperados: Disminución de operarios en el sitio. Aumento de eficiencia de transporte Aumento del número de profesionales y de trabajadores que operan equipos de manera remota. Disminución de enfermedades profesionales y de accidentes. Mayor reproducibilidad de las operaciones.

III. Disminuir las probabilidades de accidentes. Aumentar los niveles de seguridad de los trabajadores y bajar los tiempos de paralización de la producción.

Beneficios esperados: Menores daños personales por accidentes y mayor tiempo de producción.


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Requerimiento Problema(s) o

desafío(s) abordado(s)

Componente(s) del mapa de

Ruta

Impacto

ECA- R1

Modelos de yacimiento actualizado permanentemente.

I, II, III y IV. I Ajuste óptimo de la planificación minera

Direccionamiento planta / botadero más preciso, mayor aprovechamiento del mineral y aumento de productividad aguas abajo.

ECA- R2

Modelos de densidad y de dureza del mineral explotable en el corto plazo, actualizados permanentemente.

I, II, III y IV. I Fragmentación más precisa, carguío más eficiente y aumento de productividad aguas abajo.

ECA- R3

Software de planificación minera integrado con gestión de operaciones.

I, II, III y IV. I Optimización de la producción aguas abajo.

Disminución de costos de operación.

ECA- R4

Mejores modelos matemáticos de fractura.

I, II, III y IV. I Fragmentación más precisa, carguío más eficiente y aumento de productividad aguas abajo.

ECA- R5

Automatización de maquinaria de carguío y de transporte.

I, II, III, IV y V. II Disminución de operarios en el sitio.

Aumento de eficiencia de transporte.

ECA- R6

Estabilidad de taludes y de estructuras

III I, II, V


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relacionado Condiciones Plazo de

desarrollo ECA- TIC1

Software y módulos de software para planificación minera

ECA-R1 Integración armónica y estandarizada con todas las herramientas de gestión, bases de datos y los flujos de información de la empresa.

1 5- años

ECA- TIC2

Desarrollo de modelos matemáticos de fractura

ECA-R1, ECA- R2, ECA-R4

Modelos con mayor precisión y con capacidad de actualización permanente y amigable.

5 años

ECA- TIC3


ECA-R1, ECA- R2

Deseable integración con equipos en terreno, por ejemplo brocas. Alto grado de automatización de la captura de datos, envió en tiempo real de los datos, deseable software de recolección y despliegue inteligente de la información.

5 años

ECA- TIC4

Instrumentación "in situ" para selección de mineral / material estéril.

ECA-R3 Indispensable integración con el proceso de carguío. Alto grado de automatización de la captura de datos, envió en tiempo real de los datos, deseable software de recolección y despliegue inteligente de la información.

5 años

ECA- TIC5

Equipos de localización y automatización de transporte

ECA-R3 Los fabricantes de camiones, como Caterpillar y Komatsu, están produciendo nuevos modelos con grados de automatización cada vez

más altos 11. La tendencia es que las empresas mineras adquieran el sistema completo a las empresas fabricantes de camiones.

1 5- años

ECA- TIC6

Monitoreo de posición y de estado de camiones

ECA-R3 - ECA-R5

precisión de los instrumentos para localización de camiones especialmente donde los GPS no son operables..



1 5- años

11

Ver por ejemplo en Revista Minería Chilena, "Camiones de la minería: Negocio de gigantes sobre ruedas"

http://www.mch.cl/revistas/index.php?id=517

http://www.mch.cl/revistas/index.php


- 53 -

ECA- TIC7


ECA-R3 - ECA-R5

Sistemas centralizados para determinar en tiempo real las posiciones de los camiones, determinar los requerimientos de transporte y asignar esperas-carga- desplazamientos de los camiones

1 5- años

9.8 Estimación de impacto de las TIC en extracción a cielo abierto. 9.8.1 Hipótesis

La estimación del impacto de las TIC en los procesos de extracción a cielo abierto se basa en tres hipótesis de base:

H1. El ajuste óptimo de la planificación minera permite direccionar el material al proceso o al

botadero12 de manera más precisa. Se disminuye la cantidad de cobre que se envía al botadero y se disminuye la cantidad de estéril que se envía al proceso. Esto implica un impacto tanto en reducir los costos de producción como en aumentar la recuperación de cobre.

H2. La incorporación de las TIC permite optimizar la operación, reduciendo los gastos de insumos.

H3. La incorporación de las TIC impacta en un aumento de la eficiencia de los equipos y en la seguridad del personal

Estas hipótesis se sustentan en la identificación de mecanismos de acción de las TIC en el subsector “extracción a cielo abierto”, que han sido desarrollados anteriormente:

Ajuste óptimo de la planificación minera

Fragmentación más precisa, carguío más eficiente y aumento de productividad aguas abajo.

Optimización de la producción aguas abajo.

Disminución de costos de operación.

Fragmentación más precisa, carguío más eficiente y aumento de productividad aguas abajo.

Direccionamiento planta / botadero más preciso, mayor aprovechamiento del mineral y aumento de productividad aguas abajo.

Disminución de operarios en el sitio.

Aumento de eficiencia de transporte.

12 o al stock.


- 54 -


H1. El ajuste óptimo de la planificación minera permite direccionar el material al proceso o al botadero de manera más precisa. Se disminuye la cantidad de cobre que se envía al botadero y se disminuye la cantidad de estéril que se envía al proceso. Esto implica un impacto tanto en reducir los costos de producción como en aumentar la recuperación de cobre.

Beneficio 1: disminuir la cantidad de mineral que, si bien su ley está por encima de la ley de corte, se envía al botadero.

Mayor ingreso = Qbotadero(Cu)* L(Cu)*P(Cu)*Rec(Cu)

En donde: Qbotadero(Cu) = cantidad de mineral útil que se envía a botadero (toneladas) L(Cu) = ley de cobre expresada en porcentaje P(Cu) = precio del cobre en el mercado mundial expresado en US$ Rec(Cu) = porcentaje de recuperación de cobre desde el mineral

Los valores de L(Cu) son distintos según la explotación. A modo de ejemplo la ley promedio se estima en 0,67% en Chuquicamata y de 1.42% en Escondida. El valor de la tonelada de cobre fluctúa en el mercado y existe información pública actualizada que entrega la Comisión Chilena del Cobre (Cochilco). El porcentaje de recuperación de cobre desde el mineral varía entre un 88% y un 95%. Respecto de la cantidad de mineral útil que se envía a botadero, no existe información precisa. En efecto, los análisis actualmente empleados para determinar la cantidad de cobre presente en una roca de mineral tienen un costo en tiempo y dinero que hace inviable un monitoreo estadístico periódico. De acuerdo a los expertos académicos puede estimarse una pérdida de entre el 1% y el 5% de mineral, siendo esta pérdida menor cuanto más preciso sea el modelo del yacimiento.

Beneficio 2: disminuir la cantidad de mineral que, si bien su ley está por debajo de la ley de corte, se envía al proceso. Este material sigue el mismo camino a conminución y concentración que el mineral de cobre, significando costos de procesamiento sin retorno económico.

Una mejor caracterización del yacimiento significaría un ahorro de costos según:

Ahorro de costos = Qproceso(esteril)*Cproceso(ton)

En donde:

Qproceso(esteril) = cantidad de material con bajo contenido de cobre que se envía a proceso (toneladas) Cproceso(ton) = costo de procesar una tonelada de material en conminución y en flotación.

El valor de procesar una tonelada de mineral en conminución y en concentración, Cproceso(ton) se estima entre 4 a 5 dólares por tonelada de mineral de acuerdo a Brook Hunt.


- 55 -

Respecto de la cantidad de material estéril que se envía a proceso, no existe información acerca de las cantidades involucradas. Como se señalaba anteriormente, los análisis actualmente empleados para determinar la cantidad de cobre presente en una roca de mineral tienen un costo hace inviable un monitoreo periódico. De acuerdo a los expertos académicos se estima entre un 1% y un 4% el porcentaje de material estéril que se envía a proceso, siendo esta cantidad menor cuanto más preciso sea el modelo del yacimiento.


Los principales insumos que determinan el costo del proceso son: - el diesel - la energía eléctrica - los neumáticos de los camiones - los explosivos.

Los valores típicos de estos insumos son:

Diesel

Costo del insumo = Qmr*Cpp*Pd

En donde: Qmr = Cantidad de material removido Cpp = Consumo promedio del proceso por tonelada removida Pd = Precio del diesel.

Los valores característicos son:

Cpp = Consumo promedio del proceso = 0,46 litros de diesel por tonelada removida Pd = Precio del diesel = precio de alta variabilidad en el tiempo.

A modo de ejemplo, para un precio de medio dólar por litro de diesel, el costo alcanza unos 23 a 24 centavos de dólar por tonelada de material removido.

Energía eléctrica.

Costo del insumo = Qmr*Cee*Pee

En donde: Qmr = Cantidad de material removido Cee = Consumo promedio del proceso por tonelada removida Pee = Precio de la energía.

El cálculo del gasto en energía eléctrica tiene una complejidad algo mayor que el cálculo del gasto en diesel, dado que la tarificación se compone de un pago por potencia contratada y un pago por kilowatt-hora de energía efectivamente consumida.

El valor característico de Cee es de 0,44kWh por tonelada de mineral.


- 56 -

El costo por potencia corresponde a 2,2USD por tonelada de material removido. El costo total de energía corresponde a 24,8USD por tonelada de material removido.

Neumáticos

Los neumáticos utilizados tienen un precio de alrededor de US$ 20.000 dólares por neumático.

De acuerdo a la Cochilco, las principales empresas proveedoras de camiones fuera de

carretera en la minería chilena son Finning Chile y Komatsu. El número de camiones en

operación comercializados por ambas compañías en Chile es del orden de 700 unidades, con

capacidad de carga sobre las 190 toneladas.

La estimación del gasto en neumáticos para los próximos años se muestra en la Tabla

siguiente.

Tabla 9.8.1. Estimación de la demanda de neumáticos

2007 2008 2009 2010 2011

N° de Neumáticos/ año 5.752 6.392 6.896 7.464 8.128

Gasto Neumáticos (Mill. de US$)

115

128

138

149

163

Fuente: Comisión Chilena del Cobre, Septiembre de 2007

Explosivos

Una explotación de la gran minería del cobre gasta alrededor de 10 millones de dólares por año

en explosivos.

Una tonelada de explosivo cuesta alrededor de los US$ 650. El costo de los accesorios puede alcanzar entre un 5 y un 8% del costo global de la tronadura.

La Tabla siguiente muestra una estimación del volumen de explosivo que será utilizado en las

operaciones y proyectos mineros que se materializarán en los próximos años.

Tabla 9.8.2. Estimación de demanda de explosivos

2007 2008 2009 2010 2011

Explosivo (toneladas) 367.879 400.287 437.762 459.261 491.814

Gasto explosivos (Mill. de US$) 239 260 285 299 320

Fuente: Comisión Chilena del Cobre, Septiembre de 2007


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H3. La incorporación de las TIC impacta en un aumento de la eficiencia de los equipos y en la seguridad del personal.

La siguiente descripción de maquinaria utilizada en Minería a Rajo Abierto se obtuvo de un estudio denominado Oportunidades de Negocios para Proveedores de Bienes, Insumos y Servicios Mineros en Chile, realizado por la Dirección de Estudios de la Comisión Chilena del Cobre, 2006.

Camiones 330 tc

Los costos de operación de los camiones se estiman en aproximadamente 2,4 USD por minuto de recorrido por cada camión.

El estudio de Cochilco anteriormente citado “consideró el camión de 330 tc como modelo,

considerando que éste es uno de los últimos modelos utilizados en Chile. Sin embargo, el parque

de camiones mineros en Chile, varía desde 240 tc a 360 tc.”

El modelo característico de este tipo de camiones cuenta con los siguientes parámetros de

operación:

Tabla 9.8.3: Rendimiento y costo de inversión de camiones

Rendimiento Camiones 330 tc

Disponibilidad 86 % Uso Disp. 80 % Rendimiento 8.700 t/día Costo de Inversión US 3,5 millones

Referencia: PND 2006 Radomiro Tomic+AMS


- 58 -

Figura 9.8.1 Número de camiones a utilizar en rajo

Fuente: Estimado por COCHILCO, Septiembre de 2007

En lo que respecta a la seguridad del personal, este punto es abordado en otro capítulo de este estudio.

Equipos de carguío

De acuerdo a información de la empresa Micomo, los costos de indisponibilidad de las palas son

de USD$ 300 mil por hora.

El estudio de la Cochilco citado anteriormente entrega la siguiente información respecto de

las palas de carguío.

.

Tabla 9.8.4. Rendimiento y costo de inversión de pala de carguío Palas Disponibilidad 88%

Utilización 95% Factor operacional 77% Rendimiento medio nominal 6.921 t/hr.efect

Costo de Inversión US$ 17 millones

Referencia: PND 2006 División Codelco Norte


- 59 -

Figura 9.8.2: Número de equipos de carguío y perforadoras de superficie





- 60 -

Tabla 9.8.: Valores Característicos de Costos de algunas minas del mundo.

Fuente: Brook Hunt 2005

H1. El ajuste óptimo de la planificación minera permite direccionar el material al proceso o al botadero de manera más precisa. Se disminuye la cantidad de cobre que se envía al botadero y se disminuye la cantidad de estéril que se envía al proceso. Esto implica un impacto tanto en reducir los costos de producción como en aumentar la recuperación de cobre.

La tabla siguiente entrega las estimaciones del costo que significa enviar a proceso material que no contiene cobre.

Toneladas de Cu fino

por año

ley % de material estéril que se

envía a proceso

valor de procesar una tonelada de mineral en

conminución y en concentración

(USD/tonelada)

costo total (miles de USD)

100.000 0,75% 1% 4 533

100.000 0,75% 5% 4 2.667

100.000 1,42% 1% 4 282

100.000 1,42% 5% 4 1.408

Un yacimiento que produce por ejemplo 300.000 toneladas de cobre fino por año y que envía un 5% de material estéril al proceso, puede tener un espacio de mejoramiento de unos 10 millones de dólares por año.


- 61 -


por año

Ley promedio

% de cobre que se envía a

botadero

Toneladas de mineral a

botadero

Cobre contenido

(toneladas) (1)

Precio de mercado del

cobre fino (USD/tonelada)

Menores ventas (miles

de USD)

100.000 0,75% 1% 133.333 1.000 5.000 5.000

100.000 0,75% 4% 533.333 4.000 5.000 20.000

100.000 1,42% 1% 70.423 1.000 5.000 5.000

100.000 1,42% 4% 281.690 4.000 5.000 20.000

(1) para los efectos de entregar órdenes de magnitud, se considera una recuperación del 100%

Un yacimiento que produce 300.000 toneladas de cobre fino por año y que deja un 4% de material en el yacimiento, deja de facturar unos 10 millones de dólares acumulables en el tiempo.


Tabla 9.8.5: Costos totales de insumos en Chile

Mediano Plazo

Cantidad de Cobre Procesado Chile

% Minas Rajo Abierto Chile

Costo Total Insumos

USD/tonCu

Costo Total Insumos

MMUSD/año MTonCu/año 2009

3.886 88% 830,60 2.850,89 Fuente: Datos de tonelaje y tipo de extracción, International Copper Study Group (ICSG), Oct 2007

De acuerdo a un reciente estudio académico, los costos de los insumos en un ejemplo de explotación minera son los siguientes:

Insumo Porcentaje del costo total

de insumos Valores en una explotación de la

gran minería (miles de USD)

Petróleo 39% 37.000

Repuestos 17% 16.128

Explosivos 14% 13.282

Neumáticos 9% 8.538

Energía eléctrica 3% 2.846

Lubricantes 3% 2.846

Otros 15% 14.231

100% 94.872 Extraído de: Manuel Lopez Alvarez “Analisis en Gestión de Costos en Explotacion Minera a Cielo Abierto”, 2008, Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Ingeniería de Minas


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Estos valores son solamente indicativos, ya que pueden variar de explotación en explotación en función no solamente de su tamaño sino también de la estructura de operación y de gestión.

En lo que respecta al consumo de combustibles y de energía eléctrica, las siguientes tablas indican los consumos de energía por tonelada de cobre fino. Se presentan los datos de minería a cielo abierto y minería subterránea para efectos de comparación.

Coeficientes Unitarios de Consumo de Combustibles por Áreas

(por tonelada de fino en el producto de cada etapa)

2004 2005 2006 2007 2008 Mina Rajo (MJ / TMF en mineral)

4.442,4 4.196,4 4.465,0 5.119,6 5.634,4

Mina Subterránea (MJ / TMF en mineral)

1.000,6 1.333,1 1.563,9 1.808,5 1.297,6

Coeficientes Unitarios de Consumo de Energía Eléctrica por Áreas



585,6 639,7 614,3 619,9 654,8


1.257,9 1.558,5 1.693,5 1.692,3 2.099,4

Fuente: Comisión Chilena del Cobre, Dirección de Estudios y Políticas Públicas, “CONSUMO DE ENERGÍA Y EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO DE LA MINERÍA DEL COBRE DE CHILE”. Año 2008, DE/07/09


De acuerdo a los datos entregados por el estudio de la Cochilco citado anteriormente, la disponibilidad de los camiones de es 86% mientras que la disponibilidad de las palas de carguío es de 88%. Esto se traduce en un espacio de mejoramiento relativamente menor en relación a los beneficios que se describen anteriormente, pero que contribuyen a una reducción de los costos bajo el supuesto de que los costos de las soluciones no superan la centena de miles de dólares en inversión y en gastos de operación.


- 63 -

Nº

Mto

n M

ine

ral

9.8.4 Clientes Potenciales

Se ha tomado como base el número de las principales minas del mundo consideradas por AME y que se muestran en Anexo.

Figura 9.8.3: Distribución del número de minas en el mundo de acuerdo a método de

extracción de mineral.

Rajo Abierto;

88

Subterranea;

40

Fuente: AME Mineral Economics – Copper

De acuerdo a los antecedentes de AME Mineral Economics-Copper, existen 78 minas en el mundo que cuentan con un proceso de extracción superficial del mineral. Esto corresponde al 68%.

Figura 9.8.4. Distribución del número de minas en el mundo por región y tonelaje.

35

Nº Minas

30 Tonelaje

6000

5000

25 4000

20

3000

15

2000 10

5 1000

0

Africa Asia Europa Norte

America

0

Oceania Sud

América

Fuente: International Copper Study Group (ICSG), Oct 2007 AME Mineral Economics – Copper


- 64 -

De acuerdo a esta figura se puede observar que Sudamérica presenta un mercado altamente atractivo para la comercialización de tecnologías que mejoren la eficiencia del proceso de extracción a cielo abierto, debido a que presenta un alto número de actores que procesan alta cantidad de mineral. Norte América, incluye México, Canadá y USA, lo que también podría ser un mercado interesante pero de mayor dificultad de acceso. La factibilidad de realizar la comercialización de tecnologías a otras regiones, estará condicionada por la capacidad de hacer alianza de las empresas Chilenas con actores de cada región, y de las características de replicabilidad en la implementación de las tecnologías.

Figura 9.8.5: Proyección de Producción de Cobre en Chile


- 65 -

10 EXTRACCIÓN: MINERÍA SUBTERRÁNEA

10.1 Caracterización del subsector extracción subterránea

La extracción subterránea es el método empleado cuando los yacimientos que contienen los minerales valiosos se encuentran cubiertos por material estéril cuya remoción no resulta económicamente rentable.

A diferencia de lo señalado respecto de la minería a cielo abierto, en la minería subterránea se trata de extraer solamente las rocas que contienen mineral, dejando en la mina el material estéril.

Para la explotación subterránea es necesario construir una red túneles o galerías, piques y rampas. “Mediante explosivos, se fragmenta una columna del macizo rocoso. Los explosivos se colocan en la base de la columna, provocando que el material que se encuentra arriba se fragmente por efecto de la fuerza de gravedad a medida que el material de la base se va retirando. De esta manera, se retiran de la mina bloques de mineral, que toman una forma aproximadamente de elipsoides, de entre 100 y 200 metros de altura y una base de unos 5000 metros cuadrados. Cuando se retiran volúmenes menores, se conoce como hundimiento por paneles. Se construyen labores subterráneas en la roca desde la superficie para acceder a las zonas mineralizadas. Las labores subterráneas pueden ser horizontales (túneles o galerías), verticales (piques) o inclinadas (rampas) y se ubican en los diferentes niveles que permiten fragmentar, cargar y transportar el mineral desde el interior de la mina hasta la planta,

generalmente situada en la superficie”13.

La construcción y la operación de una mina subterránea tienen una complejidad particular debido a la existencia de distintos niveles físicos, cado uno con una función específica en el proceso de extracción. Estos niveles físicos son:

Nivel de hundimiento: corresponde a la columna de mineral descrita anteriormente, que se fragmenta por efecto de la fuerza de gravedad a medida que el material de la base se va retirando.

Nivel de producción: corresponde al nivel en donde se extrae el mineral quebrado de la columna y es traspasado hacia el siguiente nivel.

Subnivel de ventilación: para conducir aire fresco desde la superficie hacia los lugares de trabajo y retirar el aire viciado.

Nivel de traspaso: galerías y piques para conducir el mineral desde el nivel de producción hasta el nivel de transporte.

Nivel de transporte: circulan los equipos (correas, ferrocarril) para transportar el mineral hacia la planta.

13 Patricio Cuadra, Codelco Central y Julio Cuevas, División El Teniente


- 66 -

El gráfico siguiente resume los conceptos principales de explotación de una mina subterránea:

Modelo de

yacimiento

Plan minero

largo plazo

Plan minero

corto plazo

Operaciones

En base a información geológica (sondajes, métodos de superficie)

Abarca la vida útil de la mina

Depende de las condiciones puntales de operación, de los costos de insumos y del precio del cobre en el corto plazo.

Tronadura, clasificación, carguío, transporte

En una mina subterránea la extracción del mineral se realiza desde abajo hacia arriba. El método que predomina hoy en la minería del cobre es el hundimiento por flujo gravitacional, que tiene variantes conocidas como “hundimiento por bloques” y “hundimiento por paneles”. Se utiliza la fuerza de gravedad para producir la fragmentación y el desplazamiento del mineral hacia abajo, en donde es cargado.

En este proceso, la Planificación de la mina, al igual que en minería a cielo abierto, consiste en el diseño, a partir del modelo de yacimiento, del plan minero para determinar la secuencia en que se realiza extracción durante la vida útil de la mina. Como se indicaba en el capítulo anterior, “el modelo de yacimiento se construye a partir de la información geológica y la planificación integra a éste los conceptos económicos y de operación. Típicamente, existe al menos un plan minero de largo plazo que dirige la estrategia de explotación y que considera la totalidad de la vida útil de la mina, y un plan de corto plazo que depende de las condiciones puntales de operación, de los costos de los insumos y del precio del cobre en el corto plazo. Ocasionalmente, las variaciones de precios en el mercado de subproductos como el molibdeno pueden imponer cambios en el plan de corto plazo.”

La planificación de corto plazo se traduce en la organización de la operación, que se realiza mediante las siguientes etapas:

La Planificación de la mina de corto plazo determina el secuenciamiento de la extracción desde la base de los bloques o paneles de manera que el material siga un flujo gravitacional controlado.


- 67 -

Las Operaciones en minería subterránea son:

Perforación: mediante equipos eléctricos de perforación rotatoria, se perforan orificios en donde se colocan explosivos.

Tronadura y fragmentación: los explosivos tienen un detonante de encendido eléctrico

que es comandado de manera remota. La fragmentación resultante de las rocas se controla mediante el establecimiento de una secuencia de detonaciones entre los distintos explosivos que es comandada por equipos electrónicos. Los explosivos se utilizan tanto para la apertura de túneles y piques como para fragmentar las columnas del macizo rocoso.

Hundimiento: se extrae el material desde la base del bloque fragmentado. La fuerza de

gravedad produce la fragmentación del material que se encuentra en la parte superior, que se desplaza hacia abajo, en donde es cargado.

Carguío: las rocas fragmentadas son tomadas mediante maquinaria pesada y llevadas al

nivel de traspaso para luego ser cargadas hasta la planta.


- 68 -


Oportunidades

TIC


Caracterización dinámica de leyes y su estructura espacial.

Instrumentos in situ Flujos de información

automáticos

Software de tratamiento y despliegue

Planificación

Minera

o Coordinación planes de largo, mediano y corto plazo.

o Coordinación plan de

corto plazo y gestión de operaciones.

Integración de

información

Visualización de información automáticos

Sistemas de gestión en

tiempo real

Tronadura - Fragmentación

o Normas Ambientales o Normas de seguridad o Control de la

fragmentación

Hundimiento

o Secuenciamiento de la extracción

o Colgaduras o Tensiones estructurales o Dilución

Monitoreo del flujo gravitacional.

Instrumentos en línea para

toda de decisiones.

Modelos predictivos

Carguío y transporte

o Mantención de Equipos o Gestión de Operación de

Equipos o Reducción de gastos de

operación.

Automatización.

Teleoperación


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PLANIFICACIÓN MINERA

Estos problemas son compartidos con las necesidades de las minas a cielo abierto, aunque a nivel de soluciones se requieren desarrollos particulares para cada caso.

Como se señalaba anteriormente, una importante cantidad de minas en el mundo basa su planificación en modelos geológicos establecidos en la etapa de exploración, teniendo como base perforaciones y mediciones que, por las limitaciones de las tecnológicas disponibles, determinan que el modelamiento sea una proyección basada en la ciencia geológica, con un margen de error que es mayor mientras más lejos está un bloque del lugar en que se realizó una toma de muestra.

Los modelos de yacimiento son mallas de unidades lógicas que son bloques tridimensionales. A cada uno de los bloques se le asignan las coordenadas espaciales y sus atributos que son la composición mineralógica, la dureza, la densidad.

A partir de estos modelos se estiman las reservas, el porcentaje de recuperación, los costos y las utilidades esperadas.

En base a esto se desarrolla el plan minero cuyo objetivo es definir la secuencia óptima de extracción de los bloques de mineral.

Existe al menos una estrategia de extracción de largo plazo que considera toda la vida útil estimada del yacimiento y una de corto plazo que tiene como objetivo ajustar la planificación a las variaciones del mercado de insumos y productos.

Para las tecnologías de la información, se estima que los problemas más relevantes en planificación minera son:

o Corregir el modelo geológico a medida que la explotación avanza: significa que las

características mineralógicas de los bloques lógicos que están en la mina sean corregidas en base a información más exacta que aquella que estaba disponible al momento de comenzar la explotación.

o Consecuentemente, actualizar los planes mineros de largo plazo, gracias a

información geológica más precisa.

o Esto permite generar el plan minero de corto plazo determinando los costos de mover un conjunto de bloques y direccionar los bloques hacia el procesamiento (cuanto el contenido de cobre es superior a la ley de corte) o dejarlo en el yacimiento en el caso contrario.

o Por último, avanzar en la coordinación del plan minero de corto plazo con las

operaciones de los trabajadores y de los equipos particularmente en las operaciones de carguío, selección y transporte.


- 70 -

SEGUIMIENTO Y VISUALIZACIÓN DEL FLUJO GRAVITACIONAL

De manera adicional, en minería subterránea existe la necesidad de verificar de manera segura que el plan de extracción se ejecuta de acuerdo a lo planificado.

En efecto, si en el plan minero de corto plazo se planifica una secuencia de extracción pero en la operación se descarga – por ejemplo – desde un sólo lugar, se corre el riesgo de producir desequilibrios que incluso pueden resultar en la contaminación del mineral de cobre con material inerte, reduciendo así de manera catastrófica la recuperación.

Los principales peligros son:

o Dilución, cuando el material inerte de tamaño fino se mezcla con el mineral de

cobre.

o Inestabilidad geomecánica.

o Propagación no uniforme del hundimiento.

o Hundimiento no uniforme del volumen fragmentado.

Por otra parte, existe el fenómeno de “colgaduras”, es decir rocas de gran tamaño que detienen el flujo gravitacional y que pueden ser de 4 tipos:

o Una roca grande que tapa la zanja. o Una roca grande que tapa el punto de extracción. o Varias rocas que bloquean en forma de arco el punto de extracción. o Varias rocas que bloquean en forma de arco la zanja.

Los principales elementos que se deben controlar son:

o Velocidad de extracción o Secuencia de extracción o Control de extracción. Esta restricción está altamente relacionada con la vida de la mina a

través de la dilución y la estabilidad geomecánica. o Índice de Uniformidad. (Diferencia de tonelaje extraído entre un punto de extracción y los

puntos vecinos). o Distribución granulométrica en el punto de extracción. o Estado del punto de extracción. o Peligro de explosión de roca (rock burst). o Colapsos en el nivel de producción o Corrientes de barro y agua o Air blast.


- 71 -

AUTOMATIZACIÓN Y TELEOPERACIÓN DE EQUIPOS

Al igual que en minería a cielo abierto, la tendencia es a minimizar la cantidad de trabajadores en el terreno mismo.

Los mapas de ruta de las grandes empresas mineras incluyen en sus prioridades avanzar hacia mayores niveles de automatización de los equipos y a la teleoperación de aquellos equipos que requieren de un operador capaz de operar la maquinaria en condiciones constantemente cambiantes y de tomar decisiones rápidas.


Aumentar la precisión y actualización de los modelos de mina para planificación minera óptima.

Al igual que en minería a cielo abierto, se requiere que a medida que la extracción avanza, los modelos de distribución de mineral, los modelos de dureza, de fractura sean corregidos de manera más fluida y precisa para optimizar la planificación de la extracción.

Esta actualización es aplicable tanto a la planificación de largo plazo como al corto plazo.

En la planificación minera subterránea existe espacio para las tecnologías de la información en varias áreas, la mayoría de ellas semejantes a las que han sido mencionadas en el capítulo de explotación a cielo abierto:

a. Investigación que integre las capacidades en ciencias matemáticas y en ciencias

geológicas para aumentar la precisión de los modelos geológicos.

b. Desarrollo de herramientas de planificación minera, que apoyen la toma de decisiones respecto de las secuencias de extracción. Si bien hoy en día en el mercado existen estas herramientas, se estima que existe aún un espacio para mejorar las prestaciones y en particular para avanzar en una coordinación óptima entre los requerimientos del planificador y los de la operación: coordinación de carguío y transporte de manera de minimizar los costos de operación y maximizar la disponibilidad de equipos (reducción de fallas y desgaste). Cada vez más los profesionales de la minería demandan herramientas de software rápidas y con interfaz humana de alta calidad gráfica.

c. Desarrollo de modelos de distribución tridimensional del mineral, de dureza de roca, de

fractura, con mayor precisión y con capacidad de actualización permanente y amigable. Es importante resaltar que la actualización permanente es un desafío complejo que requiere de la instrumentación en terreno.

d. Sensores y sistemas para la captura de datos en terreno para alimentar las herramientas

de software. (Ver detalle en el capítulo de minería a cielo abierto).


- 72 -

Seguimiento y visualización del flujo gravitacional

Existe un espacio para le desarrollo de soluciones que permitan conocer el estado del flujo gravitacional y detectar tempranamente desequilibrios en la secuencia de extracción así como colgaduras.

Para ello, es necesario el desarrollo de instrumentación para seguimiento y visualización del flujo gravitacional.

Hasta el momento no parece haber claridad respecto de las tecnologías específicas que serían capaces de llenar esta necesidad.

Se estima que las soluciones deberían ser del tipo de:

Sensores de posición inalámbricos, precisos (resolución y precisión del orden de centímetros), que deben poder colocarse al interior de los bloques y que desciendan solidariamente con las rocas fragmentadas.

Automatización de la captura de datos y envió inalámbrico en tiempo real de los datos.

Software de recolección y de visualización integrado con el modelo de mina.

Automatización y teleoperación de equipos

Existe la necesidad de dotar los equipos con:

o Capacidad de operar los equipos de la mina desde puestos de control climatizados y con

atmósfera limpia.

o Capacidad de realizar las tareas mineras sin exponer a los operarios a esfuerzos y peligros, a la vez que las tareas repetitivas se ejecuten sin variaciones.

Al igual que en minería a cielo abierto, las soluciones pueden ser desarrolladas de acuerdo a dos estrategias:

o Desarrollar instrumentación y actuadores ad hoc para ser instalados en los equipos

que actualmente están en funcionamiento y que han sido diseñados para ser operados por personas.

o Desarrollar desde cero nuevos modelos de equipos concebidos conceptualmente

para ser operados a distancia o de manera autónoma.

Las ventajas y desventajas de estas alternativas han sido comentadas en la sección de minería a cielo abierto.


- 73 -

Se estima que en cualquiera de los dos modelos, el espacio existente para desarrollos locales TIC está en las líneas de:

Mejorar la precisión de los instrumentos para localización de maquinaria. En minería subterránea los GPS no son operables.

Optimizar los algoritmos de desplazamiento de las maquinarias.

Mejorar los sistemas de reacción / detención automática de los equipos en caso de desvío respecto del comportamiento esperado. Como se mencionaba en el caso de minería a cielo abierto, este requerimiento está directamente relacionado con la velocidad de desplazamiento máxima para entregar seguridad y que por tanto influye en la productividad de los equipos de transporte.

Por otra parte, se requiere mejorar en teleoperación la calidad y cantidad de información que tiene el operador.

En condiciones tradicionales el operador tiene una visión del espacio de frente, de los lados y posterior, es capaz de escuchar ruidos producidos en la maquinaria y en su entorno, siente las aceleraciones y desaceleraciones de los equipos en movimiento.

Una mejor y más segura teleoperación necesita de sensores y sistemas de retroalimentación para los operadores a distancia, con las características ergonómicas que permitan un control retroalimentado.

Planificación y manejo de situaciones de emergencia.

Aunque este requerimiento es válido para todas las operaciones, en minería subterránea las situaciones de emergencia pueden significar la obstrucción de vías de escape, el agotamiento del aire puro, explosiones de roca, que hacen más complejo el manejo de estas situaciones.

Para el manejo de situaciones de emergencia, se requiere:

Software de planificación de evacuación adaptativo a las condiciones de coyuntura.

Simuladores y entrenadores de situaciones de emergencia.

Instrumentos y sistemas de localización precisa del personal al interior de la mina Sistemas de señalización adaptativos para direccionamiento de personas y equipos en situaciones de emergencia

Instrumental y software para inventario de daños en tiempo real.


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Al igual que en minería a cielo abierto, los desafíos son: I. Optimizar los sistemas de planificación de explotación de la mina

II. Preacondicionamiento de roca III. Bajar los costos de producción IV. Disminuir el consumo de energía y de agua. V. Cumplir normas ambientales

VI. Cumplir normas de seguridad de los trabajadores

10.5 Hoja de Ruta

I. Tecnologías y procesos para hacer frente a la profundización de los niveles de los

yacimientos a medida que van siendo explotados: La profundización implica:

o Aparición de roca primaria (mayor dureza y granulometría más gruesa) o Mayores tensiones y deformaciones en las estructuras de túneles.

Beneficios esperados: Explotar niveles más profundos implica aumentar las reservas de minerales.

II. Necesidad de aumentar la precisión y actualización de los modelos de mina para planificación óptima. Se requiere que a medida que la extracción avanza, se corrijan los modelos de mina y de explotación:

o Corregir modelos de composición mineralógica de las rocas o Corregir modelos de dureza de las rocas o Actualización permanente del estado de fragmentación. o Actualización permanente del estado de avance del flujo gravitacional. o Evitar la dilución.

Beneficios esperados:

o Optimización de la fragmentación o Optimización de la extracción o Menores tiempos de detección por colgaduras o Alerta de entrada de material inerte

III. Automatización y teleoperación de equipos. o Capacidad de operar los equipos de mina desde puestos de control climatizados y

con atmósfera limpia. o Capacidad de realizar tareas sin exponer a los operarios a esfuerzos y peligros, a la

vez que se estandarizan las tareas repetitivas.


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Beneficios esperados: o Disminución de operarios en el sitio. o Aumento de eficiencia de transporte o Aumento del número de profesionales y de trabajadores que operan equipos de

manera remota. Disminución de enfermedades profesionales y de accidentes. Mayor reproducibilidad de las operaciones.

IV. Monitoreo del estado de la mina y manejo de emergencias

Monitoreo del estado de las estructuras: deformaciones, estabilidad, tensiones. Monitoreo del estado de la ventilación y calidad del aire. Preparación y manejo de situaciones de emergencia.

Beneficios esperados: Disminución de accidentes. Disminución de paralización de faenas.


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Requerimiento

Problema o desafío

abordado

Component es del

mapa de Ruta

Impacto

SUB- R1

Modelos de yacimiento actualizado permanentemente.

I, II. I, II o Ajuste óptimo de la planificación minera

SUB- R2

Modelos de densidad y de dureza del mineral explotable en el corto plazo, actualizados permanentemente.

I, II. I, II o Fragmentación más precisa, carguío más eficiente y aumento de productividad aguas abajo.

SUB- R3

Software de planificación minera integrado con gestión de operaciones.

I, II. I, II, III o Optimización de la producción aguas abajo.

o Disminución de costos de operación.

SUB- R4

Mejores modelos matemáticos de fractura.

I, II. I, II o Fragmentación más precisa, carguío más eficiente y aumento de productividad aguas abajo.

SUB- R5

Automatización de maquinaria de carguío y de transporte.

I, III. III o Disminución de operarios en el sitio.

o Aumento de eficiencia de transporte.

SUB- R6

Monitoreo del estado de la mina y manejo de emergencias

VI IV o Disminución de daños

SUB- R7

Monitoreo del proceso de extracción en el nivel de producción.

I, III. I, II o Aumento de la productividad. o Disminución de peligro de

dilución o Estabilidad geomecánica


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SUB-TIC1 Modelos de distribución tridimensional del mineral, de dureza de roca, de fractura, con mayor precisión.

SUB R1, SUB R3

o Capacidad de actualización permanente y automática.

o Visualización tridimensional agregando distintas capas de información

1 - 5 años

SUB-TIC2 Sensores de dureza y de densidad capaces de operar "in situ" y capturar información en tiempo real

SUB R1, SUB R2

Instrumentación “in situ” con capacidad de envío automático de información a software de adquisición, tratamiento y visualización

1 - 5 años

SUB-TIC3 Instrumentación de maquinaria de perforación para análisis durante taladramiento Análisis DPS en tiempo real.

SUB R1, SUB - R2

Deseable integración con equipos en terreno, por ejemplo brocas. Alto grado de automatización de la captura de datos, envió en tiempo real de los datos, deseable software de recolección y despliegue inteligente de la información. Integración de sensores de mercado, por ejemplo acelerómetros, con capacidad de transmisión de datos en tiempo real.

5 años

SUB-TIC4 Instrumentación y software para seguimiento y visualización del flujo gravitacional

SUB -R3, SUB -R7

Automatización de la captura de datos y envió en tiempo real de los datos. Software de recolección y de visualización integrado con el modelo de mina.

5 años

SUB-TIC5 Sistemas de teleoperación de equipos, equipos de localización y automatización de transporte

SUB -R5, SUB -R7

o Mejorar la precisión de los instrumentos para localización de maquinaria y cargadores.

o Optimizar los algoritmos de desplazamiento

o Mejorar los sistemas de reacción/detención automática en caso de desvío respecto del comportamiento esperado

1 - 5 años

SUB-TIC6 Instrumentos y sistemas para monitoreo y registro de las operaciones en el nivel de producción

SUB -R7 Verificar de manera segura que el plan de extracción se ejecuta de acuerdo a lo planificado.

1 - 5 años



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SUB-TIC7 Sistemas de medición para predecir explosión de rocas (rock burst)

SUB-R6 Sistemas capaces de monitorear el estado de la estructura, estimar probabilidad de explosión de rocas, informar en tiempo real a una centro de control así como en el lugar mismo de alta probabilidad de evento.

1-5 años

SUB-TIC8 Instrumentos y sistemas de localización precisa del personal al interior de la mina

SUB -R6 Alta fiabilidad: los equipos deben ofrecer la seguridad de desempeñarse de manera correcta en condiciones de polvo, humedad, interferencia electromagnética.

1 - 5 años

SUB-TIC9 Sistemas de señalización adaptativos para direccionamiento de personas y equipos en situaciones de emergencia.

SUB -R6 Idem 1 - 5 años

SUB-TIC10 Instrumental y software para inventario de daños en tiempo real.

SUB -R6 Idem 1 - 5 años

SUB-TIC11 Sistemas de ventilación y monitoreo de flujos (calidad del aire) y material en suspensión. Circuitos de ventilación.

SUB-R6 Eficiencia energética de la inyección de aire.

1 - 5 años



- 79 -

10.8 Estimación de impacto de las TIC en extracción en minería subterránea. 10.8.1 Hipótesis

La estimación del impacto de las TIC en los procesos de extracción en minería subterránea se basa en cuatro hipótesis de base:

H1. El ajuste óptimo de la planificación minera así como el monitoreo de la estabilidad geomecánica y del proceso de hundimiento permite disminuir la cantidad de cobre que se deja en la mina y se disminuye la cantidad de estéril que se envía al proceso. Esto implica un impacto tanto en reducir los costos de producción como en aumentar la recuperación de cobre.



H4. Las TIC impactan en la reducción de la probabilidad de dilución y de colgaduras, en las minas que utilizan el método de extracción por hundimiento

Estas hipótesis se sustentan en la identificación de mecanismos de acción de las TIC en el subsector “extracción en minería subterránea”, que han sido desarrollados anteriormente:

o Ajuste óptimo de la planificación minera

o Fragmentación más precisa, carguío más eficiente y aumento de productividad aguas abajo.

o Optimización de la producción aguas abajo.

o Disminución de costos de operación.

o Disminución de operarios en el sitio.

o Aumento de eficiencia de transporte.

o Disminución de daños

o Aumento de la productividad.

o Disminución de peligro de dilución

o Estabilidad geomecánica



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10.8.2 Valores Característicos del Proceso


Beneficio 1: disminuir la cantidad de mineral que, si bien su ley está por encima de la ley de corte, se abandona en el yacimiento.

Mayor ingreso = Qabandonada (Cu)* L(Cu)*P(Cu)*Rec(Cu)

En donde: Qabandonada(Cu) = cantidad de mineral útil que se abandona en el yacimiento (toneladas) L(Cu) = ley promedio de cobre expresada en porcentaje P(Cu) = precio del cobre en el mercado mundial expresado en US$ Rec(Cu) = porcentaje de recuperación de cobre desde el mineral

Los valores de L(Cu) son distintos según la explotación. A modo de ejemplo la ley promedio se estima en 0,97% en Teniente. El valor de la tonelada de cobre fluctúa en el mercado y existe información pública actualizada que entrega la Comisión Chilena del Cobre (Cochilco). El porcentaje de recuperación de cobre desde el mineral varía entre un 88% y un 95%. Respecto de la cantidad de mineral útil que se abandona en el yacimiento, no existe información precisa. En efecto, los análisis actualmente empleados para determinar la cantidad de cobre presente en una roca de mineral tienen un costo en tiempo y dinero que hace inviable un monitoreo estadístico periódico. Puede estimarse de acuerdo a los expertos académicos una pérdida de entre el 1% y el 5% de mineral, siendo esta pérdida menor cuanto más preciso sea el modelo del yacimiento.

Beneficio 2: disminuir la cantidad de mineral que, si bien su ley está por debajo de la ley de corte, se envía al proceso.

Este material sigue el mismo camino a conminución y concentración que el mineral de cobre, significando costos de procesamiento sin retorno económico.

Una mejor caracterización del yacimiento significaría un ahorro de costos según:

Ahorro de costos = Qproceso(esteril)*Cproceso(ton)

En donde:

Qproceso(esteril) = cantidad de material con bajo contenido de cobre que se envía a proceso (toneladas) Cproceso(ton) = costo de procesar una tonelada de material en conminución y en flotación.

El valor de procesar una tonelada de mineral en conminución y en concentración, Cproceso(ton) se estima entre 4 a 5 dólares por tonelada de mineral de acuerdo a Brook Hunt.



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Respecto de la cantidad de material estéril que se envía a proceso, no existe información acerca de las cantidades involucradas. Como se señalaba anteriormente, los análisis actualmente empleados para determinar la cantidad de cobre presente en una roca de mineral tienen un costo hace inviable un monitoreo periódico. De acuerdo a los expertos académicos se estima entre un 1% y un 4% el porcentaje de material estéril que se envía a proceso, siendo esta cantidad menor cuanto más preciso sea el modelo del yacimiento.


Los principales insumos que determinan el costo del proceso son: - el diesel - la energía eléctrica

Los valores típicos de estos insumos son:

Diesel

Costo del insumo = Qmr*Cpp*Pd

En donde: Qmr = Cantidad de material removido Cpp = Consumo promedio del proceso por tonelada removida Pd = Precio del diesel.

Los valores característicos son:

Cpp = Consumo promedio del proceso = 0,92 litros de diesel por tonelada removida Pd = Precio del diesel = precio de alta variabilidad en el tiempo.

A modo de ejemplo, para un precio de medio dólar por litro de diesel, el costo alcanza unos 53 centavos de dólar por tonelada de material removido.

Energía eléctrica.

Costo del insumo = Qmr*Cee*Pee

En donde: Qmr = Cantidad de material removido Cee = Consumo promedio del proceso por tonelada removida Pee = Precio de la energía.

El cálculo del gasto en energía eléctrica tiene una complejidad algo mayor que el cálculo del gasto en diesel, dado que la tarificación se compone de un pago por potencia contratada y un pago por kilowatt-hora de energía efectivamente consumida.

El valor característico de Cee es de 23kWh por tonelada de mineral.



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El costo por potencia corresponde a 102cUSD por tonelada de material removido. El costo total de energía corresponde a 155cUSD por tonelada de material removido.


De acuerdo al estudio de la Cochilco “Oportunidades de Negocios para Proveedores de Bienes, Insumos y Servicios Mineros en Chile”, 2006, los equipos principales requeridos por la minería subterránea son los LHD y los camiones de bajo perfil de 50 toneladas.

Figura 10.8.1 Equipos de minería subterránea

En lo que respecta a los LHD, hoy en día se evoluciona a equipos semi-automatizado y automatizados.

Los equipos automatizados presentan un rendimiento menor debido a la menor velocidad de trabajo pero con menores costos de operación.

Comparación de Productividad de LHD manuales y Automatizados

PRODUCTIVIDAD LHD MANUAL LHD SEMIAUTOMÁTICO BRECHA Disponibilidad LHD-M ~ LHD-SA LHD-S ~ LHD-M Confiabilidad Utilización LHD-M LHD-SA = 1,45 LHD-M LHD SA permite

operación continua Rendimiento Horario LHD-M = 1,35 LHD-SA LHD-SA Velocidad LHD-SA <

LHD-M



- 83 -

Comparación de Costos de LHD manuales y Automatizados COSTO LHD MANUAL LHD

SEMIAUTOMÁTICO BRECHA

Operación LHD-M = 3 x LHD- SA

LHD-SA 1 operador x 3 cargadores SA

MyR LHD-M LHD-M = 1,7 LHD-SA MyR Automatización a bordo y on-site

Fuente de ambos cuadros: AutoMine®, Automated Production in Action in Codelco El Teniente Mine, Pipa Norte Production Sector. Autores: Mikko Koivunen Gerente Linea de Productos Automatización LAM, Sandvik,y Martín Pierola, Jefe de Unidad Pipa Norte Codelco.


De acuerdo a los expertos, la probabilidad de dilución es un desafío significativamente más importante para las TIC que las colgaduras.

El costo de la dilución significa que la explotación del bloque se vuelve inviable económicamente.

La pérdida se expresa en:

Pérdida de ventas por dilución = Vb*Dp*(1 – Pa)*L(Cu)* Rec(Cu)*P(Cu)

En donde:

Vb = volumen del bloque Dp = densidad promedio del bloque Pa = Porcentaje de avance en la explotación L(Cu) = Ley promedio de cobre del mineral no diluido Rec(Cu) = porcentaje de recuperación de cobre desde el mineral P(Cu) = Precio del cobre en el mercado.

Típicamente, un bloque tiene unos 100 metros de altura y unos 5000 m2 de base. La densidad promedio es de 2,7 toneladas por metro cúbico.

Los valores de L(Cu) son distintos según la explotación. A modo de ejemplo la ley promedio se estima en 0,97% en Teniente.

El porcentaje de recuperación de cobre desde el mineral varía entre un 88% y un 95%.

El valor de la tonelada de cobre fluctúa en el mercado y existe información pública actualizada que entrega la Comisión Chilena del Cobre (Cochilco).



- 84 -

10.8.3 Espacio de Mejoramiento



Tabla 10.8.1: Valores Característicos de Costos de algunas minas subterráneas del mundo.



La tabla siguiente entrega las estimaciones del costo que significa enviar a proceso material que no contiene cobre.



- 85 -


por año

ley % de material estéril que se

envía a proceso

valor de procesar una tonelada de mineral en

conminución y en concentración

(USD/tonelada)

costo total (miles de USD)

100000 0,75% 1% 4 533

100000 0,75% 5% 4 2.667

100000 1,42% 1% 4 282 100000 1,42% 5% 4 1.408

Un yacimiento que produce por ejemplo 300.000 toneladas de cobre fino por año y que envía un 5% de material estéril al proceso, puede tener un espacio de mejoramiento de unos 10 millones de dólares por año.


por año

Ley promedio

% de cobre que se

abandona en el

yacimiento

Toneladas de mineral

abandonadas en el

yacimiento

Cobre contenido

(toneladas) (1)

Precio de mercado del cobre fino

(USD/tonelada)

Menores ventas (miles

de USD)

100.000 0,75% 1% 133.333 1.000 5.000 5.000

100.000 0,75% 4% 533.333 4.000 5.000 20.000

100.000 1,42% 1% 70.423 1.000 5.000 5.000

100.000 1,42% 4% 281.690 4.000 5.000 20.000

(1) para los efectos de entregar órdenes de magnitud, se considera una recuperación del 100%

Un yacimiento que produce 300.000 toneladas de cobre fino por año y que deja un 4% de material en el yacimiento, deja de facturar unos 10 millones de dólares acumulables en el tiempo.



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En la siguiente tabla se muestra la distribución de los costos de los procesos mineros, tomando como referencia una muestra de empresas con proceso de extracción subterránea de la base de datos Brook Hunt 2005.

Tabla 10.8.2: Distribución Porcentual de los Costos por

Proceso

Proceso % Costo Costo

USD/lb

Costo USD/tonCu

Mina Subterránea 23,16% 0,22 484

Conminución 10,53% 0,1 220

Flotación 14,74% 0,14 308

Fundición 17,89% 0,17 374

Refino Electrolítica 33,68% 0,32 704

TOTAL 100,00% 0,95 2090


En lo que respecta al consumo de combustibles y de energía eléctrica, las siguientes tablas indican los consumos de energía por tonelada de cobre fino. Se presentan los datos de minería a cielo abierto y minería subterránea para efectos de comparación.

Coeficientes Unitarios de Consumo de Combustibles por Áreas



4.442,4 4.196,4 4.465,0 5.119,6 5.634,4


1.000,6 1.333,1 1.563,9 1.808,5 1.297,6

Coeficientes Unitarios de Consumo de Energía Eléctrica por Áreas



585,6 639,7 614,3 619,9 654,8


1.257,9 1.558,5 1.693,5 1.692,3 2.099,4

Fuente: Comisión Chilena del Cobre, Dirección de Estudios y Políticas Públicas, “CONSUMO DE ENERGÍA Y EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO DE LA MINERÍA DEL COBRE DE CHILE”. Año 2008, DE/07/09



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En la actualidad, las empresas fabricantes de equipos para minería subterránea están introduciendo en el mercado equipos que declaran como cada vez más eficientes en términos de costos y de eficiencia. Por consiguiente, las estimaciones de espacio de mejoramiento para los próximos años son dependientes del desarrollo que hoy realizan los fabricantes.

Respecto de la seguridad del personal, este aspecto es descrito en otra sección.


Considerando que un bloque puede contener más de un millón de toneladas de mineral, con una ley de 0,75% y un precio del cobre de 1,5 dólares por libra, el cobre contenido en un bloque al inicio de la explotación supera los 30 millones de dólares.

No obstante, el costo del evento depende del avance de la extracción y de la probabilidad de que ocurra la pérdida.

Esta probabilidad es muy compleja de evaluar: - La probabilidad de dilución depende de diversos factores que incluyen los factores

humanos, como por ejemplo la correcta secuencia de extracción por parte de los operadores manuales de la maquinaria subterránea.

- Las empresas consideran que esta información es altamente confidencial.



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De acuerdo a los datos de la Comisión Chilena del Cobre, Chile producirá más de 6 millones de toneladas de cobre fino en el mediano plazo de los cuales más del 60% será a través del proceso de concentración. De éstos, al menos el 12% es explotado por minas subterráneas.


A nivel mundial la producción de cobre se distribuye en un 90% vía planta concentradora, de las cuales el 32% corresponde a mina subterránea.

Para determinar el posible mercado al cual se podría enfocar la comercialización de las tecnologías, se ha tomado como base el número de las principales minas del mundo consideradas por AME y que se muestran en Anexo.



- 89 -

Nº

Mto

n M

inera

l

Figura 5.1: Distribución del número de minas en el mundo de acuerdo a método de extracción de mineral.

Rajo Abierto;

88

Subterranea;

40


De acuerdo a los antecedentes de AME Mineral Economics-Copper, existen 40 minas en el mundo que cuentan con un proceso de extracción subterránea del mineral. Esto corresponde al 32%.

Para poder estimar la accesibilidad de las empresas chilenas a este mercado se considerará la distribución de estas minas en el mundo, como se muestra en la siguiente figura.

Figura 10.8.3: Distribución del número de minas en el mundo por región y tonelaje.

12

Nº Minas

10 Tonelaje

3000

2500

8 2000

6 1500

4 1000

2 500

0


America

0

Oceania Sud

América




- 90 -

De acuerdo a esta figura se puede observar que Sudamérica presenta un bajo número de minas pero con alta capacidad de explotación, por lo cual representa un mercado altamente posible de explorar principalmente por dos razones: cercanía geográfica y la condición de líder de Chile en la región. Sin embargo el número de clientes es bajo.

Los mercados más atractivos serían Norte América, donde se encuentra México y Canadá, y Europa, dado que son los que presentan más clientes potenciales, a pesar de tener menores volúmenes de extracción.



- 91 -

11 CONMINUCIÓN

11.1 Caracterización del subsector conminución

Las rocas fragmentadas que se extraen desde la mina, tienen un tamaño que no es adecuado para ser tratadas en los procesos aguas abajo.

El objetivo de la conminución es reducir el tamaño de las rocas hasta una dimensión que sea adecuada, de acuerdo al proceso que seguirán.

El cobre que se encuentra en forma de sulfuros se procesa por flotación, para lo cual las partículas de material deben tener un diámetro bajo los 180 micrones.

El cobre que se encuentra en forma de óxidos se procesa por lixiviación. Para lixiviación en pilas, el mineral se suele triturar a tamaños entre 100 y 250 mm. Para lixiviación en depósitos o tanques, entre 50 y 1 mm. Para lixiviación dinámica, chancado y molienda a tamaños inferiores a 1 mm.

La reducción de tamaño de las partículas se realiza en varias etapas que típicamente se agrupan en el chancado y la molienda, entre las cuales está apareciendo una alternativa conocida como HPGR, molinos de rodillos de alta presión.

Dentro del proceso del mineral, la conminución es una etapa que requiere de un elevado consumo energético, lo cual tiene gran impacto económico en el desarrollo de cualquier proyecto minero.

Etapa de Chancado

El objetivo del chancado es reducir el tamaño de los fragmentos mayores que vienen desde la mina hasta obtener un tamaño uniforme, cuyo máximo debe ser del orden de media pulgada (1,27 cm).

En el chancado es común utilizar la combinación de tres equipos en línea que van reduciendo el tamaño de los fragmentos en etapas.

En la etapa primaria, el chancador primario reduce el tamaño máximo de los fragmentos a unas 10 pulgadas de diámetro.

En la etapa secundaria, el tamaño del material se reduce a unas 3 pulgadas.

En la etapa terciaria, el material mineralizado logra llegar finalmente a media pulgada.

Molinos HPGR

Los molinos de rodillos de alta presión, aparecidos recientemente prometen ser una alternativa en los circuitos de conminución en aplicaciones de minerales de alta dureza.



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Estos equipos ofrecen ahorro de energía y agua.

En plantas nuevas la instalación de los HPGRs reemplazaría la etapa terciaria de chancado previa a la molienda de bolas.

Etapa de Molienda

Luego del chancado, si el material está destinado al proceso de flotación, la molienda continúa reduciendo el tamaño de las partículas para obtener una granulometría máxima de 180 micrones (0,18 mm). Este tamaño resulta adecuado para la liberación de la mayor parte de los minerales de cobre en forma de partículas individuales.

En esta etapa se agrega agua al mineral para formar un fluido lechoso y se agregan también los reactivos necesarios para realizar el proceso de flotación.

El proceso de la molienda se realiza utilizando molinos, que hoy se clasifican en molienda convencional, que utiliza molinos de barras y molino de bolas, y en molienda semiautógena o “SAG”.

Molienda SAG

Los molinos semiautógenos o molinos SAG son equipos de grandes dimensiones (11 mts de diámetro por 4,6 mts de ancho) que resultan más eficientes que los molinos de bolas y de barras.

El mineral se recibe directamente desde el chancador primario con un tamaño cercano a 8 pulgadas y se mezcla con agua.

Al molino SAG se le introducen también bolas de acero de 5 pulgadas de diámetro, que ocupan el 12% de su capacidad.

El material que sale del molino SAG va directamente a la etapa de flotación.

De todos los equipos utilizados en el proceso de conminución es este tipo de molinos que ha sido objeto de mayor atención para instrumentar y monitorear sus variables de operación.



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Oportunidades

TIC

Chancado

o Reducción de gasto de energía. o Granulometría óptima a la salida o Imp. Ambiental

Caracterización de material a la entrada

Selección de equipos en función de la mineralogía a la entrada

Otras técnicas de fractura

Correas Transportadoras

o Detección de fallas

o Reducción de gasto de energía

Sensores de ruptura de correas.

Sensores de obstrucción.

Harneros - Hidrociclones

o Detección de fallas

o Reducción de gasto de energía

Sensores de vibración

Molienda SAG

Variables de

proceso Imp. Ambiental

Control de variables de entrada: cantidad de mineral, agua, bolas, velocidad de rotación.

Equipos en general

Balance Metalúrgico

o Monitoreo de

operación. o Mantención

predictiva

o Precisión de

medidas

o Conciliación

Optimización de variables de operación

Caracterización de material:

granulometría, dureza, Monitoreo de Desgaste.

Análisis de Vibraciones

Software de mantención

predictiva

Recambio de revestimientos.

entre procesos o Medida de variables dinámicas o Software de análisis y

procesamiento de datos o Reportes y conciliaciones.



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Eficiencia de la conminución

Entre los objetivos prioritarios de las grandes empresas mineras en el mundo está mejorar la eficiencia de los sistemas de conminución, lo que significa reducir el tamaño del mineral a los valores óptimos para el proceso aguas abajo, reduciendo al mismo tiempo el consumo de energía que hoy demanda la conminución.

El “Copper Technology Roadmap”14 establecido por AMIRA, instancia en que participan los grandes productores de cobre a nivel mundial, define como “top priority” la conminución inteligente.

Consiste en optimizar el proceso desde la tronadura a la conminución inclusive, para la optimización del proceso total de tratamiento de los minerales15.

Por una parte, se plantean los desafíos de disponer de mejores modelos de fractura de mineral así como de los equipos.

Por otra parte, se han comenzado a implementar procesos de información sistemáticos entre la concentración y la tronadura para entregar retroalimentación que se traduzca en la optimización del proceso total.

Es importante notar que las características mineralógicas del material enviado a conminución cambian de manera constante, día a día.

Es por esta razón que se estima que existe un amplio espacio para el desarrollo de soluciones TIC que apoyen la toma de decisiones operativas que son responsabilidad de los profesionales de las empresas mineras.

Energía consumida en conminución

El proceso de conminución deja mucho espacio para aumentar la eficiencia en términos energéticos, lo cual tiene gran impacto económico en el desarrollo de los proyectos.

Durante el proceso de conminución de toda la energía consumida por el proceso se estima que un bajo porcentaje se emplea en la conminución propiamente tal.

14

AMIRA, “Copper Technology Roadmap” junio 2004 15

Ultimately, the copper industry wants “intelligent” comminution that optimise overall system efficiencies through combining

comminution, blasting, and fracture modelling, while considering downstream operations such as separation. Improved comminution processes may make previously uneconomic ore deposits economically viable and allow copper producers to profitably mine and process new types of ore bodies.Comminution is the most energy-intensive operation in copper production. Improved comminution

performance should result in lower energy inputs, while potentially offering other benefits, such as lower maintenance and/or

environmental disposal costs, (the latter, by reducing the amount of fines produced). By combining ore system characterisation with knowledge of how different ores break, copper producers could tailor blasting and comminution practices to minimise costs. Better

understanding of and exploitation of the relationship between blasting and comminution are critical components; results from the Ore System Intelligence priority will feed into this priority. Studies and modelling of how particles break and selective breaking equipment are

needed to achieve preferential breakage of rock. AMIRA, “Copper Technology Roadmap” junio 2004



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El mayor porcentaje de la energía se pierde en:

o Energía mecánica perdida por fricción en los mecanismos o Energía térmica transportada por el producto o Energía térmica perdida por radiación o Energía térmica disipada por el aire o Energía consumida en desgaste de revestimientos. o Energía consumida por ruido y vibraciones.

En primer lugar, la eficiencia puede mejorarse mediante un correcto diseño del proceso y la selección óptima de los equipos en función de las características del mineral

En segundo lugar, es importante establecer un control de la granulometría de alimentación de cada uno de los equipos – chancadores y molinos – para que la operación se realice en el rango de máxima eficiencia.

Otras acciones son la mantención de los equipos en perfectas condiciones mecánicas, requerimiento que se comenta más abajo.

Aumento de la eficiencia de los procesos aguas abajo.

El objetivo de la conminución es la preparación del mineral para los procesos que se encuentran aguas abajo, sea flotación, sea lixiviación.

Se trata de reducir el tamaño de las partículas hasta un punto en que cada partícula represente una sola especie mineral (liberación).

El posterior proceso de flotación, mediante la acción de reactivos, separa las especies de valor del material estéril.

Es importante señalar que el tamaño óptimo de las partículas es función de la naturaleza del mineral y de las necesidades de proceso aguas abajo.

La granulometría obtenida debe ser lo suficientemente fina para que el proceso de concentración sea eficiente, pero una reducción de tamaño excesiva o sobremolienda no es deseable.

Un tamaño muy grande hace que en el proceso de flotación las partículas sean difíciles de flotar y por otra parte se disminuye el porcentaje de recuperación de cobre debido a que parte de éste se pierde en partículas que tienen gran proporción de estéril.

Por otra parte, partículas demasiado pequeñas implican en molienda un gasto energético innecesario y en flotación un consumo mayor de reactivos.

Cuanto más fino se muele el mineral, mayor es el costo de molienda



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Monitoreo continuo del equipamiento

El proceso de conminución requiere de equipamiento que está sometido a condiciones extremas de vibraciones, golpes, polvo, que por consiguiente exige de mantención costosa.

Molinos SAG

La mantención de cada equipo se basa en las clásicas estrategias de mantención por fallas, mantención programada (preventiva) y mantención predictiva.

En particular en el caso de los molinos SAG, el recambio de los revestimientos interiores es crítico ya que un desgaste excesivo de éstos puede producir un daño a la carcaza.

Un recambio de revestimientos anticipado entrega mayor seguridad pero implica un gasto de repuestos, de mano de obra y un tiempo de detención de la producción.

Si el recambio se produce tardíamente, la vida útil de molino se acorta e incluso puede destruirse.

Por consiguiente, ha habido un alto interés en los últimos años en desarrollar métodos de monitoreo del estado de los equipos de manera de intervenir en el momento óptimo. En los últimos años se han desarrollado instrumentos para medir en tiempo real el desgaste de los revestimientos para realizar los recambios en el momento adecuado, evitando detenciones innecesarias.

Monitoreo de correas transportadoras y harneros

Respecto de la generación de alertas cuando se producen fallas accidentales, se trata de un elemento de suma importancia para tomar decisiones que van desde enviar equipos de reparación hasta detener las faenas en caso necesario.

Existe también la necesidad de detectar que un harnero o una correa transportadora están funcionando en buenas condiciones pero que por alguna razón el equipo está vacío o con muy poco material (detección de bajo inventario).



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Monitoreo de variables de operación

El monitoreo de variables de operación es importante en toda la cadena, pero se considera que en molienda y en particular en molienda semiautógena es crítico.

En particular en los molinos SAG, las variables críticas de operación son:

o cantidad de agua o densidad de la pulpa o velocidad de rotación o nivel de llenado o cantidad de bolas de acero o barras según el tipo de molino.

Por otra parte, caracterizar y medir el material en cada etapa del proceso es crítico para los balances metalúrgicos.

Con los métodos clásicos de muestreo probabilístico para determinar la ley del mineral, es clásico que surjan diferencias entre las leyes de minerales informadas por la mina y las leyes calculadas en las plantas concentradoras.

Aumentar la intensidad y precisión de las medidas tanto de la cantidad recibida como de la composición del mineral es necesario para llevar los balances metalúrgicos de manera segura.

11.3 Espacio para las soluciones TIC.

Eficiencia de la conminución

El moldeamiento matemático del proceso de conminución y las herramientas de simulación para el diseño de sistemas de conminución es un requerimiento que ha sido abordado y que ha entregado soluciones que hoy están en el mercado.

No obstante, AMIRA plantea la demanda por modelos que tomen en cuenta el conjunto del proceso, desde la tronadura hasta la flotación inclusive.

Como se ha mencionado más arriba, se han comenzado a implementar prácticas de interacción entre los ingenieros de las plantas concentradoras con los responsables de la extracción en la mina para retroalimentar esta última de manera que los procesos de fragmentación se adapten continuamente a las necesidades de la conminución y flotación con el objetivo de optimizar el proceso en su conjunto.

Como se ha señalado, las características mineralógicas del material enviado a conminución cambian diariamente.

Actualmente el intercambio de información para retroalimentación se produce cara a cara y se piensa que esta modalidad prevalecerá en el futuro.

Para los expertos de planta entrevistados, hay pocas posibilidades de éxito para sistemas automatizados o sistemas expertos cuyo objetivo sea reemplazar la toma de decisiones por parte de los profesionales expertos. No obstante, existe un espacio para el desarrollo de herramientas que apoyen la gestión de la información involucrada en este proceso, desarrollando el concepto de “Mine-to-Metal Optimisation”.



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En lo inmediato.

El aporte de las TIC ofrece posibilidades de optimizar las operaciones que hoy están activas.

En las distintas etapas del proceso de conminución, se requiere conocer las características del mineral:

o índice de trabajo o reología o dureza o composición o granulometría

Existe investigación empírica respecto de los beneficios que se logran cuando se controla la granulometría del material a la entrada de molinos SAG y modelos de conminución que permiten planificar estrategias de operación en función de las características del mineral.

Esos modelos de conminución se alimentan de bases de datos y de caracterización de material por muestreo aleatorio.

Por tanto existe espacio para perfeccionar sistemas de análisis en tiempo real por análisis de imágenes, análisis de vibraciones, medidas físicas, espectroscopia, que entreguen datos de caracterización.

Las soluciones actuales pueden aún ser perfeccionadas. A modo de ejemplo, existen sistemas de estimación de la granulometría del mineral mediante análisis de imágenes. Sin embargo, los actuales sistemas requieren de una calibración periódica que tiene como consecuencia disminuir la disponibilidad de los equipos. Existe el espacio para métodos de estimación de granulometría que requieran una calibración menos frecuente que los actuales.

Es también cada vez más importante que los datos puedan ser transmitidos en tiempo real hacia las instancias de control y de toma de decisiones.

Otro eslabón de TIC indispensable en la cadena es el software de procesamiento y análisis de los datos, interpretación, visualización y almacenamiento histórico.

En un plazo superior a los 5 años:

Existe un espacio para la I+D en nuevos métodos de conminución basados en microondas, ultrasonidos, pulso eléctrico.

Existe aún la necesidad de probar en laboratorio la eficiencia de estos métodos, su escalamiento a nivel industrial y – de igual importancia – traducir estos métodos en equipos industriales que tengan los requerimientos necesarios para operar en las condiciones de las minas.



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Eficiencia del equipamiento

Para las tareas de monitoreo de funcionamiento de los equipos, existe una variedad de instrumentación en terreno. Dado que se trata de una oferta comercial en el mercado, no corresponde una recomendación ni enumeración en el marco de este estudio.

Para correas transportadoras, se utilizan pesómetros, sensores de vibración, sensores de ruptura de cinta, sensores de velocidad, instrumentación que debe ser constantemente mantenida y calibrada.

Para chancadores, es común encontrar sensores de nivel ultrasónicos

Asimismo, se han desarrollado soluciones para:

o Monitoreo continuo de estado de equipos y de revestimientos de molinos. o Alertas tempranas de fallas o Capacidad de realizar mantención predictiva de los equipos. o Optimizar procesos de recambio de revestimientos. o Minimizar los tiempos de detención no programados de los equipos. o Minimizar los tiempos de detención programados de los equipos. o Ahorro de partes y piezas. o Aumento de vida útil de los equipos

En lo que respecta a la instrumentación y control de molinos SAG, existen varios proyectos de I+D que han sido ejecutados con fondos públicos y cuyos resultados están siendo utilizados en planta. Éstos buscan lograr la capacidad de controlar continuamente las variables de operación de los molinos: cantidad de agua, cantidad de bolas, velocidad de rotación, en función de las características del material.

De esta manera, se ha avanzado sustantivamente en la instrumentación y automatización de los procesos de conminución y de los equipos.

La tendencia es que sean las propia empresas fabricantes de los equipos que vayan incorporando la instrumentación necesaria en ellos al momento de la fabricación.

Eficiencia del conjunto

El análisis de la situación actual indica que el desafío fundamental a nivel de mantenimiento, está en la capacidad de anticipación, que significa detectar los problemas de los equipos antes de que se produzcan las fallas.

Asimismo, la transición a la conminución inteligente requiere estimar cada vez de mejor manera las características del mineral a la entrada y a la salida de los equipos en función, así como tener una completa observación y control de las variables de operación:

o agregar a los sensores hoy existentes, aparatos de medida en tiempo real de

variables físico - químicas o configurar un sistema de flujos de información en tiempo real y distribuidos. o integrar la información en un modelo matemático del proceso completo o automatizar el equipamiento.



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11.4 Problemas y desafíos Los desafíos de los procesos de conminución se agrupan en tres grandes líneas:

I. Reducir el gasto de energía y de agua en la conminución. II. Obtener una reducción de tamaño óptima para los procesos aguas abajo. III. Clasificar de manera óptima el material que se envía aguas abajo. IV. Reducir el impacto ambiental producto del material particulado

11.5 Hoja de Ruta I. En el mediano plazo, es decir de 5 a 10 años, implementar la “Conminución inteligente”16:

“optimizar la eficiencia global del sistema a través de la combinación de conminución, tronaduras, y modelos de fractura, teniendo en cuenta las operaciones aguas abajo como la separación. Mejorar los procesos de conminución puede hacer que depósitos de mineral anteriormente no rentables sean económicamente viables”.

II. En lo inmediato, disminuir costos de operación del proceso. III. En lo inmediato, aumento de la recuperación de cobre. IV. En lo inmediato, aumento de la disponibilidad de equipamiento


Requerimiento Componente (s) del mapa

de Ruta

Impacto

CONM- R1

Eficiencia de la conminución.

I. o Menos gasto energético o Optimización de proceso aguas abajo

CONM- R2

Aumento de la precisión en la caracterización y clasificación del material.

I, II o Aumento de recuperación de cobre. o Optimización de proceso aguas abajo

CONM- R3

Nuevas metodologías para monitoreo y mantención de equipos.

IV o Mayor disponibilidad de equipos. o Menor gasto por fallas no programadas o Aumento de vida útil

CONM- R4

Optimización de variables de operación en molienda.

I, II, III, IV o Aumento de recuperación de cobre. o Optimización de proceso aguas abajo

CONM- R5

Aumento de la precisión en el balance metalúrgico

I, III. o Gestión más eficiente de la producción.

CONM- R6

Reducir el impacto ambiental producto del material particulado

IV o Menor contaminación ambiental

16 AMIRA, “Copper Technology Roadmap” June 2004



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Nº Oportunidad Requeri- miento relacio-

nado


CONM-TIC1 Software para simulación de procesos de conminución.

CONM- R1 -

CONM- R5


1 – 2 años.

CONM-TIC2 Sistemas y sensores para análisis reológico del material antes de la conminución.

CONM- R2

Alto grado de automatización de la captura de datos, envió en tiempo real de los datos, deseable software de recolección y despliegue inteligente de la información.

1 – 5 años.

CONM-TIC3 Sistemas y sensores para análisis de dureza, de composición y de granulometría capaces de operar "in situ" y capturar información en tiempo real.

CONM- R2 -

CONM- R5


1 – 5 años

CONM-TIC4 Sistemas de planificación de operaciones de mantención programada

CONM- R3

Integración con RFID, gestión de repuestos, gestión de operación.

1 – 2 años

CONM-TIC5 Sistemas y modelos matemáticos de operación de molinos SAG

CONM- R4

1 – 5 años

CONM-TIC6 Sensores, análisis de señales, para monitoreo en tiempo real de molinos SAG.

CONM- R4

1 – 5 años

CONM-TIC7 Monitoreo predicitivo ambiental

CONM- R6

1 – 5 años



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11.8 Estimación de impacto de las TIC en conminución 11.8.1 Hipótesis

a. Un mejor control y monitoreo de la conminución inciden en un aumento de recuperación de cobre.

b. Un mejor control y monitoreo de la conminución inciden en una optimización del proceso aguas abajo

c. Un mejor control y monitoreo de los equipos inciden en un menor gasto energético.

d. Un mejor control y monitoreo de los equipos inciden en una disminución de fallas no programadas

11.8.2 Valores Característicos


En estricto rigor, la conminución solamente reduce el tamaño de las partículas de mineral que contienen cobre, sin modificar en el promedio global su contenido mineralógico.

No obstante, la mayor o menor precisión de esta etapa del proceso es un factor determinante para la optimización de las etapas posteriores, sea flotación, sea hidrometalurgia.

El proceso de concentración vía proceso de flotación tiene una recuperación de cobre en un rango característico de un 80%-95%, y el proceso de hidrometalurgia presenta menores recuperaciones, en un rango de 60% a 90%, dependiendo de las características del mineral.


La conminución no solamente influye en el porcentaje de recuperación del metal sino también en la optimización de otros parámetros del proceso, que son comentados en los capítulos correspondientes.


Para el procesamiento de sulfuros, los consumos de energía en todo el proceso de concentración (conminución y flotación) se presentan en las tablas a continuación.



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Coeficientes Unitarios de Consumo en planta Concentradora (por tonelada de fino)

2004 2005 2006 2007 2008 Combustibles (MJ / TMF en concentrado)

176,2 215,8 185,4 188,6 233,4

Energía Eléctrica (MJ / TMF en concentrado)

6.942,7 7.240,9 7.424,6 7.862,7 8.208,5

Extraido de: Comisión Chilena del Cobre, Dirección de Estudios y Políticas Públicas, “CONSUMO DE ENERGÍA Y EMISIONES DE GASES DE EFECTO

INVERNADERO DE LA MINERÍA DEL COBRE DE CHILE”. Año 2008, DE/07/09

De una manera más acotada, un ejecutivo de la gran minería calcula los costos de planta SAG

entre 2 y 3 dólares por tonelada molida “dependiendo de las perturbaciones que aparezcan” 17. Este mismo ejemplo sitúa el consumo especifico de energía en 26,6 kWhr/tonelada en los últimos años influido principalmente por la mayor presencia de mineral grueso


Un reciente trabajo de modelamiento de Planta de Molienda de la Gran Minería Chilena es indicativo del peso de la molienda SAG en la disponibilidad y los costos de falta.

Equipo Disponibilidad Costos de la Falta

1 Sistema Molienda 83,75% 14.234.536 1.1. Molienda SAG 88,92% 8.977.787 1.2 Molienda Bolas 93,51% 5.256.749

Extraído de: Análisis de Riesgo para Reemplazo Económico de Equipos: Aplicación de Simulación Montecarlo, Adolfo Arata A, Fredy Kristjanpoller

R, Universidad Técnica Federico Santa María, Septiembre 2008.

La disponibilidad de un Molino SAG se sitúa entre un 80 y un 95%. En el caso citado anteriormente, la disponibilidad del molino SAG se sitúa en un 96,2%.

El tiempo de detención programada de uno de estos molinos para cambio de revestimientos oscila entre 400 y 200 horas.

Las horas de detención por atollos y piolas de seguridad bajaron desde 143 hrs a sólo 12 hrs. de detención en 5 años.

17 EXPERIENCIAS OPERACIONALES y MANTENCION PLANTA SAG EL TENIENTE, Ernesto Beas

Bustos, GERENTE DE PLANTAS, Codelco Chile, División El Teniente



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La capacidad de procesamiento de la planta de molienda va entre 80 y 230 kton/día. La siguiente tabla muestra los valores característicos para algunas minas del mundo.

Tabla 11.8.1: Valores Característicos de Costos de algunas minas del mundo


Se estima que en los procesos actuales existe un espacio de al menos un 5% para aumento de recuperación del cobre.

Esto significa que una explotación que produce 100.000 toneladas de cobre fino en forma de concentrado, 5.000 toneladas de cobre fino se van a los relaves.



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De acuerdo a Brook Hunt, los costos en flotación son solamente un quinto de los costos en conminución, por lo cual el espacio de mejoramiento es cuantitativamente mayor en la conminución.

Proceso % Costo Costo Costo USD/tonCu

Conminución 39% 0,25 560,94 Flotación 8% 0,05 110,37



El gasto energético de las explotaciones tiende a aumentar en la medida en que se alcanza la roca primaria, por naturaleza más dura que la roca secundaria.

No existen estimaciones realistas del espacio de soluciones en este ámbito, no obstante existen ejemplos de mejoramiento en que se apoya la ingeniería mecánica y metalúrgica con herramientas de software de diseño y simulación18.


La introducción de las TIC tiene un impacto verificable en la disminución de costos de mantención.

A modo de ejemplo, en una planta la introducción del mantenimiento predictivo produjo beneficios de cerca de 180.000 dólares anuales:

Mantenimiento Correctivo

Mantenimiento Predictivo

Diferencia

Tiempo de Detención (hrs)

36 7 29

Mano de Obra (US$) 9.000 1.000 8.000 Materiales (US$) 30.000 3.000 27.000 Producción (US$) 144.000 Planificada 144.000 Total Ahorro por Mantención Predictivo (US$)

179.000

Fuente: “Confiabilidad de Sistema aplicada a Gestión de Activos Mineros”, Eduardo Nilo, Codelco División Andina 29 de Noviembre 2006

18 Una noticia publicada en www.portalminero.com el 5 de Febrero de 2009 anuncia que “Luego de meses de análisis y

el uso de tecnología de punta, los profesionales de la Subgerencia de Concentradora lograron modificar la molienda de rocas, aumentando la producción un 6% y disminuyendo el uso de energía un 10%. (...) Un equipo de expertos efectuó un exhaustivo estudio que permitió modificar la estructura interna de los molinos. Esta acción involucró cambiar los ángulos y formas de las piezas para que el proceso fuera más rápido y triturara más. Para este objetivo, los profesionales efectuaron una serie de pruebas virtuales a través de un software especializado, etapa que proyectó buenos resultados para su puesta en marcha.

http://www.portalminero.com/



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Sin embargo, el costo mayor de las fallas no programadas es la pérdida económica producto de la menor producción.

“Los molinos SAG se han transformado en un verdadero dolor de cabeza para los grandes productores de cobre en el país. En 2006, Minera Collahuasi informó sobre la rotura de uno de estos equipos” “Tras el incidente, la compañía privada aseguró el pago de un reembolso por parte de los aseguradores del siniestro por la suma de US$ 161 millones. El año pasado, en tanto, algo similar pasó en Escondida, la mayor mina de cobre del país.” Gustavo Orellana V. Fuente: El Mercurio

Se observa que mientras que los ahorros en costos de mantención son del orden de los cientos de miles de dólares, los costos de los siniestros son del orden de los millones de dólares.



La estimación se basa en el supuesto que todas las minas, tanto las explotadas a cielo abierto, como las subterráneas y aquellas que tienen algún proceso de refinación o bien las que sólo llegan hasta el proceso de concentración, son potenciales clientes de las tecnologías que se podrían desarrollar en la etapa de conminución. A continuación se muestra la distribución de éstas minas en el mundo.



- 107 -

Nº

Mto

n M

inera

l

Figura 11.8.2: Distribución del número de minas en el mundo por región y tonelaje de mineral

40

Nº Minas

8000

35 Tonelaje 7000

30 6000

25 5000

20 4000

15 3000

10 2000

5 1000

0


America

0

Oceania Sud

América

De acuerdo a lo que muestra la gráfica se puede observar que las regiones que presentan mayor cantidad de clientes potenciales son Sudamérica y Norte América.



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12 FLOTACIÓN

12.1 Caracterización del subsector flotación

La flotación es un proceso físico-químico de separación que se utiliza en el tratamiento de sulfuros de cobre, mientras que los óxidos de cobre se procesan por lixiviación.

En la etapa de flotación se recibe, desde el proceso de conminución, una pulpa de partículas finamente molidas. Esta pulpa contiene típicamente un porcentaje de cobre del orden del 1% (el mismo porcentaje de las rocas extraídas desde la mina).

Tras el proceso de flotación se obtiene un concentrado cuyo contenido de cobre es de 30% a 40%.

La pulpa que viene de la molienda tiene una granulometría bajo los 180 micrones y trae incorporados reactivos necesarios para la flotación.

La pulpa se introduce en las celdas de flotación cuyo volumen actualmente va entre los 1.000 y los 4.000 pies cúbicos o en columnas de flotación que superan los 10 metros de alto.

Comúnmente, al ingresar la pulpa, se hace burbujear aire desde el interior de la celda y mediante un aspa rotatoria se agita para mantener la mezcla en movimiento.

El mineral que ha sido finamente molido se adhiere selectivamente a las burbujas de aire, lo que permite separar el mineral de cobre de las otras especies. La adhesión o no de las partículas a las burbujas de aire depende de las propiedades hidrofílicas y aerofílicas de cada especie mineral presente en la pulpa. Por ello a la mezcla se adicionan reactivos para favorecer la adhesión de los minerales de interés a las burbujas y desfavorecer la adhesión de las partículas que no interesan.

Los equipos utilizados comúnmente son:

Celdas de Flotación: son equipos que consisten en una cuba en la que se introduce la pulpa. Cuentan con un agitador o turbina incorporados en su parte inferior. Las burbujas se pueden formar mediante la turbulencia creada por el agitador o bien insuflando aire comprimido en la celda. Comúnmente una planta cuenta con celdas montadas en bancos de varias unidades y en varias etapas en las que se realizan diferentes separaciones

Columnas de Flotación: En estos equipos, la pulpa se hace fluir a lo largo de una columna vertical. Las burbujas se introducen por la parte inferior mientras que la pulpa es introducida a 2/3 de la altura de la columna. En la columna se produce un contacto en contracorriente entre las burbujas de aire y la pulpa, sin agitación mecánica. En su extremo superior se descarga el concentrado mediante el rebalse de la espuma. La descarga del relave se lleva a cabo en el extremo inferior de la columna. Las ventajas de las columnas respecto de las celdas son un menor costo de operación y un mejor control del proceso. Asimismo, los productos obtenidos tienen leyes más elevadas. Las plantas de flotación pueden ser construidas bajo diversas configuraciones. Para los fines de este estudio, las distintas configuraciones no determinan necesidades de TIC significativamente diferentes. Por ello, se presenta a continuación una de las configuraciones más comunes:



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Flotación

Rougher

Flotación

Scavenger

La pulpa es alimentada en un banco de celdas de flotación de un tipo conocido como “rougher”, en donde se extrae la mayor parte de las partículas finas que contienen cobre. Éstas son retiradas adheridas a la espuma. Las partículas que no se adhieren a la espuma pasan a un segundo tipo de celdas llamadas “scavenger” en donde se agregan nuevos aditivos. De estas celdas, por una parte se eliminan las partículas que no contienen cobre mientras que por otra parte, la porción de la pulpa que contiene cobre y que no fue extraída desde las celdas rougher se recircula.

En el esquema presentado se cuenta con una etapa de “flotación limpieza” en dónde se produce un concentrado de alta ley. Los reactivos que se incorporan en la molienda tienen diferentes naturalezas y cumplen

Alimentación desde

molienda

Hacia relaves

Flotación

Limpieza

Secado

Concentrado a

fundición

diferentes funciones:

Reactivos espumantes: Los espumantes son reactivos que modifican la tensión superficial del agua y que producen una espuma estable. Sin estos reactivos, al hacer pasar el aire a través de agua pura, no se produce espuma.

El tamaño de las burbujas y su estabilidad son función de la cantidad de espumante agregado: a mayor cantidad de espumante disminuye el diámetro de las burbujas pero aumenta la estabilidad de la espuma. Si se supera una cierta concentración, la espuma desaparece completamente.



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En la flotación de sulfuros, es común emplear por lo menos dos espumantes.

Reactivos colectores: Son substancias químicas orgánicas que se absorben selectivamente sobre la superficie de algunas partículas, haciendo que las partículas de sulfuros de cobre y de molibdeno se separen del agua, es decir se vuelvan hidrófobas y se peguen en las burbujas. Si se agrega una cantidad excesiva de colector, se hace flotar incluso a los materiales no deseados.

Reactivos depresantes: Generalmente son compuestos inorgánicos que modifican la superficie de las partículas volviéndolas hidrófilas Están destinados a provocar el efecto inverso al de los reactivos colectores para evitar la recolección de otros minerales que no tienen cobre.

Otros aditivos se usan para regular y estabilizar el pH en un valor determinado. Para cada sulfuro se ha determinado el pH óptimo de flotación. Esta propiedad varía según el mineral y su procedencia.

La última etapa consiste en el espesamiento de la pulpa, es decir se extrae una parte importante de los líquidos que ésta contiene, mediante procesos de sedimentación y clarificación.

Tanto el concentrado de cobre como el material que se envía a los relaves se someten a este proceso.

El valor final del contenido de agua del concentrado va desde un 8% hasta un 10%.

El concentrado final es secado mediante filtros y es enviado al proceso de fundición.


De manera sintética, el problema de la flotación es optimizar el proceso de separación de las partículas que contienen cobre y molibdeno de las partículas que no poseen estos metales.

Para que esta separación sea eficiente se debe minimizar la cantidad de cobre que se envía a relaves y minimizar la cantidad de material estéril que se envía a fundición.

El profesional de planta debe decidir cómo ajustar las variables de proceso - la dosificación de reactivos, el pH de la solución, la velocidad de agitación – que mejor se adaptan a las características mineralógicas de la pulpa que viene desde la molienda.

Esta adaptación debe ser lo más rápida y precisa posible, debido a que las características del mineral que se recibe desde la molienda varían día a día.

Las principales variables del proceso son:

o Distribución de la composición química de las partículas o Distribución del tamaño y forma de las partículas. o Densidad de la pulpa o Temperatura de la pulpa



- 111 -

o Composición del agua de proceso o Dosificación de reactivos o Velocidad de alimentación de las celdas. o pH en las celdas o Velocidad de espuma o Nivel de cada banco o Flujo de aire a cada celda


Oportunidades

TIC

Recepción de pulpa desde molienda

Caracterización

mineralógica o Análisis rápido de distribución

granulométrica y de composición.

o Retroalimentación a conminución

Proceso de

Flotación

Optimización de

la recuperación

o Medida en tiempo real de variables de proceso

o Control de procesos

Espesamiento del concentrado de cobre y envío a Fundición

Maximizar recuperación de Cu y Mo

o Análisis rápido de composición.

o Retroalimentación on line

Espesamiento minerales sin cobre y envío a relaves

Minimizar pérdidas de Cu y Mo

o Análisis rápido de composición.

o Retroalimentación on line



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El profesional experto sabe - dada una determinada distribución de composición, tamaño y forma de las partículas - qué reactivos y en qué dosificación deben ser empleados.

Los problemas relevantes para las TIC son por tanto:

o Caracterización mineralógica de la pulpa recibida desde la molienda: disponer de la manera

más rápida y precisa posible la distribución de composición, tamaño y forma de las partículas.

o Retroalimentación al proceso de conminución: comunicar la información de la caracterización a la conminución y a la mina para que en esos procesos se ajusten las variables.

o Medida en tiempo real de las variables de proceso: medir la mayor cantidad posible de las variables y enviar en tiempo real la información a la sala de control.

o Control de procesos: actuadores para dosificación de reactivos, sistemas de comando remoto de todas las variables del proceso.


El proceso de flotación de minerales de cobre cuenta hoy con diversas herramientas de tecnologías de la información para observar y controlar variables del proceso.

En el mercado es posible encontrar desde software para la simulación del proceso completo con el objetivo de apoyar el diseño de plantas de flotación, hasta sistemas expertos para el control de las variables del proceso.

Ya desde los comienzos de los años 90 es posible encontrar, en la información pública de fondos concursables chilenos, referencias a proyectos de investigación y desarrollo en estrategias de control y de estabilización de plantas de flotación, sistemas expertos de control, sensores, modelos.

En lo que respecta a la medición de las variables más comunes en los procesos químicos y metalúrgicos, como el pH y la temperatura, se encuentran soluciones de mercado de alto nivel de estandarización.

Por otra parte, han aparecido en los últimos años sistemas de análisis de imágenes para caracterizar la pulpa, analizadores de leyes en línea con monitor en terreno, por citar los más difundidos en la publicidad.

Respecto del control, las empresas mineras han ido reemplazando sistemas aislados (programadores lógicos controlables en la planta) por sistemas centralizados que se comandan desde una sala de control,

De esta manera, la situación hoy puede considerarse que tiene un importante grado de avance en la incorporación de las TIC mientras que empresas internacionales de base tecnológica que cuentan con recursos económicos para la investigación y desarrollo, tienen proyectos para avanzar aún más en la configuración de soluciones.



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Se estima por tanto que el espacio para soluciones TIC está en:

Recepción de pulpa desde molienda: o Análisis rápido de distribución granulométrica y de composición: aumento de las

prestaciones de los sensores actualmente disponibles. o Retroalimentación a conminución.

Proceso de Flotación:

o Medida en tiempo real de variables de proceso o Integración de la información en modelos centralizados o Control de procesos o Retroalimentación hacia las etapas anteriores del proceso (mina y conminución).

Espesamiento del concentrado de cobre y envío a Fundición así como el espesamiento de

minerales sin cobre y envío a relaves: o Análisis rápido de composición. o Retroalimentación on line.

Los elementos que destacan según los expertos son:

a. Los análisis en línea de composición y granulometría aún tienen un gran espacio para

aumentar la precisión y acortar el tiempo que se necesita para obtener una medida. De hecho, en muchas plantas aún estos sistemas no han podido ser implementados y por consiguiente los resultados de los análisis del material demoran un día en estar disponibles.

b. Los sensores en general requieren de una calibración constante. Por ejemplo los densímetros.

c. Los controles hoy en día tienen un carácter de “estabilizantes” y no “optimizantes”. Por parte de algunos expertos, se estima que al menos en la próxima década la decisión final del ajuste de las condiciones de proceso seguirá recayendo en un operador humano apoyado por la información en tiempo real que le aporten las herramientas TIC. Sin embargo, existe también la opinión de que es posible llegar a mayores grados de automatización, menos dependientes de un operador humano.

d. La retroalimentación hacia los procesos aguas arriba, es decir tronadura y conminución, se realiza de manera interactiva entre los involucrados. Esta modalidad seguirá siendo la más adecuada, pero habría interés en generar datos históricos para análisis y aumento de precisión de los modelos.


Los desafíos de los procesos de flotación son: I. Optimizar la recuperación. II. Cuidado del agua.

III. Disminuir la contaminación de los relaves.



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12.5 Hoja de Ruta I. En el mediano plazo, es decir de 5 a 10 años, el proceso de flotación debe contribuir

mediante la retroalimentación a implementar la “Conminución inteligente”19: “optimizar la eficiencia global del sistema a través de la combinación de conminución, tronaduras, y modelos de fractura, teniendo en cuenta las operaciones aguas abajo como la separación. Mejorar los procesos de conminución puede hacer que depósitos de mineral anteriormente no rentables sean económicamente viables”.

II. Optimizar la recuperación de cobre y molibdeno. III. Integrar la información diaria del proceso – características del mineral a la entrada, variables

de proceso empleadas, resultados de recuperación – en un sistema que permita el mejoramiento global de los modelos.

IV. Control y disposición de los relaves.


Requerimiento Componentes del mapa de

Ruta

Impacto

FLOT-R1 Eficiencia de la flotación. I, II, III o Optimización de la recuperación de cobre y molibdeno

FLOT - R2

Aumento de la precisión en la caracterización mineralógica de pulpa recibida desde la molienda.

I, II, III o Ajuste óptimo de las variables de proceso

o Aumento de la recuperación de cobre y molibdeno

FLOT - R3

Retroalimentación al proceso de conminución y a la mina para que en esos procesos se ajusten las variables.

I, II, III o Avance hacia la conminución inteligente.

FLOT - R4

Medida en tiempo real de las variables de proceso y envío en tiempo real la información a la sala de control.

II o Ajuste óptimo de las variables de proceso

o Aumento de la recuperación de cobre y molibdeno

FLOT - R5

Control de procesos: actuadores para dosificación de reactivos, sistemas de comando remoto de todas las variables del proceso.

II o Aumento de la recuperación de cobre y molibdeno

FLOT – R6

Control y disposición de los relaves.

V o Monitoreo continuo de los relaves

19 AMIRA, “Copper Technology Roadmap” June 2004



- 115 -



nado


FLOT -TIC1 Análisis rápido de distribución granulométrica y de composición.

FLOT – R1, FLOT

–R2

Dispositivos con mayor precisión y velocidad que los actuales.

1 – 2 años.

FLOT -TIC2 Sistema de software y comunicaciones para retro- alimentación a conminución

FLOT – R3


1 – 5 años.

FLOT -TIC2 Medida en tiempo real de variables de proceso

FLOT – R1, FLOT

–R4

Avance en sistemas de medida de densidad, de tamaño de burbujas de la espuma, velocidad de espuma, con mayor precisión, rapidez y menores requerimientos de calibración

1 – 5 años

FLOT -TIC4 Control de procesos

FLOT – R1, FLOT

–R5

Avance en los sistemas expertos, manteniendo la decisión final en el operador humano.

1 – 2 años

FLOT -TIC5 Análisis rápido de composición del material de salida.

FLOT – R1, FLOT

-R4

Retro-alimentación en línea para la sala de control de flotación.

1 – 5 años

FLOT –TIC6 Sistemas de monitoreo de relaves

FLOT – R6

Monitoreo de disposición y de estado de los relaves

1 – 5 años



- 116 -

12.8 Estimación de impacto de las TIC en flotación 12.8.1 Hipótesis

a. Un mejor control y monitoreo de las variables de flotación inciden en un aumento de recuperación de cobre desde el mineral.

b. Una retroalimentación aguas arriba incide en un aumento de recuperación de cobre desde el mineral.




La recuperación en el proceso de flotación, es de 85%-90% para el cobre y de 60% para el molibdeno. En una concentradora como la de Chuquicamata se procesan 160.000 toneladas diarias en la planta concentradora.

Los costos asociados son fundamentalmente el consumo de insumos químicos por tonelada procesada. En la siguiente tabla se muestran los consumos de cada tipo de reactivo.

Tabla 12.8.1.Consumos y costos unitarios

de insumos para flotación

Consumo g/t de

USD$/t de insumo Insumo mineral

Floculante 20 2.500 Espumante 30 2.200

Colector 35 2.000 Cal 1.500 100

Fuente: Guía de Ingeniería en operaciones mineras Chile 2005/2006, Portal Minero

El gasto en reactivos en Chile es de US$ 147 millones anuales los que se distribuyen de la siguiente forma: US$ 29 millones para espumantes y US$ 31 millones para colectores, US$ 22 millones para floculantes y US$ 65 millones en cal.

Los productos utilizados para la flotación de minerales sulfurados de cobre, se importan fundamentalmente desde Estados Unidos e Irlanda y la cal es abastecida por las empresas productoras nacionales Cementos Bío Bío, a través de Inacesa y la empresa Soprocal del grupo Rozas.

Los consumos de energía en todo el proceso de concentración (conminución y flotación) se presentan en las tablas a continuación.



- 117 -

Tabla 12.8.2 Coeficientes Unitarios de Consumo en planta Concentradora (por tonelada de fino)

2004 2005 2006 2007 2008 Combustibles 176,2 215,8 185,4 188,6 233,4

(MJ / TMF en concentrado) Energía Eléctrica 6.942,7 7.240,9 7.424,6 7.862,7 8.208,5

(MJ / TMF en concentrado) Extraído de: Comisión Chilena del Cobre, Dirección de Estudios y Políticas

Públicas, “CONSUMO DE ENERGÍA Y EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO DE LA MINERÍA DEL COBRE DE CHILE”. Año 2008, DE/07/09






Se estima que en los procesos actuales existe un espacio de al menos un 5% para aumento de recuperación del cobre.

Esto significa que una explotación que produce 100.000 toneladas de cobre fino en forma de concentrado, 5.000 toneladas de cobre fino se van a los relaves.

En la siguiente tabla se muestra la distribución de los costos de los procesos mineros, tomando como referencia una muestra de empresas con proceso de flotación de la base de datos Brook Hunt 2005.



- 118 -


Proceso

Proceso % Costo Costo

USD/lb

Costo USD/tonCu

Mina Subterránea 16% 0,10 229,69

Conminución 39% 0,25 560,94

Flotación 8% 0,05 110,37

Fundición 35% 0,23 506,67

Refino Electrolítica 2% 0,01 31,67

TOTAL 100% 0,65 1.439,33


Los costos de Flotación son el 8% del total de costos de una libra de cobre, como se muestra en la Tabla, ascendiendo a 110 USD/toneladas de cobre o equivalentemente 30 USD$/toneladas de concentrado.

De acuerdo a los datos obtenido de la Comisión Chilena del Cobre, Chile producirá más de 6 millones de toneladas de cobre fino en el mediano plazo, de los cuales más del 60% será a través del proceso de concentración.




- 119 -

Nº

Mto

n M

inera

l


El 70% de las minas del mundo cuenta con un proceso de flotación. Se ha tomado como base el número de las principales minas del mundo consideradas por AME y que se muestran en Anexo.

Figura 12.8.2: Distribución del número de minas en el mundo de acuerdo a método de

extracción de mineral.

SX-EW; 39

Concentración; 91


De acuerdo a los antecedentes de AME Mineral Economics-Copper, se puede deducir que existen 91 minas en el mundo que cuentan con un proceso de flotación de mineral. Esto corresponde al 70%.

Figura 12.8.3: Distribución del número de minas en el mundo por región y tonelaje.

35

30 Nº Minas

25 Tonelaje

20

15

10

5

6.000

5.000

4.000

3.000

2.000

1.000

0 -

Africa Asia Europa Norte Oceania Sud

America América




- 120 -

13 FUNDICIÓN

13.1 Caracterización del subsector fundición

El proceso de fundición tiene como objetivo producir ánodos de una pureza que llega hasta un 99,5%, a partir de un concentrado de cobre de una pureza inicial de 30% a 40%.

Para ello, se lleva los metales al estado de fusión para producir una separación del cobre metálico de otros minerales y metales.

El proceso consta de 2 etapas principales: la fusión y la conversión. En la fusión, el concentrado es fundido, junto con un fundente, y llevado a una temperatura superior a 1200ºC en presencia de aire eventualmente enriquecido en oxígeno. A esta temperatura, los distintos minerales sulfurados presentes en el concentrado se descomponen y se oxidan parcialmente para formar 2 fases líquidas, la escoria y el eje, y una fase gaseosa, captada en campanas y eventualmente tratada para remover los polvos, el dióxido de azufre y el arsénico antes de ser enviada a la atmósfera.

FUSIÓN

Para la fusión, el equipo usado históricamente es el horno de reverbero, pero está siendo reemplazado por alternativas más eficientes y menos contaminantes, por lo que no es relevante para este estudio.

Una alternativa usada especialmente en Chile es el Convertidor Teniente.

El Convertidor Teniente es cargado en forma continua concentrado de Cobre y Sílice por una abertura ubicada en su parte superior. Tiene un sistema de cañerías en el interior que inyectan aire enriquecido con oxígeno el cual permite la oxidación del hierro y del azufre presentes en los minerales que constituyen el concentrado. Del Convertidor Teniente salen dos productos: o Metal Blanco: que corresponde a la parte más pesada del material fundido y que se ubica

en la parte inferior del baño. Contiene 70% a 75 % de cobre.

o Escoria: es la parte más liviana de la masa fundida la cual se envía a botaderos o a hornos destinados a la limpieza de escorias para recuperar el contenido de cobre que aún le queda. El hierro forma magnetita que se concentra en la escoria y el azufre forma gases (monóxidos y dióxidos) los cuales, son evacuados a través de la chimenea junto a otros gases, donde son captados en gran parte para producir H2SO4.

Una alternativa también utilizada es el Horno Flash Outokumpu. El producto principal de la fusión en este tipo de horno es un eje o mata rico en cobre (45-50% Cu).

Una tercera alternativa hoy en proceso de penetración de mercado, es el Reactor Noranda: El proceso de fusión Noranda es un proceso de fusión continua de cobre, diseñado para tratar en forma muy eficiente concentrado de cobre y materiales reciclables que contengan el metal. El



- 121 -

proceso involucra la producción de un eje con alto contenido de cobre en un equipo cilíndrico recubierto de refractarios.

El reactor continuo Noranda conceptualmente es muy similar al Convertidor Teniente.

CONVERSIÓN

El metal blanco extraído del reactor continuo se vacía a ollas y se traslada a los convertidores Peirce-Smith. Son cilindros de 4,5 mts de diámetro por 11 mts de largo, donde se procesan separadamente el Eje proveniente del Horno de Reverbero y el metal blanco proveniente del Convertidor Teniente o del Reactor Noranda. Este es un proceso discontinuo, es decir, una misma carga es tratada y llevada hasta el final, sin recarga de material. El Producto final obtenido es el Cobre Blister, que tiene una pureza de 96% a 98%.

REFINACIÓN DE ÁNODOS Por último, el metal fundido se coloca en un carrusel para formación de ánodos de Cobre, que luego se envían a refinar electrolíticamente.

El gráfico siguiente resume los conceptos principales de fundición:

Recepción de concentra-

do y secado

Fusión Conversión Moldeo de ánodos

Recibe Mineral húmedo con contenido de Cu de 30% a 40%.

Recibe Mineral seco con contenido de Cu de 30% a 40%. Entrega metal blanco a 70% - 75% de Cu.

Recibe metal blanco. Entrega cobre blister con 96% - 98% de Cu.

Recibe cobre blister. Entrega ánodos de cobre blister con 99,95% de Cu.



- 122 -


Oportunidades

TIC

Recepción de concentrado y secado

Análisis de composición

Integración en línea de mediciones, para optimización del proceso completo “de la mina al metal”

Fusión

o Optimización de variables de operación

o Mantención y cambio de refractarios

o Limpiezas durante operación

Medida de variables: temperatura y contenido de cobre.

Medida espesor de refractarios.

Robotización

Conversión o Optimización de variables de operación

o Mantención y cambio de refractarios

o Limpiezas.

Sistema de control de enfriamiento uniforme

Moldeo de ánodos Eliminar tensiones mecánicas que producen el pandeo en electrorefinación



- 123 -


Una importante cantidad de recursos de investigación y desarrollo hoy en día están orientados a perfeccionar los procesos de fundición de manera que éstos sean cada vez más eficientes en la recuperación del cobre y reduciendo a cero los problemas de contaminación. A juicio de los especialistas estos procesos han experimentado un avance tal en los últimos años que desde el punto de vista ambiental ya no constituyen un problema crítico.

Las investigaciones sobre nuevos procesos están lideradas por profesionales del área de la pirometalurgia y tienen como objetivo reducir el número de etapas – y de equipamiento - del proceso de fundición y/o optimizar los procesos mediante la aplicación de nuevas técnicas ( por ejemplo, la magnetohidrodinámica).

Sin embargo, a juicio de los especialitas, los espacios con más probabilidades de éxito para las TIC en las fundiciones están relacionados con los procesos actuales. Los cambios tecnológicos en pirometalurgia en los próximos años deberían beneficiarse de las mismas TIC que se desarrollan para la situación actual en las fundiciones.

ROBOTIZACIÓN

Tanto por razones de seguridad del trabajo como por la eficiencia de la operación de los equipos, las fundiciones tienen una demanda creciente por la automatización de las operaciones.

Las condiciones de trabajo en las fundiciones, si bien se ha avanzado enormemente en aspectos como la limpieza del aire, las altas temperaturas del ambiente de trabajo obligan al

uso de vestimentas especiales para minimizar los riesgos de lesiones y quemaduras20.

La necesidad de disminuir el número de operarios trabajando en los ambientes de alta temperatura es por tanto uno de los problemas fundamentales en fundición que abre espacio a las TIC.

Asimismo, las tareas de mantención de los equipos pueden ser llevadas a cabo de manera más rápida y segura por herramientas automatizadas que en el caso de operadores humanos, lo que contribuye tanto a la seguridad como a la precisión de las tareas.

20

Por ejemplo, codelcoeduca.cl, en “Aspectos de seguridad en fundición” describe los siguientes peligros:

Lesiones

La industria de fundición y refinación, presenta mayor índice de lesiones que la mayoría de los otros sectores.

Entre las causas más recurrentes se encuentran: salpicaduras y derrames de metal fundido y escoria que provoca quemaduras, explosiones de gas por contacto de metal fundido con agua, colisiones con locomotoras y vagonetas en movimiento, grúas móviles y otros equipos móviles, caída de objetos pesados, caídas de altura (por ejemplo, al acceder a la cabina de una grúa) y lesiones por resbalar o tropezar con obstáculos en el suelo y las pasarelas.

Calor

Las enfermedades por estrés térmico, tales como el golpe de calor, constituyen un riesgo común debido, fundamentalmente a la radiación infrarroja procedente de los hornos y el metal en fusión. Esto constituye un problema de importancia cuando hay que realizar trabajos que exigen gran esfuerzo en ambientes muy calientes.

La prevención de las enfermedades producidas por el calor se puede realizar mediante pantallas de agua o cortinas de aire delante de los hornos, refrigeración puntual, cabinas cerradas y provistas de aire acondicionado, ropas protectoras contra el calor y trajes refrigerados por aire, que proporcionen tiempo suficiente para la aclimatación, pausas de descanso en zonas refrigeradas y un suministro adecuado de líquido para beber con frecuencia.



- 124 -

CONTROL DE PROCESO Y MEDIDA DE VARIABLES DEL PROCESO

Los procesos de fundición trabajan de manera eficiente en un rango estrecho de las variables de operación, que son principalmente la temperatura y el porcentaje de cobre en el eje o en el metal blanco.

El conocimiento de estas variables permite a los operadores reducir el rango de las variaciones de los procesos.

De acuerdo a los expertos, “En el proceso de fundición saber cuál es el punto óptimo de operación es uno de los requisitos básicos para lograr una producción eficiente. Para ello es necesario un operador de excelencia, así como también un exhaustivo control de las variables que afectan dicho proceso, como lo son la temperatura de la escoria, el porcentaje de Cu en el metal blanco y el de magnetita. Es en este marco que se hace imprescindible la correcta mirada del factor humano en el control de las variables, ya que su reacción oportuna hace la diferencia. Pero al igual que en todo proceso metalúrgico, los operadores se ven enfrentados a una serie de variables que impactan su desempeño, por lo que se hace de vital importancia reforzar su labor por medio de tecnología de punta, que permita mantener un control exhaustivo de las variables, convirtiéndose en una herramienta de apoyo para los operadores del Convertidor Teniente 2.”

EQUIPOS

La mantención de los equipos y en particular el monitoreo del estado de los refractarios aparece como un problema frecuente.

No obstante, se estima que la optimización de los procesos de recambio no es la variable de impacto más relevante (su impacto se estima entre 20 y 50 mil dólares anuales para una fundición de gran capacidad). La disponibilidad de los equipos para el proceso del mineral resulta una variable de mayor impacto económico.

Por consiguiente, cualquier desarrollo TIC deberá ser eficaz en ésa métrica

ÁNODOS

El enfriamiento no uniforme de los ánodos introduce tensiones mecánicas que producen el pandeo en electrorefinación, provocando corto-circuitos entre cátodo y ánodo. Si bien éste es un problema que atañe a la refinería, en un modelo de optimización “de la mina al metal” resulta de importancia el mitigar este problema.



- 125 -


Robotización.

Existen ya desarrollos de programación brazos robotizados para realizar faenas de limpieza y

mantención de hornos21. Se estima que esta tendencia deberá incrementarse en los próximos años.

Los costos de los equipos robóticos son altos, por lo que probablemente la investigación y desarrollo en Chile en los próximos años estará liderada por empresas cuya competencia central es la programación de los robots y no su manufactura.

Se estima que existe aún espacio para la investigación en:

o algoritmos de control, o estrategias de desplazamiento, o modelamiento dinámico, o sensores de fuerza, de torque, de proximidad, capaces de funcionar a temperaturas

superiores a los 200 ºC.

Control de Procesos

De acuerdo a la Gerencia Corporativa de Tecnologías de la Información, Telecomunicaciones y Automatización, “Caso de éxito, Fundición Codelco Norte”, la aplicación de un sistema de Control Avanzado para el Convertidor Teniente de Codelco Norte ha mostrado beneficios en los siguientes ámbitos:

o Aumentar la vida útil de los ladrillos refractarios del Convertidor Teniente en hasta

un 50%.

o Aumento de los períodos sin intervención humana de hasta 48 horas.

o Operación con desviaciones estándares considerablemente menores a las que se obtienen operando sin el Control Avanzado.

Sensores

Para la medida de las variables de operación se emplean actualmente de manera preferente pirómetros ópticos, cámaras de termografía infrarroja y Fluorescencia X

No obstante, las medidas de temperatura mediante pirómetro solamente observan la superficie del metal.

Las cámaras infrarrojas que observan el exterior de un horno o convertidor son imprecisas y resultan de una utilidad principalmente cualitativa.

21 Ver por ejemplo www.mirs.cl

http://www.mirs.cl/



- 126 -


I. Optimizar la recuperación del cobre manteniendo un desempeño ambiental impecable. II. Reducir el número de trabajadores y las horas que éstos deben permanecer en el ambiente

cercano a los hornos. III. Aumentar la disponibilidad de los equipos. IV. Mantener las variables de operación en los rangos óptimos.

13.5 Hoja de Ruta

I. Robótica: Las tareas en el ambiente cercano a los hornos deben ser traspasadas desde los operadores humanos a soluciones robóticas.


Reducción de probabilidad de accidentes y mantención permanente de los equipos.

II. Sensores . Se requiere avanzar en sensores que entreguen medidas cuantitativas del estado al interior de los hornos.


o Toma de decisiones óptimas respecto del control de la operación. o Aumento de tiempo de vida de los refractarios. o Aumento de tiempo de disponibilidad de los equipos

III. Sistemas de Control para apoyo a la operación de equipos.

Capacidad de controlar las variables de operación en un rango de desviación mínimo.


o Toma de decisiones óptimas respecto del control de la operación. o Aumento de la recuperación de cobre o Aumento de tiempo de vida de los refractarios. o Aumento de tiempo de disponibilidad de los equipos



- 127 -


Requerimiento

Problema o desafío

abordado

Component es del

mapa de Ruta

Impacto

FUND -R1

Robots para ejecutar tareas de operación y de mantención de equipos.

II, III. I Reducción de probabilidad de accidentes y mantención permanente de los equipos

FUND -R2

Sensores de temperatura para medida en el interior de los hornos.

I, II, IV. II Toma de decisiones óptimas respecto del control de la operación.

FUND -R3

Sistemas de control automático

I, II, III, IV. II, III Toma de decisiones óptimas respecto del control de la operación.



relacionado Plazo de desarrollo

FUND- TIC1

Programación de robots. FUND-R1 1 – 5 años

FUND - TIC2

Sensores de retroalimentación para robots, capaces de operar a temperaturas superiores a los 200 ºC.

FUND-R1 3 – 5 años

FUND - TIC3

Software de integración de la información de todo el proceso de fundición.

FUND-R1, FUND-R2, FUND-R3

1 – 5 años

FUND - TIC4

Sistemas de medida de espesor de refractarios

SUB -R3, SUB -R7

3 – 5 años

FUND - TIC5

Sistema de control de enfriamiento uniforme de los ánodos

SUB -R5, SUB -R7

1 – 5 años



- 128 -

13.8 Estimación de impacto de las TIC en Fundición 13.8.1 Hipótesis

a. Un mejor control y monitoreo de las variables de fundición inciden en un aumento de la disponibilidad de equipos (horas por año) para procesar el mineral.

b. Un mejor control y monitoreo de las variables de fundición inciden en una disminución de gasto en insumos y en particular en revestimientos refractarios de los hornos.

c. La robotización de las faenas aumenta la seguridad del personal de planta y homogeniza la calidad de los trabajos de mantención.


En la siguiente tabla se muestra el costo de fundición de concentrado, distribuido por proceso dentro de la planta. En este caso se tomó como referencia la distribución de costos de la Fundición de Chuquicamata y los costos totales del proceso extraídos de una muestra de empresas de la base de datos Brook Hunt 2005.

Tabla 13.8.1: Costos de Referencia Procesos Mineros

Proceso

% Costo

Costo Costo USD/tonCu USD/lb

Mina 15,96% 0,10 229,69

Conminución 38,97% 0,25 560,94

Flotación 7,67% 0,05 110,37

Fundición 35,20% 0,23 506,67

Refino Electrolítica 2,20% 0,01 31,67

TOTAL 100,00% 0,65 1.439,33 Fuente: Brook Hunt 2005

Tabla 13.8.2: Costos de Referencia Proceso de Fundición

Fundición

% Costo

Costo USD/tonCu

Preparación carga y mantenimiento 8,2% 42 Fusión flash 20,8% 105 Convertidor Teniente 22,7% 115 Convertidor CPS 9,3% 47 Refino anódico y moldeo 21,2% 108 Limp. Escorias 0,2% 1 Mantención 12,0% 61 Planta de ácidos 5,6% 28

100,0% 507 Fuente: Brook Hunt 2005



- 129 -


De acuerdo a los antecedentes recopilados, se funden alrededor del 60% de las toneladas de Cobre fino producidas en Chile a través del Convertidores Teniente (CT) y 40% en Horno Flash. Cabe destacar que la Tecnología CT fue creada en Chile y hasta el año 2005 había 7 de estos hornos en Chile y 6 en el resto del mundo (Perú, México y Zambia).

Otras Tecnologías de Fusión utilizadas en el mundo se muestran en el siguiente gráfico.

Figura 13.8.1: Tecnologías de Fusión distribuidas por tonelaje de concentrado procesado.

Reverbero

13%

Mitsubishi

4%

Reverbero-

CPS

6%

Noranda-

CPS

2%

Alto Horno

8%

Contop

2%

Horno

Eléctrico

4%

Isa Smelt

4%

CT

4%

Flash-Mitsubishi

2%

Flash

39%

Horno

Eléctrico

4%

Reverbero-CT

8%

Las fundiciones en Chile producen entre 75.000 y 500.000 toneladas por año de cobre fino.

TABLA 13.8.3 Fundiciones en Chile

Fundición Capacidad Producción toneladas/año Cu fino toneladas/año concentrado

ALTONORTE (NORANDA) 400.000 160.000 PAIPOTE (ENAMI) 300.000 75.000 VENTANAS (ENAMI) 400.000 110.000 CHUQUICAMATA (CODELCO) 1.620.000 500.000 POTRERILLOS (CODELCO) 520.000 170.000 CALETONES (CODELCO) 1.250.000 380.000 CHAGRES (DISPUTADA DE LAS 480.000 144.000

CONDES)



- 130 -

El principal factor que afecta la eficiencia de estos hornos es el tiempo que deben quedar fuera de operación por reparaciones y cambio de ladrillos refractarios. La instalación de refractarios en un Convertidor Teniente ocupa 18 días al año.

La disponibilidad de los hornos y convertidores se estima entre un 85% y un 95%.


Se estima que los costos de los insumos son menos relevantes que la disponibilidad.


Este impacto no es posible cuantificarlo en el estado actual del arte.





La eficiencia de las tecnologías de fusión no es menor al 90%, lo que da poco espacio a mejoras.

La disponibilidad de los hornos y convertidores se estima entre un 85% y un 95%.

El espacio de mejoramiento está el aumento de la disponibilidad de los hornos.

Una fundición con capacidad de 100.000 toneladas por año, produce unas 304 toneladas por día. A un precio de 2 dólares por libra y un costo de producción de 1 dólar por libra, cada día de detención significa una pérdida neta de más de 500.000 dólares.




- 131 -

Nº

Mto

n C

u

Se estima que el espacio de ahorro de insumos, en una refinería como Chuquicamata es del orden de los 100.000 dólares por año.


Este impacto no es posible cuantificarlo en el estado actual del arte.


Se ha tomado como base el número de las principales fundiciones del mundo consideradas por AME y que se muestran en Anexo.

Figura 13.8.2: Distribución del número de fundiciones en el mundo por región y tonelaje de

cobre procesado.

20

Nº Minas 18

Tonelaje 16

14

12

10

8

6

4

2

0

Africa Asia Europa Norte Oceania Sud

8.000

7.000

6.000

5.000

4.000

3.000

2.000

1.000

-

America América

De acuerdo a lo que muestra la gráfica se puede observar que las regiones que presentan mayor cantidad de clientes potenciales son Asia, Sud América y Europa.



- 132 -

14 LIXIVIACIÓN EN PILAS Y EXTRACCIÓN POR SOLVENTE

14.1 Caracterización del subsector lixiviación y extracción por solvente

Mientras que el cobre que se extrae en forma de sulfuro se procesa por flotación y fundición, los minerales de cobre oxidados se procesan mediante una etapa de lixiviación en pilas y luego una etapa de extracción por solvente. El proceso termina por la electro-obtención, que es detallada en otro capítulo de este estudio.

Lixiviación en pilas

El material extraído de la mina se somete a un proceso de chancado para reducir su tamaño a partículas del orden de una pulgada. Este material se agrupa en pilas que tienen una altura de unos 6 a 8 metros.

Sobre la pila se instala un sistema de cañerías de riego por goteo y aspersores que aplican una solución de agua con ácido sulfúrico a la superficie de la pila. Esta solución baja por la fuerza de gravedad.

En su paso por la pila, la solución va disolviendo el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre.

En la base de las pilas se instala una membrana impermeable que cuenta con tuberías ranuradas para recoger la solución ácida que ha recorrido el mineral desde arriba. La solución de sulfato de cobre va siendo recogida durante el proceso.

El proceso de lixiviación se mantiene por unos 45 a 60 días. Finalizado este tiempo el material restante es llevado a botaderos.

La solución de sulfato de cobre contiene hasta 9 gramos de cobre por litro. Se somete a un proceso de limpieza para eliminar las partículas sólidas y luego es llevada al proceso de extracción por solventes.

Extracción por solvente (SX)

La extracción por solvente lleva la concentración del de sulfato de cobre desde unos 9 gramos de cobre por litro a 45 gramos de cobre por litro.

En este proceso la solución de cobre se mezcla con parafina y resina orgánica. Esta última captura los iones de cobre selectivamente.

La resina con cobre se trata a su vez con una solución rica en ácido para llevar el cobre desde la resina hacia la solución.

Luego se envía a la planta de electro-obtención.



- 133 -


Los costos de procesamiento de los óxidos de cobre por lixiviación y extracción por solvente son significativamente más bajos – unos 10 a 20 centavos de dólares por libra de cobre - que los costos del proceso de sulfuros de cobre

Por esto, junto con el hecho de que las reservas de cobre en forma de óxido son minoritarias en relación a los sulfuros, la optimización de este proceso no aparece como prioritaria en las agendas estratégicas de las empresas mineras.

Las agendas de investigación y desarrollo ponen el acento en cambios radicales tales como el avance a la lixiviación in situ o el desarrollo de procesos distintos al riego con ácido sulfúrico (por ejemplo con ácido nítrico).

En la situación actual, los requerimientos se refieren a asegurar la estabilidad de la operación y aumentar el control sobre el proceso.

La construcción de las pilas de lixiviación necesita de terrenos con bajas pendientes, menores al 10%. La pila debe tener estabilidad estructural (evitar el derrumbe de la pila) y considerar en su construcción tanto la base impermeabilizante como la red de cañerías, riego por goteo y aspersores.

En lo que respecta a su composición, el material de la pila debe ser compactado de manera de lograr una permeabilidad suficiente para que la solución ácida libere el mineral de las partículas y percole de manera adecuada.

En la extracción por solvente, se necesita controlar las variables de operación para asegurar un uso eficiente de los solventes y maximizar la transferencia de cobre a la solución.


14.3.1 En lixiviación

Las soluciones TIC pueden tener un espacio en dos momentos:

a) En la construcción de la pila, apoyando el diseño - Verificación de horizontalidad del terreno - Verificación de la estabilidad estructural de la pila - Layout de cañerías y aspersores - Evaluación del grado de compactación del mineral.

b) En la operación de la pila:

- Tomografía de la pila - Monitoreo de estabilidad de la pila (riesgo de derrumbes) - Monitoreo de la homogeneidad del proceso - Monitoreo del grado de recuperación de cobre. - Control de los flujos de solución y de la evaporación para mantener el balance de

líquidos. - Control de impermeabilidad de las láminas (riesgo de contaminación del subsuelo).



- 134 -

14.3.2 En extracción por solvente

Control de las variables de operación: o Medición de caudales de orgánico-acuoso. o PH. o Sólidos en suspensión. o Concentración de Cu-Fe-Acido libre en acuoso. o Medición de borras. o Temperatura. o Agitación.

14.4 Problemas y desafíos Los desafíos de los procesos de lixiviación y extracción por solvente se agrupan en:

I. Disminución de la variabilidad de los procesos. II. Disminución de pérdidas operacionales.

III. Mejorar la programación de la producción

14.5 Hoja de Ruta I. Mejor lixiviación en pilas de ripios aglomerados

II. Mejor caracterización y control de procesos de extracción por solventes


Requerimiento


Ruta

Impacto

LIX/SX- R1

Estabilidad de pilas I. o Disminución de pérdidas operacionales

LIX/SX - R2 LIX/SX - R3

Permeabilidad de pilas Control de la lixiviación

I o Aumento de recuperación de cobre. o Disminución de pérdidas operacionales

I o Aumento de recuperación de cobre.

LIX/SX - R4

Monitoreo de riesgos de derrumbes de pilas y de contaminación

I o Disminución de pérdidas operacionales

LIX/SX - R5

Control de variables de proceso de extracción por solventes

II o Aumento de recuperación de cobre. o Disminución de pérdidas operacionales



- 135 -



nado


LIX/SX - TIC1

Modelos matemáticos de pilas, sistemas e instrumentos para construcción de pilas

LIX/SX-R1, LIX/SX-R2, LIX/SX-R3, LIX/SX-R4

Modelos integrados de estructura de pilas, compactación de material y layout de tubos o cañerías.

1 – 2 años.

LIX/SX - TIC2

Instrumentos para tomografía de la pila

LIX/SX -R3 Evaluar avance y homogeneidad de la solución ácida

1 – 5 años.

LIX/SX - TIC2

Instrumentos para monitoreo del grado de recuperación de cobre.

LIX/SX -R3 Evaluar concentración de cobre en solución durante el proceso mismo

1 – 5 años

LIX/SX - TIC4

Instrumentos para disminuir riesgo de derrumbes de la pila y riesgos de contaminación del subsuelo.

LIX/SX -R4 1 – 2 años

LIX/SX - TIC5

Instrumentos para medir sólidos en suspensión


LIX/SX - TIC6

Instrumentos para medir y controlar agitación en proceso de extracción por solventes




- 136 -

14.8 Estimación de impacto de las TIC en conminución 14.8.1 Hipótesis

a. .Un mejor control y monitoreo de las variables de lixiviación y de extracción por solvente inciden en una disminución de costos en insumos

b. Un mejor control y monitoreo de las variables de lixiviación inciden en un aumento de la recuperación de cobre desde el mineral.

c. Un mejor control y monitoreo de las variables de extracción por solvente inciden en una mayor recuperación de cobre desde el mineral.


a. Un mejor control y monitoreo de las variables de lixiviación y de extracción por solvente inciden en una disminución de costos en insumos

El proceso de extracción por solvente puede ser de dos tipos diferenciados por el tratamiento previo del mineral a lixiviar, Heap Leach; mineral sin tratamiento de conminución, y Dump Leach, material chancado grueso.

En la siguiente tabla se muestran algunos valores característicos de la operación de cada uno de estos procesos.

Tabla 14.8.1: Valores Característicos de Costos de proceso, promedio mundial.


Uno de los insumos críticos de este proceso es el ácido. Durante el 2005, las empresas mineras consumieron 6,1 millones de toneladas de ácido, usadas en un 68% en Heap Leach y un 28% en Dump Leach, y el resto en los tanques de SX.

Este proceso cuenta en el mundo con 5.550 operarios que trabajan en la molienda, traslado y operación de apilamiento, los cuales tiene una productividad de 14 toneladas/HH.

El gasto por energía corresponde a 0,24 USD/tonelada de cobre, lo que equivale a 3,2cUSD/lb de Cu. El gasto en potencia es de 4KWh/tonelada de mineral en el proceso de traslado y apilamiento, y 674 KWh/tonelada de mineral en el chancado.



- 137 -

TABLA 14.8.2 Coeficientes Unitarios de Consumo de Energía en LX / SX / EW (por tonelada de fino en el producto de cada etapa)

2004 2005 2006 2007 2008

Combustibles (MJ / TMF en cátodos SX-EW)

2.669,1 2.905,5 2.893,8 3.094,6 3.080,1

Energía Eléctrica (MJ / TMF en cátodos SX-EW)

10.429,0 10.082,3 10.128,7 10.479,6 10.702,3

Comisión Chilena del Cobre, Dirección de Estudios y Políticas Públicas, “CONSUMO DE ENERGÍA Y EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO DE LA MINERÍA DEL COBRE DE CHILE”.

Año 2008, DE/07/09

El equipamiento utilizado en este proceso es el requerido para el traslado de las soluciones de ácido como sistemas de cañerías y bombas. Estos equipos, por las condiciones de trabajo extremas, tienen una vida útil disminuida y constituyen un ítem de costo de 4,5 cUSD/libra de Cu o 0,34 USD/tonelada de mineral.

En las siguientes tablas se muestra la distribución de costos de algunas de las minas más relevantes que procesan mineral bajo estas condiciones de operación.

Tabla 14.8.3: Valores Característicos de Costos de proceso, por mina (USD/t mineral) Lixiviación

Crush, Convey & Leach Process Costs $/t ore

Mine Name Process Rate kt/d

ore

Productivity t/man-hour

Labour Energy Acid Stores Services Total

Ray 303 1230 0.02 0.03 0.12 0.02 0.01 0.19 Tyrone 260 766 0.04 0.06 0.08 0.02 0.00 0.20 Radomiro Tomic

160 61 0.38 0.15 0.27 0.55 0.30 1.64

Chino 137 932 0.03 0.06 0.11 0.05 0.04 0.30 El Abra 116 45 0.49 0.38 1.21 0.34 0.21 2.62 La Caridad 0 85 627 0.01 0.07 0.01 0.01 0.01 0.10 Los Bronces 81 321 0.05 0.37 0.15 0.07 0.06 0.71 Morenci 70 22 1.51 1.61 0.46 0.60 0.30 4.49 Chuqui Sulphide leach

69 220 0.12 0.03 0.08 0.08 0.07 0.37

El Teniente 68 1371 0.02 0.01 0.01 0.01 0.02 0.06 Cananea 51 151 0.06 0.44 0.07 0.09 0.05 0.71 Bagdad 50 659 0.05 0.05 0.11 0.04 0.01 0.24 Zaldivar 49 37 0.43 0.49 0.62 0.64 0.91 3.09 Silver Bell 47 945 0.03 0.03 0.14 0.12 0.07 0.39 Escondida 46 21 0.99 0.47 1.58 0.64 0.69 4.37 Cerro Verde 40 43 0.24 0.28 0.62 0.85 0.30 2.29 Arithmetic Average

49 206 0.58 0.61 1.42 0.95 0.72 4.28

Average wt by ore leached

507 0.30 0.24 0.49 0.34 0.24 1.62

Ave. wt by paid Cu (c/lb)

4.0 3.2 6.6 4.6 3.3 21.7

Fuente: BROOK HUNT, Mining & metal industry consultants COPPER COSTS MINES AND PROJECTS, edicion 2007



- 138 -

Tabla 14.8.4: Valores Característicos de Costos de proceso lixiviación, por mina (cUSD/lb Cu)

Crush, Convey & Leach Process Costs c/lb Cu Mine Name

Process Rate

kt/d ore

Productivity t/man-hour

Labour Energy Acid Stores Services Total

Morenci 362.9 676 4.8 5.1 1.5 1.9 1.0 14.3 Radomiro Tomic

288.8 665 3.5 1.3 2.4 5.0 2.8 15.1

El Abra 210.6 493 4.4 3.4 11.0 3.0 1.9 23.8 Escondida 143.9 393 5.3 2.5 8.4 3.4 3.7 23.3 Zaldivar 123.3 569 2.8 3.2 4.1 4.2 6.0 20.3 El Tesoro 98.1 319 3.8 0.7 7.8 3.5 1.6 17.3 Chuqui' Mina Sur/Ripio

94.8 258 10.0 1.0 5.5 8.5 11.7 36.8

Cerro Verde I

92.5 596 1.7 2.0 4.5 6.1 2.2 16.5

Cerro Colorado

90.0 288 6.4 2.2 8.8 7.2 3.9 28.5

Quebrada Blanca

80.3 384 3.7 4.1 4.8 9.1 6.8 28.5

Lomas Bayas

63.1 336 5.3 2.7 8.9 1.8 1.3 20.1

Manto Verde

62.0 660 1.9 1.6 13.9 2.6 1.3 21.4

Collahuasi 60.7 447 3.5 1.1 13.5 4.1 3.6 25.8 Cananea 56.4 1016 0.9 6.5 1.0 1.3 0.7 10.5 Bwana M'Kubwa

49.5 532 1.0 1.0 10.2 5.9 3.9 22.2

Chino 49.1 2013 1.5 3.0 5.1 2.3 1.9 13.7 Mantos Blancos Leach

47.5 651 1.6 2.2 6.6 9.5 11.3 31.1

Michilla (Lince)

46.4 370 3.1 1.5 16.8 10.1 5.8 37.3

Arithmetic Average

60.7 576.0 3.9 3.7 8.8 6.1 3.9 26.5

Average wt by paid Cu

578.1 4.0 3.2 6.6 4.6 3.3 21.7




- 139 -

Tabla 14.8.5: Valores Característicos de Costos de proceso Extracción por solventes- electroobtención,

por mina (cUSD/lb Cu)

SxEw Unit Process Costs c/lb Mine Name Production

Cu kt/a Productivity

lb/man Labour Energy Acid Stores Services Total

Morenci 362.9 788 4.1 5.1 0.1 3.0 2.0 14.4 Radomiro Tomic 288.8 579 4.0 4.3 0.0 3.3 2.0 13.6 El Abra 210.6 424 5.2 4.4 0.8 3.0 2.4 15.8 Escondida 143.9 983 2.1 5.2 0.0 4.0 1.8 13.2 Zaldivar 123.3 618 2.6 3.5 0.4 2.8 1.6 10.9 El Tesoro 98.1 631 1.9 3.6 1.1 5.0 3.1 14.7 Chuqui' Mina Sur/Ripio

94.8 464 5.5 4.5 0.3 4.5 2.2 17.1

Cerro Verde I 92.5 823 1.2 5.2 0.3 3.7 0.5 10.9 Cerro Colorado 90.0 392 4.7 4.7 0.0 4.6 1.4 15.4 Quebrada Blanca

80.3 496 2.9 8.3 0.2 1.3 1.7 14.4

Lomas Bayas 63.1 671 2.7 3.8 0.4 1.8 0.8 9.4 Manto Verde 62.0 699 1.8 5.2 0.0 1.3 1.0 9.3 Collahuasi 60.7 428 3.7 4.0 0.0 3.9 2.3 13.9 Cananea 56.4 656 1.5 7.3 0.0 6.6 2.5 17.9 Bwana M'Kubwa 49.5 444 1.2 3.9 0.9 5.3 4.4 15.9 Chino 49.1 1198 2.5 9.5 0.3 2.5 2.0 16.8 Mantos Blancos Leach

47.5 570 1.8 5.6 0.3 0.6 0.4 8.8

Michilla (Lince) 46.4 370 3.1 4.3 0.0 5.3 5.0 17.8 Arithmetic Average

60.7 559 4.0 5.6 0.4 3.7 2.1 15.8

Average wt by Paid Cu

633 3.4 5.2 0.3 3.5 2.0 14.4



El porcentaje de recuperación que se obtiene de este proceso se encuentra en un rango muy variable dependiendo de las características del mineral. Se sitúa entre un

60%-90%.


La eficiencia del proceso de extracción por solventes se sitúa entre 80% y 94%.



- 140 -




a. Un mejor control y monitoreo de las variables de lixiviación y de extracción por solvente inciden en una disminución de costos en insumos

Los promedios mundiales que agrupan el gasto de insumos en lixiviación, extracción por solventes y electro-obtención indican que éstos están en segunda importancia detrás de la energía.

Si se considera el promedio de 60.000 toneladas de cobre fino producido por una planta de lixiviación – extracción por solvente, los costos de los insumos superan los 5 millones de dólares anuales.

Tabla 14.8.6: Distribución Porcentual de los Costos Proceso

Electro-obtención

SxEw

Costo Costo USD/tonCu

% Costo USD/lb

RRHH 0,02 51,30 14%

Energía 0,06 121,66 35%

Insumos y Ácido 0,04 93,85 27%

Servicios y otros 0,03 55,62 16%

G&A 0,01 25,17 7%

Total Costo SX-EW 0,16 347,60 100% Fuente: Brook Hunt 2005


Proceso vía Electro-obtención

Proceso

% Costo


Mina 48,67% 0,26 569,53

Chancado-Aglomerado-Lix 21,63% 0,12 253,13

SxEw 29,70% 0,16 347,60

TOTAL 100,00% 0,53 1.170,26 Fuente: Brook Hunt 2005



- 141 -


Como se menciona más arriba, el porcentaje de recuperación de cobre se encuentra en un rango muy variable dependiendo de las características del mineral. Se sitúa entre un 60%-90%.

Los esfuerzos de desarrollo se orientan a encontrar nuevos procesos que involucran las áreas de metalurgia, química, mecánica. Los especialistas TIC se encuentran frente a un campo de realidades muy variadas tanto desde el punto de vista de las características de los minerales como de los insumos y procesos.


Dado que la eficiencia del proceso de extracción por solventes se sitúa entre 80% y 94%, el espacio para nuevas soluciones es del orden del 5%, que significa para una planta en el promedio mundial - 60.000 toneladas de cobre fino – al precio de 2 dólares la libra de cobre, existiría un espacio de incremento en ventas de unos 10 millones de dólares por año.


Chile producirá más de 6 millones de toneladas de cobre fino en el mediano plazo, de los cuales el 40% se realizará por el proceso de extracción por solventes. En la Tabla se estima el impacto económico para este proceso.




- 142 -

Nº

Mto

n C

u

Figura 14.8.2: Distribución del número de minas en el mundo de acuerdo a método de obtención de cobre.

Concentrado;

34

SX-EW ; 39

Refinería; 51


De acuerdo a los antecedentes de AME Mineral Economics-Copper, existen 39 minas que cuentan con un proceso de extracción por solventes para el cobre.

Para poder estimar la accesibilidad de las empresas chilenas a este mercado se considerará la distribución de estas minas en el mundo, como se muestra en la siguiente figura.

Figura 14.8.3: Distribución del número de plantas en el mundo por región y tonelaje de Cu

25

Nº Minas

Tonelaje 20

3.000 2.500

2.000

15

1.500

10

1.000

5

500

0

Africa Asia Norte

America

-

Oceania Sud

América




- 143 -

15 ELECTRO-REFINACIÓN Y ELECTRO-OBTENCIÓN

15.1 Caracterización del subsector electrorefinación y electro-obtención

La etapa final del proceso minero-metalúrgico de obtención de cobre de pureza igual o superior al 99,9% se lleva a cabo utilizando reacciones electroquímicas que se dividen en dos grandes procesos:

a. Electro-refinación, que opera haciendo migrar los átomos de cobre hacia un cátodo,

desde un ánodo de pureza de 99,6 %, obtenido por procesos pirometalúrgicos. b. Electro-obtención, que opera haciendo migrar los átomos de cobre hacia un cátodo,

desde una solución rica en cobre, obtenida por procesos de lixiviación y extracción por solventes.

La electro-refinación es adecuada para el metal que se extrae desde minerales de sulfuros de cobre, mientras que la electro-obtención se utiliza para minerales de óxidos de cobre.

Comúnmente, en los yacimientos predominan los óxidos de cobre en las capas más cercanas de la superficie mientras que los sulfuros se encuentran más abajo. La consecuencia práctica es que las nuevas explotaciones mineras procesan óxidos mientras que las explotaciones que llevan mayor tiempo de explotación procesan principalmente sulfuros.

Para las proyecciones del impacto de las tecnologías, este elemento resulta de importancia ya que si bien en el corto plazo pueden predominar los óxidos, en la medida que avanzan las explotaciones, los sulfuros devienen dominantes.

15.2 Problemas relevantes para las TIC

Los procesos de tanto de electro-refinación como de electro-obtención, enfrentan problemas que se agrupan en tres grandes categorías:

Necesidad de reducir el consumo de energía:

El consumo de energía depende en primer lugar de factores inherentes al proceso (potenciales electroquímicos, resistividad del electrolito) que en la actualidad es casi un orden de magnitud más importante en electro-obtención que en electro-refinación22.

Pueden ser importantes también las pérdidas que se generen en las barras de conducción así como los bajos factores de potencia principalmente de los viejos modelos de rectificadores, problemas que pertenecen al ámbito de la electrónica de potencia y de la electricidad.

Los factores que resultan más relevantes para las TIC en el estado actual de los procesos son dos:

22

En electrorefinación el consumo es del orden de 200 kWh por tonelada de cobre, mientras que en electro-obtención es del orden de 1.800 a 2.000 kWh por tonelada de cobre.



- 144 -

a. cortocircuitos entre ánodo y cátodo b. pérdidas por efecto Joule por malos contactos entre los electrodos y las barras de

conducción, generalmente por sulfatación de los contactos.

Aumento de productividad:

Para obtener la mayor cantidad de cobre por año sin tener que aumentar el número de celdas electrolíticas, existen soluciones a tres niveles:

a. En el corto plazo, mejorar los sistemas de gestión, de monitoreo, de control y de manipulación, sin intervenir en las variables de proceso.

b. Modificar las variables de proceso tales como densidad de corriente, temperatura del electrolito, aditivos.

c. Modificar de manera substancial el diseño de los procesos, incluyendo nuevos modelos de celdas de electro-refinación o electro-obtención, cambio de solución acuosa, etc.

Asegurar la calidad final de los cátodos:

La calidad del cátodo determina el precio final, ya que en la bolsa de metales, al precio de base se pude sumar un premio según el grado de calidad. Esta calidad depende de las variables de operación y de los elementos químicos “parásitos” que pueden introducirse en las celdas. En este nivel es también importante la trazabilidad de los cátodos.

15.3 Espacio para las soluciones TIC

Reducción del consumo de energía.

Como se ha mencionado, en la hipótesis de mantener constantes las actuales condiciones de los procesos, el espacio de oportunidades es posible a nivel de dos factores:

o disminuir las pérdidas por malos contactos barra – electrodo.

o minimizar la frecuencia de aparición y la duración de los corto circuitos.

Como criterio general, es necesario un monitoreo constante de las variables de operación eléctricas y en lo posible detectar los desbalances de voltaje en las barras de conducción. No obstante, las condiciones de trabajo en las refinerías son difíciles: las altas corrientes circulantes, aunque nominalmente son continuas, generan interferencia EMI y el ambiente favorece la sulfatación, mientras que los voltajes de celda son apenas del orden de 1 a 3 volts.

Las soluciones que parecieran funcionar satisfactoriamente hoy en día son la detección de cortocircuitos por métodos térmicos (imágenes infrarrojas) que alertan a los operarios.

No obstante, se estima hoy que no todas las refinerías cuentan con estos sistemas y que los tiempos de respuesta son de al menos 15 minutos.



- 145 -

En electro-refinación el origen de los corto circuitos se encuentra en primer lugar en las deformaciones mecánicas de los ánodos, producto de las tensiones que se originan durante la fundición y cuyos efectos son más importantes cuando la colocación de los electrodos en las celdas electrolíticas no consigue un paralelismo fino entre las superficies de ambos electrodos. En segundo lugar, los corto-circuito se producen por el crecimiento dendrítico del cobre desde al ánodo hacia el cátodo.

La disminución de ocurrencia de los corto circuitos puede lograrse en primer lugar con sistemas de alineamiento muy precisos, de manera que las superficies de los electrodos queden totalmente paralelas y en segundo lugar por el control preciso de aditivos en las celdas.

En la actualidad, existen soluciones que emplean brazos robóticos para la colocación de los electrodos en las celdas.

No obstante, se estima que existe espacio para el desarrollo de:

A. Sensores y sistemas de alineación de ánodos y cátodos en la etapa de carga de ánodos y

cátodos en las celdas de ER / EW. B. Detección de malos contactos barra - electrodo. C. Nuevos dispositivos que reduzcan el tiempo entre la ocurrencia del corto circuito y su

detección.

Aumento de productividad.

Soluciones sin intervenir en las variables de proceso.

Un primer espacio puede encontrarse en software de gestión del proceso que implica:

- Seguimiento y control de las etapas. - Información de rechazos. - Balance metalúrgico. - Estadísticas. - Trazabilidad de cátodos

La identificación de celdas con mayor tasa de rechazo o con periodos de tiempo con mayor gasto de corriente, resulta de importancia para la gestión de la producción y para la toma de acciones correctivas.

En algunas empresas, este control se lleva a cabo mediante planillas Excel.

Entre las variables que afectan la productividad, es importante la probabilidad de corrosión de los ánodos cuyo origen principal se encuentra en:

o En electro obtención, presencia de manganeso en el electrolito, elemento que se

deposita en el ánodo formando la llamada “cascarilla”.

o Corrosión de cátodos permanentes por presencia de ión cloruro, que produce pequeñas picaduras o “pitting”. Éstas producen un efecto de pegar la lámina de



- 146 -

cobre depositada en el cátodo permanente, haciendo difícil la separación y pudiendo producir la fractura de las láminas.

o Generación de neblina ácida producto de la reacción de oxidación del agua en el

ánodo.

El espacio para el desarrollo de soluciones TIC se encuentra en:

o Software de gestión de electro-refinación y de electro-obtención desarrollado a medida.

o Sensores y sistemas de alarma para detectar concentración peligrosa de manganeso.

o Sensores y sistemas de alarma para detectar concentración peligrosa de cloro.

o Sensores y sistemas de dosificación de aditivos (cola y tiourea), para que éstos estén presentes en las celdas no solamente en la concentración correcta sino también que esa concentración esté uniformemente distribuida en las celdas.

En lo que respecta a la neblina ácida, las soluciones en uso consisten generalmente en recubrir la superficie de la celda con elementos mecánicos o químicos para impedir la difusión de la neblina o bien en ventilación forzada para enviarla lejos de los operadores de planta.

La utilización de elementos tensoactivos al parecer ha sido una buena solución, pero en la opinión de algunos expertos, sería importante diseñar sistemas de regulación de la adición de éstos. No obstante, la información disponible hasta el momento en este estudio, no es suficiente como para identificar soluciones relacionadas con las TIC.

Soluciones interviniendo las variables de proceso.

Uno de los parámetros que ha sido objeto de un aumento en los últimos años es la densidad de corriente. Esto aumenta la probabilidad de producción de arsina, que tiene alta peligrosidad. Uno de los desafíos señalados consiste en sistemas de detección temprana de la producción de arsina, alarmas y acciones de control.

Mediano plazo.

Existe una actividad importante respecto del diseño de nuevos tipos de celdas de electrorefinación y de nuevos procesos. Sin embargo, no es posible en el estado actual identificar de manera fundamentada los espacios nuevos para las TIC. No obstante, la modelación matemática y el control de los nuevos proceso seguramente serán oportunidades en el mediano plazo, para lo cual el camino recomendable es el trabajo de investigación pre-competitiva en alianza con los expertos en electroquímica.

Calidad de Cátodos

La calidad de los cátodos está determinada por:

a. La pureza química del depósito (99.99% de Cu) y con concentraciones de impurezas

inferiores a límites pre-establecidos.



- 147 -

b. La estructura y morfología de las láminas: depósito uniforme y liso, ausencia de grietas, porosidad, dendritas, nódulos.

Uno de los problemas identificados es el arrastre de orgánico desde el proceso de extracción por solvente que produce el “quemado” de cátodos.

Otros problemas ya mencionados anteriormente son el pitting y la incorrecta dosificación de aditivos.

Las soluciones TIC están en las líneas de:

o Métodos automatizados de control de calidad e inspección óptica de las láminas

cosechadas.

o Manipulación automatizada de las acciones de cosecha, incluido el despegue de láminas en el caso de la utilización de cátodos permanentes.

o Sistemas de trazabilidad.



- 148 -


Oportunidades

TIC

Ánodos

Celda

Cátodos iniciales o permanentes

Inspección. Colocación de ánodos y cátodos en celda

Composición y geometría

Alineamiento (paralelo preciso)

Contacto eléctrico con barras de conducción

Proceso

- Corriente continua - Aditivos - Solución

Control de densidad de corriente

Fin del proceso

Inspección

Despegue y lavado

Control de calidad

Control de aditivos

Control de corto circuitos

Determinación precisa del grado del cátodo

Salida - Carguío

- Despacho

Automatización de la Manipulación



- 149 -


Los problemas generales comunes a electro-refinación y electro-obtención son:

I. Necesidad de reducir el consumo de energía: el consumo de energía depende de factores inherentes al proceso (potenciales electroquímicos) que en la actualidad es casi un orden de magnitud más importante en electro-obtención que en electro-refinación23, y por factores de tipo eléctrico como son la resistividad del electrolito, las pérdidas por efecto Joule, por malos contactos electrodo – barras de conducción y por cortocircuitos.

II. Aumento de productividad: se trata de obtener la mayor cantidad de cobre por año sin tener que aumentar el número de celdas electrolíticas.

III. Mantener la calidad de los cátodos: la calidad del cátodo determina el precio final, ya que en la bolsa de metales, al precio de base se pude sumar un premio según el grado de calidad. (Ver tabla de premios en dólares para cátodos de grado A-)

IV. Automatizar las faenas: el ambiente de planta es altamente corrosivo. Se requiere una mejora permanente de las condiciones de trabajo

V. Problemas ambientales de alta peligrosidad: probabilidad de producción de arsina, niebla ácida.

VI. A futuro, disponibilidad de agua limpia.

15.5 Mapa de Ruta

I. Automatización de faenas. II. Disminuir costos energéticos.

III. Aumento de productividad IV. Aseguramiento de calidad de cátodos V. Seguridad ambiental

VI. Diseño de nuevas celdas y puesta a punto de nuevos procesos.

23

En electrorefinación el consumo es del orden de 200 kWh por tonelada de cobre, mientras que en electro-obtención es del orden de 1.800 a 2.000 kWh por tonelada de cobre.



- 150 -





Ruta


ER- R1

Maquinaria automática para manipulación.

I, II, III, IV I, II, III, IV Aumento de la seguridad del trabajo – disminución de accidentes con consecuencias para trabajadores.

Mayor precisión que e traduce en disminución de cortocircuitos y geometrías uniformes.

Disminución de rechazos. ER- R2

Nuevos sensores. I, II, III, IV, V I, II, III, IV, V Disminución de corto circuitos. Disminución de peligrosidad de

faenas: Alarma oportuna en caso producción de arsina o niebla ácida,

Aumento de vida útil de celdas, ánodos permanentes: Detección oportuna de plomo, cloro o manganeso

ER- R3

Modelos expertos. I, II, III, IV, VI II, III, IV, V Aumento de productividad mediante control de todas las variables del proceso.

Aumento de calidad. ER- R4

Trazabilidad III IV Detección oportuna de problemas e identificación del origen de éstos.

ER- R5

Nuevos diseños de celdas

I, II, III, IV, V, VI

V Aumento de productividad. Aumento de calidad



- 151 -




ER- TIC1

Sensores y sistemas de alineación de ánodos y cátodos en la etapa de carga de ánodos y cátodos en las celdas de ER / EW.

ER-R1 Dispositivos resistentes a corrosión (ácido sulfúrico) y a campos magnéticos intensos.

1 – 5 años

ER- TIC2

Sensores y sistemas de dosificación de aditivos.

ER-R2 Dispositivos resistentes a corrosión (ácido sulfúrico) y a campos magnéticos intensos. Mejoramiento de los modelos de procesos.

1 – 5 años

ER- TIC3

Sensores y alarmas de arsina.

ER-R2 Dispositivos resistentes a corrosión (ácido sulfúrico) y a campos magnéticos intensos.

1 – 5 años

ER- TIC4

Plataformas de automatización

ER-R1 Mejora continua de las plataformas existentes.

1 – 5 años

ER- TIC5

Sistemas de medición de variables y de control para nuevos tipos de celdas electrolíticas

ER-R5 Necesidad de trabajo conjunto con investigadores electroquímicos.

5 – 10 años.



- 152 -

15.8 Estimación de impacto de las TIC en Refinación Electrolítica y Electro- obtención

15.8.1 Hipótesis

a. Las TIC tienen un espacio de impacto en ER / EO en la reducción de consumo de energía eléctrica del proceso

b. Las TIC tienen un espacio de impacto en ER / EO en el aumento de productividad, que se traduce en mayor cantidad de cobre procesado por año sin necesidad de aumentar las instalaciones.

c. Las TIC tienen un espacio de impacto en ER / EO en la mantención de la calidad de los cátodos, que se traduce en un mayor valor de venta en el mercado.


En la siguiente tabla se muestra la distribución de los costos de los procesos mineros. Se toman como referencia los costos de operación del procesamiento de cobre de las empresas que componen la base de datos Brook Hunt 2005.


Proceso vía Electrorefinación

Proceso

% Costo Costo Costo USD/ton USD/lb (*)

Mina 16% 0,10 229,69 Conminución 39% 0,25 560,94

Flotación 8% 0,05 110,37 Fundición 35% 0,23 506,67

Refinería Electrolítica 2% 0,01 31,67 TOTAL 100% 0,65 1.439,33


Tabla 15.8.2: Distribución Porcentual de los Costos del

Proceso Electrorefinación

Refinación Electrolítica

Costo Costo % Costo USD/lb (*) USD/ton

RRHH 0,06 4,75 15%

Energía 0,03 8,55 27%

Insumos y Acido 0,11 11,08 35%


G&A 0,09 2,22 7%

Total Costo 0,173 31,7 100% Fuente: Brook Hunt 2005



- 153 -


Proceso vía Electro-obtención (Incluye extracción por solventes)

Proceso

% Costo


Mina 28% 0,10 229,69

Chancado-Aglomerado-Lix 30% 0,12 253,13

SxEw 42% 0,16 347,60

TOTAL 100% 0,38 830,41 Fuente: Brook Hunt 2005

Tabla 15.8.4: Distribución Porcentual de los Costos

Proceso Electro-obtención (Incluye extracción por solventes)

SxEw

Costo Costo USD/tonCu

% Costo USD/lb

RRHH 0,02 48,66 14%

Energía 0,06 121,66 35%

Insumos y Ácido 0,04 93,85 27%


G&A 0,01 24,33 7%

Total Costo SX-EW 0,16 347,6 100% Fuente: Brook Hunt 2005


o Las láminas de cátodos y ánodos tienen una superficie del orden del metro cuadrado (entre 80 a 100 cm de ancho y entre 90 a 110 cm de alto)

o Se utilizan densidades de corriente entre 200 y 400 A/m2 o El consumo de energía eléctrica es:

En Electro-Refinación: 250 kWh/Ton En Electro-Obtención: 2.000 kWh/Ton

o El tiempo típico entre la producción del corto circuito y su remediación es de 10 a 15 minutos en refinerías equipadas de sistema detección rápida, un día para quienes usan métodos artesanales.

o Los contactos barra – electrodo tienen una caída de voltaje ideal de 0,005 volts, de 0,1 Volt o más en caso de sulfatación.

o El voltaje de celda está entre 2 y 3.5 volts. o En refinerías tradicionales, un 10% de los cátodos son devueltos por defectos graves. En

refinerías con sistemas de control el rechazo desciende a 4% e incluso a 2%.



- 154 -

Tabla 15.8.5: Coeficientes Unitarios de Consumo de energía Combustibles (por tonelada de fino)

2004 2005 2006 2007 2008

Refinería (MJ / TMF en cátodos ER)

1.475,2 1.751,7 1.603,7 1.504,0 1.195,1

LX / SX / EW (MJ / TMF en cátodos SX- EW)

2.669,1 2.905,5 2.893,8 3.094,6 3.080,1

Energía Eléctrica (por tonelada de fino)

2004 2005 2006 2007 2008

Refinería (MJ / TMF en cátodos ER)

1.276,8 1.269,9 1.233,4 1.221,2 1.285,1

LX / SX / EW (MJ / TMF en cátodos SX- EW)

10.429,0 10.082,3 10.128,7 10.479,6 10.702,3

Comisión Chilena del Cobre, Dirección de Estudios y Políticas Públicas, “CONSUMO DE ENERGÍA Y EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO DE LA MINERÍA DEL COBRE DE CHILE”. Año 2008, DE/07/09

Se debe tener en cuenta que el proceso de refinación de cobre, en el caso de la electro- refinación, no necesariamente se realiza en el mismo lugar en que se ha extraído el mineral. Sólo el 42% del concentrado de cobre es llevado a cobre fino en la misma compañía, es decir, más del 50% del concentrado es vendido y procesado en plantas diferentes a la de origen. Por esta razón el tratamiento de los costos de electro-refinación y fundición son precios de mercado, a diferencia de los costos de electro-obtención que sí forma parte de cada compañía.


Para un diseño dado, los factores que inciden en la productividad son principalmente los tiempos que demoran las tareas de colocación de ánodos y de cátodos iniciales en las celdas al comienzo del proceso y luego el retiro de los cátodos al final del proceso. Cuando se usan cátodos permanentes, hay que agregar el tiempo de despegue del cátodo de cobre de la lámina inicial de acero.

Por otra parte, como se ha señalado anteriormente, factores como el aumento de densidad de corriente e incluso el diseño de nuevos tipos de celdas de electrorefinación son parte de los factores que inciden de manera significativa en la productividad.

El tiempo de permanencia en cada celda es típicamente de 8 días en electrorefinación y entre 4 y 7 días en electro-obtención de cobre.

La densidad de corriente es típicamente de 200 A/m2. El aumento de densidad puede llevarla por sobre los 300 A/m2.




- 155 -

Cuando los cátodos alcanzan una calidad superior a la estándar, se venden con un “premio” por sobre el valor base, según la siguiente tabla:

Tabla 15.8.6. Premio Cátodos grado A US$/ton AÑO EUROPA COREA/TAIWAN CHINA 1996 30 45 - 1997 30 40 - 1998 30 40 - 1999 38 40 - 2000 38 43 - 2001 43 48 60-64 2002 38 40 50-51 2003 40 43 53-54 2004 60 65 - 70 88

Fuente: Codelco





En electrorefinación, las eficiencias de corriente efectivas se encuentran entre 95 y 98%.

El costo de los cortocircuitos depende del grado de instrumentación de cada planta.

En una planta tradicional, se pueden producir más de 1.000 cortocircuitos por día de una duración promedio de una hora.

En una planta como la de Chuquicamata que cuenta con sistemas de detección rápida de cortocircuitos y de sistemas eficientes de alineación cátodo-ánodo, los corto circuitos se producen en promedio 200 por día y duran en promedio 10 minutos.

El costo de un corto circuito por minuto en electrorefinación es igual a 4/60*(precio kWh).



- 156 -

Con un precio aproximado de 10US$ por kilowatt, una refinería carente de sistemas puede tener pérdidas del orden de los 3 millones de dólares por año mientras que una refinería moderna puede tener pérdidas del orden de los 100.000 dólares por año.

Por otra parte, los malos contactos tienen costos por minuto de 0,1*300/1000*(precio kWh).

Un 10% de malos contactos en una celda de 49 cátodos puede significar una pérdida de 2.000 dólares por día.

.

Tabla 15.8.7. Numero de celdas por minas

(incluye electrorefinación y electro- obtención)

Mina Total celdas Potrerillos 2000 El salvador 280 Chuquicamata 6200 en 3 refinerías. Cerro Colorado 480 Collahuasi 240 Quebrada blanca 380 Mantos blancos 280 Michilla 240 Lomas Bayas 260 Ray-roc 180 Tocopilla 28 Mantos de la luna 160 El Abra 680 Spence 320 El tesoro 240 Gaby 320 actual 600 proyectadas Zaldivar 480 La escondida 680 actual 1200 proyectadas.

Fuente: Constructora Saens, proveedor servicios mineros, hormigones poliméricos y revestimientos.


De acuerdo a la información pública, el cambio tecnológico en la refinería de Chuquicamata permite incrementar la producción de cobre fino de 710.000 a 855.000 toneladas, gracias a dos factores:

- El aumento de la densidad de corriente de operación en la refinería desde los 245 A/m2 a

320 A/m2 - El aumento de 49 a 55 cátodos por celda.

Esto significa un aumento del 20% de la producción gracias a la automatización e instrumentación.



- 157 -


Para refinerías cuyos cátodos estén por debajo de la calidad premiada, un sobreprecio de 60 dólares por tonelada significa, para una producción promedio de 60.000 toneladas por año, un incremento de ingresos de 3.600.000 dólares.


Chile producirá más de 6 millones de toneladas de cobre fino en el mediano plazo, de los cuales más del 60% será a través del proceso de electro-refinación y el 40% por electro- obtención.

Figura 15.8.1. Proyección de Producción de Cobre en Chile



- 158 -

Nº

Mto

n C

u

Figura 15.8.2: Distribución del número de minas en el mundo de acuerdo a método de obtención de cobre.

Concentrado;

34

SX-EW ; 39

Refinería; 51


De acuerdo a los antecedentes de AME Mineral Economics-Copper, existen 51 minas en el mundo que cuentan con un proceso de electrorefinación electrolítica de ánodos de cobre y 39 que cuentan con un proceso de electro-obtención del mineral lixiviado.

Figura 15.8.3: Distribución del número de refinerías en el mundo por región y tonelaje de Cu

35

Nº Minas

30 Tonelaje

25

20

15

10

5

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0


America

0

Oceania Sud

América




- 159 -

16 MINERALES DE BAJA LEY - BIOLIXIVIACIÓN

16.1 Caracterización del subsector minerales de baja ley

Existen alternativas para el tratamiento de minerales de baja ley, pero en este estudio se ha optado por focalizar el análisis en la biolixiviación, dado que en esta área existe un avance prometedor de la tecnología posibilitando la identificación de oportunidades para las TIC.

Los minerales de baja ley son aquellos cuyo contenido de cobre está por debajo de la ley de corte (0,3% para un precio del cobre por sobre los 2,5 dólares por libra), por lo cual no es económicamente rentable procesarlos mediante los métodos convencionales. En esta situación están tanto aquellos depósitos minerales inexplotados como aquel material que por su bajo contenido de cobre ha sido derivado desde la mina a los botaderos o se encuentra en relaves.

La lixiviación bacteriana o biolixiviación, consiste en utilizar bacterias para extraer el cobre desde las rocas. La puesta a punto de los procesos comprende la identificación de las bacterias “candidatas” para el trabajo, los estudios funcionales, la determinación de los rangos de operación (masa bacteriana, temperatura, aireación, pH) y el diseño de los reactores, equipos de procesos y de control. Luego, las pruebas piloto permiten determinar el porcentaje de recuperación de cobre y el tiempo que demora el proceso, datos con los cuales es posible la evaluación económica.

Actualmente un 5% del cobre que se produce en Chile se obtiene a través de la biolixiviación, pero con el desarrollo de nuevos procesos se estima que, solamente a nivel de Codelco, se podrían producir 100 mil toneladas de cobre en 2010 mediante procesos de biolixiviación, explotando recursos que serían muy costosos de explotar por otros procesos.

En efecto, actualmente la biolixiviación se utiliza para beneficiar minerales secundarios de cobre de baja ley. El desafío es recuperar cobre desde la calcopirita, que es un sulfuro primario y que constituye aproximadamente el 80% de los recursos de cobre.

La factibilidad económica de la biolixiviación es altamente dependiente de la velocidad en que se lixivia el cobre, dado que este parámetro determina los costos de operación así como los tamaños de los reactores y por ende el volumen de las inversiones.

De acuerdo a la información pública, los nuevos procesos que se han desarrollado en los últimos años pueden reducir los tiempos de proceso desde meses, como es el caso actualmente, a unas pocas semanas.

El control de los procesos plantea desafíos particulares, distintos de los controles utilizados en los procesos convencionales de la minería. El trabajo con organismos vivientes requiere de un alto grado de control de las variables, ya que las desviaciones de los valores óptimos pueden significar descensos drásticos en la rentabilidad del proceso. Asimismo, el inicio del ciclo que consiste en activar los microorganismos requiere inducir perturbaciones externas controladas.

Durante el proceso, los microorganismos pueden requerir del suministro de nutrientes, como nitrógeno, fósforo y potasio.



- 160 -

Etapa Problemas y

desafíos

Oportunidades

TIC

preparación del

mineral

Modelos de caracterización del proceso

biolixiviación

Minimizar tiempo de proceso

Medición de variables y

recuperación

Maximizar porcentaje de recuperación

control del proceso.

Caracterización de masa bacteriana

Las tecnologías de recuperación de cobre mediante bacterias que hoy están en operación, de acuerdo a los expertos ofrecen la capacidad de recuperar entre el 75 y 95% del cobre contenido en minerales de baja ley, en períodos de recuperación entre 6 y 12 meses. Sin embargo, en la práctica se reportan recuperaciones de cobre entre 30 a 40% en tiempos de dos a tres años si las variables de operación no están en los rangos correctos.

La investigación que hoy se desarrolla, tiene como metas:

a. Minimizar tiempo de proceso. b. Maximizar el porcentaje de recuperación de cobre desde los minerales.

El tiempo necesario para que la biolixiviación alcance el porcentaje de recuperación deseada, incide económicamente en el tamaño de los equipos y en los costos de operación.



- 161 -

Al tratarse de un trabajo de microorganismos, los procesos plantean problemas adicionales a los procesos químico – metalúrgicos convencionales:

a. La eficiencia del proceso decae drásticamente cuando los valores de las variables del

proceso se apartan del óptimo. b. Existe una interrelación entre las distintas variables que es más crítica que en los procesos

sin organismos vivos: pequeños cambios de una variable pueden afectar significativamente otra variable.

c. La actividad de los organismos puede ser completamente inhibida por ejemplo si la temperatura decae o crece fuera de los rangos, o si la concentración de un tipo de ión sobrepasa el rango permitido.

d. Las bacterias deben ser inoculadas en la pila o reactor. e. Los microorganismos deben ser activados al inicio del ciclo.

16.2 Espacio para las soluciones TIC

Métodos matemáticos e informáticos en biología

En el estado actual del arte, este espacio está siendo llenado por instituciones académicas en alianzas internacionales y con presupuestos importantes.

Se estima que el desarrollo de TIC a este nivel, en el proceso “del laboratorio al mercado” tiene el peso principal en la investigación académica, con una demanda explícita por parte de las empresas de biotecnología.

Medición de variables in situ

Para una funcionamiento óptimo, las variables de proceso deben mantenerse en rangos de valores muy precisos.

Se requiere de medidas al interior de la pila o del reactor, de:

o temperatura o pH o Eh o flujo de aire, de CO2 o oxígeno disuelto o concentración de iones.

Si bien hoy existen en el mercado sensores disponibles para estas variables, existe espacio para el desarrollo de:

- sensores de variables con principios de transducción y con empaquetamiento

adecuados para ser colocados al interior del medio, que requieran mínima mantención y que su tasa de fallo sea mínima.

- sensores en redes, de manera que las medidas puedan dar cuentas de las

heterogeneidades del medio



- 162 -

- software de recolección y de despliegue visual de los datos.

Control de variables de proceso

Asimismo, los sistemas de control de proceso deben ser diseñados de manera de asegurar la estabilidad del proceso dentro de rangos estrechos, considerando las interrelaciones entre las distintas variables y que los tiempos de respuesta a las perturbaciones pueden ser lentos.

Caracterización en tiempo real de la masa bacteriana

Uno de los parámetros importantes es el conocimiento de la concentración de la masa bacteriana.

Hoy en día los sistemas de caracterización de la masa bacteriana no trabajan en tiempo real.

Disminuir los tiempos de caracterización, de estimación de la masa bacteriana, utilizando modelos matemáticos, medidas on line, es un espacio abierto.

16.3 Problemas y desafíos Los procesos de biolixiviación presentan dos grandes desafíos:

1. Minimizar tiempo de proceso. 2. Maximizar el porcentaje de recuperación de cobre desde los minerales

Estos desafíos están siendo enfrentados desde dos áreas de la tecnología:

o La I+D que se orienta a la investigación genética incluyendo la adaptación de las bacterias a distintos medios

o La I+D que se orienta al desarrollo y diseño de procesos, actividad que incluye el manejo de las variables como control de temperatura, de pH, diseño de sistemas de aireación y de inoculación.

16.4 Mapa de Ruta

I. Herramientas teóricas para identificar y caracterizar las bacterias y condiciones más adecuadas para las exigencias de los procesos de biolixiviación

II. Desarrollar procesos para tratar concentrados y validar en plantas piloto III. Desarrollar y validar procesos para tratar minerales de granulometría ROM. IV. Desarrollar y validar procesos de biolixiviación “in situ”.



- 163 -





Ruta


BIO- R1

Métodos matemáticos e informáticos en biología

I, II I Modelamiento matemático de los procesos

Óptimo diseño de procesos. Reducción del tiempo y de la

incertidumbre en la puesta punto de los procesos

BIO- R2

Medición y control de variables in situ

I y II. I, II, III y IV. Mantención del proceso en los rangos óptimos de rentabilidad.

BIO- R3

Caracterización en tiempo real de la masa bacteriana

I y II. II, III y IV Mantención del proceso en los rangos óptimos de rentabilidad.




BIO- TIC1

Modelos de proceso y software de simulación

BIO-R1, BIO- R2 y BIO-R3

Desarrollos de alta complejidad en los cuales ya existen grupos de trabajo establecidos.

5 – 10 años

BIO- TIC2

Software de despliegue tridimensional de variables distribuidas.

BIO-R2 y BIO- R3

Capacidad de visualización y de entrega de información para los procesos de control

5 – 10 años

BIO- TIC3

Instrumentos distribuidos de medición de temperatura

BIO-R2 y BIO- R3

Instrumentos con capacidad de medir variables y transmitir la información on line para hacia el software de despliegue de datos.

5 – 10 años

BIO- TIC4

Instrumentos distribuidos de medición de oxígeno disuelto

BIO-R2 y BIO- R3


3 – 10 años

BIO- TIC5

Instrumentos distribuidos de medición de pH

BIO-R2 y vR3 Instrumentos con capacidad de medir variables y transmitir la información on line para hacia el software de despliegue de datos.

3 – 10 años

BIO- TIC6

Sistemas de control de variables: flujo de aire, temperatura, pH, nutrientes

BIO-R2 y BIO- R3

Sistemas integrados de control de variables en grandes volúmenes con fases sólidas, líquidas y gaseosas..

3 – 10 años



- 164 -

BIO- TIC7

Sensores y modelos para recuento celular

BIO-R1, BIO- R2 y BIO-R3

Monitoreo de cantidad de poblaciones bacterianas monitoreo de actividad de poblaciones bacterianas

5 – 10 años

BIO- TIC8


BIO-R2, BIO- R3.

Espacio abierto a innovaciones disruptivas y adaptaciones.

5 – 10 años

16.7 Estimación de impacto de las TIC en tratamiento de minerales de baja ley por

biolixiviación

16.7.1 Hipótesis

a. En el estado actual del desarrollo de las tecnologías, el impacto de la biolixiviación debe estimarse como las toneladas de cobre que pueden ser recuperadas desde los minerales de baja ley. En este contexto, las TIC deben ser consideradas como tecnologías habilitantes cuyo impacto no es separable de los desarrollos del área de la biotecnología.


El estado de desarrollo de las tecnologías y de los modelos matemáticos de operación están aún en desarrollo y no se dispone de cifras empíricas contundentes para estimar el impacto de las TIC.

Sin embargo, a modo de ejemplo, se menciona que microorganismos “crecen de manera óptima a 20 – 25 °C y se sabe que su actividad deca e prácticamente un 50% por cada 7 °C de

caída de la temperatura”24.

Por consiguiente, la estimación del impacto solamente puede llevarse a cabo caso a caso, según las características de cada bacteria y de cada proceso.

16.8 Espacio de mejoramiento



24 Tomás Vargas, Nuevas tendencias y enfoques tecnológicos en los procesos de lixiviacion bacteriana de minerales de cobre, Centro de Hidrometalurgia/Electrometalurgia, Departamentos de Ingeniería Química/Ingeniería de Minas, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile.



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a. En el estado actual del desarrollo de las tecnologías, el impacto de la biolixiviación debe estimarse como las toneladas de cobre que pueden ser recuperadas desde los minerales de baja ley. En este contexto, las TIC deben ser consideradas como tecnologías habilitantes cuyo impacto no es separable de los desarrollos del área de la biotecnología.

En lo que respecta al impacto macroeconómico, Codelco estima que “podríamos rescatar 130 millones de toneladas adicionales que, con tecnologías como la biolixiviación, estarían disponibles para nosotros”, según Pedro Morales25, .

De esta forma, se realizará una valorización considerando qué significa como beneficio producir 100.000 ton/año de Cobre fino.

Tabla 16.8.1: Estimación de Beneficios

del Proceso de Biolixiviación Producción 100.000 ton/año Precio del Cu 2 USD/lb Precio del Cu 4400 USD/ton Beneficios 50% Beneficios 220 MMUSD/año

25

Web de Codelco, “Sala de Prensa”, 23-05-2007 “Codelco logró cosechar su primer cátodo biolixiviado en División Andina”



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17 CIERRE DE MINAS

17.1 Caracterización del subsector cierre de minas

El cierre de faenas mineras tiene como objetivo dejar el terreno en que se realizó la explotación y tratamiento de minerales, de manera de mitigar los impactos potenciales del proyecto en el medio ambiente y en el entorno social

Típicamente, comprende:

1. Cierre de accesos 2. Estabilización física 3. Estabilización Química (Cubierta de agua para prevenir generación de drenaje ácido) 4. Restablecimiento del uso del suelo (Revegetación)

Sin embargo, la legislación en Chile aún no ha sido promulgada, por lo que los problemas asociados a las tareas de cierre no están definidas de manera precisa.


De acuerdo a las opiniones recogidas de los expertos, esta etapa puede ofrecer oportunidades para las tecnologías de la información sobre todo para los encargados de la fiscalización del cumplimiento de las normativas de cierre.

Las oportunidades están en la línea de tecnologías anteriormente descritas:

o adquisición de imágenes de percepción remota para planificar el cierre.

o adquisición de imágenes de percepción remota para el organismo fiscalizador

o las TIC que se utilizan en ingeniería estructural

o las TIC que se utilizan en impacto ambiental

17.3 Estimación de impacto de las TIC

17.3.1 Hipótesis

a. Las TIC pueden contribuir a la buena planificación y a la correcta implementación de las obras de cierre de faenas, que se traduce en optimizar las obras de cierre y minimiza la probabilidad de pago de multas.

b. Las TIC pueden contribuir a facilitar la fiscalización por parte de los organismos públicos, lo que se traduce en bajos costos de fiscalización.



- 167 -


No habiendo a la fecha en Chile una legislación que fije los montos de las multas por no cumplimiento de las normativas de cierre de faenas ni existiendo datos acerca de los costos que tendría la fiscalización para los organismos públicos, una estimación cuantitativa es difícil.


Las oportunidades de las TIC en el cierre de faenas están en la línea de:

o adquisición de imágenes de percepción remota para planificar el cierre.

o adquisición de imágenes de percepción remota para el organismo fiscalizador

o las TIC que se utilizan en ingeniería estructural

o las TIC que se utilizan en impacto ambiental

En otras palabras, es posible emplear TIC desarrolladas para otros subsectores de la minería con una adaptación de baja complejidad.



- 168 -

18 Mediana y Pequeña Minería

18.1 Caracterización

En la clasificación de mediana y pequeña minería en Chile se agrupan empresas y personas de características totalmente heterogéneas.

Según la definición del Instituto de Ingenieros en Minas de Chile, la Mediana Minería es el sector que explota entre 300 y 8.000 toneladas de mineral al día, es decir entre 100 mil y 3 millones toneladas al año.

Considerando una faena típica de la minería del cobre, esto significaría una producción entre 10.000 y 50.000 TMF por año de cobre fino.

La pequeña minería se define como aquellas explotaciones que producen menos de 300 toneladas de mineral al día.

Mediana Minería en Chile

Las empresas de este rango son productoras de concentrados y precipitados de cobre así como de concentrados de oro.

En Chile existen alrededor de treinta empresas que se clasifican en mediana minería.

Los capitales son mayoritariamente nacionales y en general son empresas familiares aunque en las más grandes de ellas la operación y administración están en manos de profesionales. Para la explotación poseen maquinarias y generan empleos en cantidades significativas para las localidades en que están instaladas. Según la Sonami la mediana minería genera más de 5.000 empleos directos.

En Chile, solamente tres empresas de este segmento tienen una producción en el rango de 31.000 a 50.000 TMF por año de cobre fino. Por otra parte, existen 12 empresas con una producción inferior a 10.000 TMF anuales.

De acuerdo a la Sonami, en este grupo se cuentan empresas con una moderna estructura tanto tecnológica como de gestión y administración, tales como Punta del Cobre, Las Cenizas, Punta Grande.

En 2007 este sector produjo 338.000 ton de cobre, cifra que representa el 6% de la producción

nacional26 y “en los últimos tres años este sector ha sobrepasado las 300.000 TMF del metal en promedio, con un valor de exportaciones superior a los US$2.100 millones anuales en el mismo periodo”.

Entre la producción de estas empresas destacan el concentrado de cobre, además de concentrados de oro, plomo y zinc, soluciones y sulfato de cobre.

26 Álvaro Merino, Gerente de Estudios de la Sociedad Nacional de Minería (Sonami)



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De acuerdo a la Sonami, los costos de producción del sector se ubican en un rango de entre 140 centavos de dólar por libra a 170 centavos de dólar por libra de cobre. Las alzas más importantes en los últimos años han sido los precios de los combustibles y de la energía.

Pequeña Minería en Chile

El pequeño minero se define como aquel que trabaja en instalaciones propias o ajenas con una capacidad de extracción de hasta 200 toneladas de mineral por día.

Dentro de la pequeña minería se distinguen dos segmentos: la pequeña minería (PM) y la pequeña minería artesanal (PMA), las que se dedican exclusivamente a la minería del cobre y del oro.

El minero artesanal o pirquinero se define como “un trabajador informal de escaso o ningún patrimonio, que opera con técnicas rudimentarias. Extrae únicamente minerales u obtiene como único producto oro libre o amalgamado. Trabaja en grupos generalmente familiares, que van desde uno hasta ocho personas y su producción media no supera 1 tonelada por día por persona”.

En la pequeña minería se emplean tres procesos para beneficiar el mineral de cobre u oro:

o flotación o lixiviación o amalgamación.

La lixiviación tradicional se realiza en bateas o estanques utilizando una solución de ácido sulfúrico en el caso del cobre y cianuro en el caso del oro (cianuración).

El oro puede también extraerse mediante amalgamación con mercurio.

En la actividad de la pequeña minería se distingue entre “minas” y “plantas”.

Mina. En la pequeña minería chilena “se explotan minas subterráneas, canteras o minas a cielo abierto, lavaderos y desmontes. Las minas subterráneas constituyen la principal forma de explotación y alcanzan el 92% del total de faenas y el 95% de la producción. El 76% de las faenas se dedica a la extracción de cobre y abarca un porcentaje similar del total de la producción. Las minas de oro son en general de menor tamaño y alcanzan el 11% del mineral extraído. La PM está casi totalmente representada por mineros con capacidades de producción muy pequeñas. El 98% extrae hasta 25 Ton por día y este grupo alcanza el 62% del total de la producción. Más aún, el 86% está en el rango entre 0 y 5 Ton por día y el 51% entre 0 y 0.5 Ton”.27

Planta. La mayoría de las plantas procesa oro y alcanza el 42% del total de la capacidad instalada. El 37.5% benefician cobre. Un 27% de las plantas opera únicamente con flotación, un 28%

27

Fuente: Consejo Nacional de Producción Limpia, Diagnóstico Sectorial Sector Pequeña Minería, Santiago, junio de

2005



- 170 -

adicional combina este proceso con el de amalgamación de oro. De los procesos de flotación se obtiene cobre y oro, como producto y subproducto y parte importante de las faenas están comprendidas en el rango de 0 a 50 Ton por día. En los últimos años, se han venido incorporando pequeñas plantas de lixiviación en pilas para tratar minerales oxidados. En su mayoría se trata de plantas con muy baja capacidad (hasta 50 Ton por día).

Dada su capacidad, la mayor parte de plantas tienen entre 1 y 10 trabajadores. Las plantas de mayor tamaño pueden alcanzar entre 30 y 40 personas por faena. 28.

La siguiente tabla muestra la cantidad de plantas y minas distribuidas por región

Región Plantas Minas Total I 3 27 30 II 11 191 202 III 99 641 740 IV 139 588 727 V 20 95 115 VI 1 55 56

RM 8 29 37 Total 281 626 1907

Fuente: Consejo Nacional de Producción Limpia, Diagnóstico Sectorial Sector Pequeña Minería, Santiago, junio de 2005

Nº de Trabajadores 1-6 7-10 11 y más Producción (ton/mes)

1-90 105-300 310-1500

Costo (US$/Ton) >37 18-37 <18

Nivel de equipamiento

Nada/Mínimo Propio/Arrendado Adecuado

Relación de propiedad

Sin Relación/intermediario

Arriendo/Propio Propio/Arrendado

Seguridad de la Faena

Insegura Insegura a segura Segura

Salarios de los Trabajadores

Menor al mínimo legal Mayor al Mínimo legal

Mayor a $70.000. -

Nº potencial de productores

3000 4400 2000

Minería Artesanal. Se estima que en la minería artesanal trabajan cerca de 2.800 pirquineros. Se trata de un grupo en situación de pobreza. Trabajan con métodos artesanales de muy baja productividad.

28

Idem



- 171 -

18.2 Oportunidades para las Tecnologías de la Información

Del resumen presentado anteriormente cabe destacar las grandes diferencias entre los segmentos que pertenecen a la pequeña y mediana minería, lo que ciertamente influye en la manera en que las tecnologías pueden contribuir a estos sectores.

En lo que respecta a la mediana minería, se aplican las soluciones de tecnologías desarrolladas para la gran minería, con las siguientes particularidades:

- Dado que se trata de explotaciones que, por tonelada de mineral son más intensivas en

mano de obra que las grandes empresas, no existe la urgencia por robótica, teleoperación, control automatizado de flotas de camiones. Los métodos y herramientas de gestión son más relevantes que el equipamiento sofisticado.

- La optimización de tronaduras para este segmento ha sido abordada por proyectos de I+D, pero queda espacio para avanzar hacia mejores soluciones.

- El proceso de exploración en sí mismo no presenta particularidades respecto de la gran minería, pero existe una demanda para acceder a información geológica pública en línea.

- Muchas de las necesidades tienen que ver con propiedad minera. - Uno de los temas de mayor relevancia es el desarrollo de mercado de capitales minero,

apoyado por herramientas de tecnologías de la información.

En lo que respecta a la pequeña minería, la situación es más compleja. El pequeño minero puede tener un ingreso mensual bruto del orden de los 2.000 a 5.000 dólares, mientras que el minero artesanal puede no superar el sueldo mínimo.

En este segmento la innovación requiere ser abordada en el espíritu de proyectos de interés público. No obstante, la transferencia de las tecnologías que se desarrollen así como la traducción de la I+D en productos comerciales son desafíos que en la actualidad aún deben ser mejorados.

Por otra parte, es altamente probable que los avances en minería in situ y en biolixiviación tengan un impacto en la manera de hacer minería en toda la mediana y pequeña minería.

La posibilidad de tratar minerales de baja ley con granulometría ROM (Run of Mine) significaría ahorros significativos al simplificar e incluso eliminar los procesos de conminución.



- 172 -

19 MAPA DE OPORTUNIDADES SEGÚN SUB-ÁREA TECNOLÓGICA

19.1 Automatización

Nº Oportunidad Condiciones Plazo de desarrollo

ECA- TIC5

Equipos de localización y automatización de transporte

Los fabricantes de camiones, como Caterpillar y Komatsu, están produciendo nuevos modelos con

grados de automatización cada vez más altos 29. La tendencia es que las empresas mineras adquieran el sistema completo a las empresas fabricantes de camiones.

1 - 5 años

ECA- TIC6

Monitoreo de posición y de estado de camiones

precisión de los instrumentos para localización de camiones especialmente donde los GPS no son operables..



o

1 5- años

SUB- TIC5

Sistemas de teleoperación de equipos, equipos de localización y automatización de transporte

o Mejorar la precisión de los instrumentos para localización de maquinaria y cargadores.

o Optimizar los algoritmos de desplazamiento o Mejorar los sistemas de reacción/detención

automática en caso de desvío respecto del comportamiento esperado

1 - 5 años

FLOT - TIC4

Control de procesos Avance en los sistemas expertos, manteniendo la decisión final en el operador humano.

1 – 2 años

FUND - TIC5

Sistema de control de enfriamiento uniforme de los ánodos

1 – 5 años

ER- TIC1

Sensores y sistemas de alineación de ánodos y cátodos en la etapa de carga de ánodos y cátodos en las celdas de ER / EW.

Dispositivos resistentes a corrosión (ácido sulfúrico) y a campos magnéticos intensos.

1 – 5 años.

ER- TIC4

Plataformas de automatización

Mejora continua de la plataforma existentes. 1 – 5 años.

EXP- TIC1

Desarrollos en Aviónica para aviones no-tripulados (UAV)

Optimizar autonomía (vuelo automático) respecto del operador y garantizar seguridad en caso de fallas de enlaces de comunicaciones. Optimizar sistemas de vuelo y de aterrizaje. Optimizar tiempo de vuelo junto con aumento de "carga de pago" (pay load).

1 5- años.

29 Ver por ejemplo en Revista Minería Chilena, "Camiones de la minería: Negocio de gigantes sobre ruedas"

http://www.mch.cl/revistas/index.php?id=517

http://www.mch.cl/revistas/index.php



- 173 -

19.2 Modelación Matemática


EXP- TIC8

Modelos de interpolación de datos y el modelamiento tridimensional de los nuevos yacimientos

Herramientas de software para procesar e interpretar datos adquiridos tanto remotamente como en sondajes, generando modelos 3D. En paralelo con I+D en geología, geoquímica, geofísica.

5 años

EXP- TIC10

Mejora continua de métodos sísmicos.

Espacio abierto para innovación en sensores y modelos de interpretación de datos.

10 años

ECA- TIC2

Desarrollo de modelos matemáticos de fractura


5 años

SUB- TIC1

Modelos de distribución tridimensional del mineral, de dureza de roca, de fractura, con mayor precisión.

o Capacidad de actualización permanente y automática.

o Visualización tridimensional agregando distintas capas de información

1 - 5 años

CONM- TIC1

Software para simulación de procesos de conminución.


1 – 2 años.

CONM- TIC5

Sistemas y modelos matemáticos de operación de molinos SAG

1 – 5 años

LIX/SX -TIC1

Modelos matemáticos de pilas, sistemas e instrumentos para construcción de pilas

Modelos integrados de estructura de pilas, compactación de material y layout de tubos o cañerías.

1 – 2 años.

BIO- TIC1

Modelos de proceso y software de simulación

Desarrollos de alta complejidad en los cuales ya existen grupos de trabajo establecidos.

5 – 10 años



- 174 -

19.3 Robótica


EXP- TIC9

Plataformas para prospección submarina.

Integración de plataformas de transporte y sensores. Desarrollos intensivos en robótica.

10 años

EXP- TIC5

Desarrollo de mini-robots teleguiados para caracterización de material de superficie.

Capacidad de teleoperación y autonomía en caso de pérdida de enlace de comunicaciones. Capacidad de transportar mini-instrumentación analítica. En paralelo con I+D en geoquímica y geofísica.

5- 10 años

FUND- TIC1

Programación de robots. 1 – 5 años.

19.4 Sensores e instrumentación


EXP- TIC3

Integración de diversos tipos de sensores en plataformas aerotransportadas

Integración eficiente de hardware, software de control de vuelo, GPS, comunicaciones, software de adquisición de datos, bajo la restricción de peso y volumen total del sistema compatible con aerotransportación en UAV.

5- 10 años

EXP- TIC4


Espacio abierto a innovaciones disruptivas y adaptaciones. Ejemplos, métodos electromagnéticos de baja frecuencia, LIBS portables.

5- 10 años

EXP- TIC6

Instrumentación de maquinaria de perforación para análisis durante taladramiento.

integración de sensores de mercado, por ejemplo acelerómetros, con capacidad de transmisión de datos en tiempo real. Análisis DPS en tiempo real.

1 5- años

EXP- TIC7

Nuevos sensores integrados en maquinaria de perforación y/o con capacidad de hacer análisis directo en perforaciones.


1 - 5 años

ECA- TIC3


Deseable integración con equipos en terreno, por ejemplo brocas. Alto grado de automatización de la captura de datos, envió en tiempo real de los datos, deseable software de recolección y despliegue inteligente de la información.

5 años

ECA- TIC4

Instrumentación "in situ" para selección de mineral / material estéril.

Indispensable integración con el proceso de carguío. Alto grado de automatización de la captura de datos, envió en tiempo real de los datos, deseable software de recolección y despliegue inteligente de la información.

5 años



- 175 -


SUB-TIC2 Sensores de dureza y de densidad capaces de operar "in situ" y capturar información en tiempo real

Instrumentación “in situ” con capacidad de envío automático de información a software de adquisición, tratamiento y visualización

1 - 5 años

SUB-TIC3 Instrumentación de maquinaria de perforación para análisis durante taladramiento Análisis DPS en tiempo real.

Deseable integración con equipos en terreno, por ejemplo brocas. Alto grado de automatización de la captura de datos, envió en tiempo real de los datos, deseable software de recolección y despliegue inteligente de la información. Integración de sensores de mercado, por ejemplo acelerómetros, con capacidad de transmisión de datos en tiempo real.

5 años

SUB-TIC6 Instrumentos y sistemas para monitoreo y registro de las operaciones en el nivel de producción

Verificar de manera segura que el plan de extracción se ejecuta de acuerdo a lo planificado.

1 - 5 años

SUB-TIC7 Sistemas de medición para predecir explosión de rocas (rock burst)

Sistemas capaces de monitorear el estado de la estructura, estimar probabilidad de explosión de rocas, informar en tiempo real a una centro de control así como en el lugar mismo de alta probabilidad de evento.

1-5 años

SUB-TIC8 Instrumentos y sistemas de localización precisa del personal al interior de la mina

Alta fiabilidad: los equipos deben ofrecer la seguridad de desempeñarse de manera correcta en condiciones de polvo, humedad, interferencia electromagnética.

1 - 5 años

SUB-TIC11 Sistemas de ventilación y monitoreo de flujos (calidad del aire) y material en suspensión. Circuitos de ventilación.

Eficiencia energética de la inyección de aire 1 - 5 años

CONM- TIC2

Sistemas y sensores para análisis reológico del material antes de la conminución.


1 – 5 años.

CONM- TIC3

Sistemas y sensores para análisis de dureza, de composición y de granulometría capaces de operar "in situ" y capturar información en tiempo real.


1 – 5 años



- 176 -

Nº Oportunidad Condiciones Plazo de

desarrollo CONM- TIC6

Sensores, análisis de señales, para monitoreo en tiempo real de molinos SAG.

1 – 5 años

FLOT - TIC1

Análisis rápido de distribución granulométrica y de composición.

Dispositivos con mayor precisión y velocidad que los actuales.

1 – 2 años.

CONM- TIC7

Monitoreo predicitivo ambiental

1 – 5 años

FLOT - TIC2

Medida en tiempo real de variables de proceso

Avance en sistemas de medida de densidad, de tamaño de burbujas de la espuma, velocidad de espuma, con mayor precisión, rapidez y menores requerimientos de calibración

1 – 5 años

FLOT - TIC5

Análisis rápido de composición del material de salida.

Retro-alimentación en línea para la sala de control de flotación.

1 – 5 años

FLOT – TIC6

Sistemas de monitoreo de relaves

Monitoreo de disposición y de estado de los relaves

1 – 5 años

FUND - TIC2

Sensores de limentación para robots,

ces de operar a eraturas superiores a los C.

3 – 5 años

FUND - TIC4

Sistemas de medida de espesor de refractarios

3 – 5 años

LIX/SX - TIC2

Instrumentos para tomografía de la pila

Evaluar avance y homogeneidad de la solución ácida

1 – 5 años.

LIX/SX - TIC2

Instrumentos para monitoreo del grado de recuperación de cobre.

Evaluar concentración de cobre en solución durante el proceso mismo

1 – 5 años

LIX/SX - TIC4

Instrumentos para disminuir riesgo de derrumbes de la pila y riesgos de contaminación del subsuelo.

1 – 2 años

LIX/SX - TIC5

Instrumentos para medir sólidos en suspensión

1 – 5 años

LIX/SX - TIC6

Instrumentos para medir y controlar agitación en proceso de extracción por solventes

1 – 5 años



- 177 -


ER-TIC2 Sensores y sistemas de dosificación de aditivos.

Dispositivos resistentes a corrosión (ácido sulfúrico) y a campos magnéticos intensos. Mejoramiento de los modelos de procesos.

1 – 5 años

ER-TIC3 Sensores y alarmas de arsina.

Dispositivos resistentes a corrosión (ácido sulfúrico) y a campos magnéticos intensos.

1 – 5 años

ER-TIC5 Sistemas de medición de variables y de control para nuevos tipos de celdas electrolíticas

Necesidad de trabajo conjunto con investigadores electroquímicos.

5- 10 años

BIO- TIC3

Instrumentos distribuidos de medición de temperatura


5 – 10 años

BIO- TIC4

Instrumentos distribuidos de medición de oxígeno disuelto


5 – 10 años

BIO- TIC5

Instrumentos distribuidos de medición de pH


3 – 10 años

BIO- TIC6

Sistemas de control de variables: flujo de aire, temperatura, pH, nutrientes

Sistemas integrados de control de variables en grandes volúmenes con fases sólidas, líquidas y gaseosas..

3 – 10 años

BIO- TIC7

Sensores y modelos para recuento celular

Monitoreo de cantidad de poblaciones bacterianas monitoreo de actividad de poblaciones bacterianas

5- 10 años

BIO- TIC8



5 – 10 años



- 178 -

19.5 Software


EXP- TIC2

Mejora continua de software de para tratamiento de imágenes de percepción remota.

Optimizar las aplicaciones de valor agregado que generan la información relevante desde imágenes satelitales y/o adquiridas por sensores aerotransportados. Gestión de información capturada por diversos tipos de sensores.

1 3- años

ECA- TIC1

Software y módulos de software para planificación minera

Integración armónica y estandarizada con todas las herramientas de gestión, bases de datos y los flujos de información de la empresa.

1 5- años

ECA- TIC7


Sistemas centralizados para determinar en tiempo real las posiciones de los camiones, determinar los requerimientos de transporte y asignar esperas-carga-desplazamientos de los camiones

1 5- años

SUB- TIC4

Instrumentación y software para seguimiento y visualización del flujo gravitacional

Automatización de la captura de datos y envió en tiempo real de los datos. Software de recolección y de visualización integrado con el modelo de mina.

5 años

SUB- TIC9

Sistemas de señalización adaptativos para direccionamiento de personas y equipos en situaciones de emergencia.


1 - 5 años

SUB- TIC10

Instrumental y software para inventario de daños en tiempo real.


1 - 5 años

CONM- TIC4

Sistemas de planificación de operaciones de mantención programada

Integración con RFID, gestión de repuestos, gestión de operación.

1 – 2 años

FLOT - TIC2

Sistema de software y comunicaciones para retro- alimentación a conminución

Automatización de la captura de datos, envió en tiempo real de los datos, software de recolección y despliegue inteligente de la información.

1 – 5 años.

FUND - TIC3

Software de integración de la información de todo el proceso de fundición.

1 – 5 años

BIO- TIC2

Software de despliegue tridimensional de variables distribuidas.

Capacidad de visualización y de entrega de información para los procesos de control

5 – 10 añosaños.



- 179 -

20 ANÁLISIS DE LOS PROBLEMAS DETECTADOS RESPECTO DE SU OFERTA

POTENCIAL EN CHILE

20.1 Nivel de apropiabilidad de las soluciones

En la situación actual existe una amplia oferta de software, sistemas, dispositivos, que responden de manera satisfactoria a los requerimientos de las empresas mineras.

Desde el punto de vista del grado de apropiabilidad de las soluciones TIC que adquieren las empresas mineras, la situación actual muestra una preponderancia de adquisiciones de productos de mercado en dónde la apropiabilidad por parte de actores locales no tiene espacio.

Las soluciones TIC, desde ese punto de vista, se distinguen en:

a. Dispositivos, equipos y software genéricos, infraestructura de comunicaciones.

Elementos generalmente importados, que se venden “off the shelf” con un margen de ganancia para el proveedor nacional o representante quien entrega garantía de post venta. Estos productos tienen la característica de estar probados y validados tecnológicamente. Las empresas que los producen poseen una imagen consolidada en el mercado. Las patentes y licencias pertenecen a las empresas que los producen.

b. Desarrollo de ingeniería para soluciones puntuales

Estos desarrollos pueden significar soluciones novedosas de alta creatividad, pero que resuelven problemas muy particulares, por lo cual no se configuran en productos, sistemas o servicios que tengan un mercado más allá del cliente individual. Por consiguiente, a pesar de su originalidad no cumplen con la definición estricta de innovación. No son apropiables por la empresa que desarrolla la ingeniería.

c. Venta de Sistemas y equipos con valor agregado

En este tipo de ventas se pueden clasificar los sistemas de control automático e instrumentación. Se trata de soluciones que se configuran empleando equipos y dispositivos generalmente importados, pero que requieren de un diseño conceptual del conjunto, necesitan la configuración de los elementos, tareas de programación, tareas de implantación, efectuar test, por lo cual el valor final incorpora conocimiento experto. En su configuración final son sistemas a medida y no son apropiables por la empresa que desarrolla la ingeniería.



- 180 -

d. Innovaciones de software

Se trata de paquetes o de módulos que cumplen funciones específicas para las empresas mineras y que se comercializan en todo el mercado. Mientras que en Estados Unidos existe la posibilidad de obtener patentes de software, en Chile y en la mayoría de los otros países de América Latina y de la CEE el software se protege mediante derechos de autor. Independientemente de ello, el desarrollo de un software de alta especialización tiene una apropiabilidad que no se limita a los derechos de propiedad intelectual.

Las competencias técnicas de la empresa desarrolladora, su conocimiento del cliente y su imagen corporativa son elementos enormemente significativos al momento de defender la posición en el mercado de un desarrollo.

e. Innovaciones de productos y sistemas.

Se trata de desarrollos tecnológicos originales y que tienen un mercado amplio. Como regla general, estos desarrollos tienen una alta probabilidad de obtener una patente de invención.

Sin embargo, el escenario para el desarrollo de soluciones de las características que han sido descritas en los capítulos anteriores, tiene hoy en día una variedad de opciones, no todas iguales respecto de las posibilidades de éxito.

La tendencia actual es a asignar una enorme importancia a las asociaciones entre empresas complementarias, instituciones académicas y empresas, así como a toda modalidad de redes formales e informales. En este contexto las condiciones de apropiabilidad demandan un tratamiento particular, especialmente cuando se trata de las transacciones entre los actores.

En efecto, cuando los actores involucrados en un desarrollo desde el laboratorio hasta el mercado son necesariamente distintos, tanto en sus capacidades como en sus intereses, la manera en que se acuerda la propiedad sobre las patentes, la confidencialidad o secreto industrial, las licencias y derechos, resultan un factor determinante en el éxito comercial del desarrollo.

Los escenarios deben definirse en primer lugar por los horizontes de tiempo de desarrollo y de montos involucrados.



- 181 -

Figura 20.1.1

largo plazo

universidades y centros de excelencia

grandes proyectos internacionales asociativos

Plazos

de I+D

empresas de base tecnológica individuales

corto plazo

Desarrollos

universitarios “demand driven”

transferencia de tecnología

bajos Montos de $$ para I+D y penetración de mercados altos

La tabla anterior solamente indica los espacios privilegiados para cada escenario, ya que los espacios para la innovación no obedecen a reglas inmutables.



- 182 -

En estos escenarios, la apropiabilidad tiene distintos enfoques:

1. Corto plazo, bajos montos

En esta categoría se encuentran varios de los actuales desafíos de las TIC y en especial aquellos que tienen que ver con software para tratamientos y despliegues particulares o con instrumentación para medida de variables “no convencionales” (como por ejemplo masa bacteriana en una pila de biolixiviación).

Son desarrollos que requieren de montos inferiores a los 3 millones de dólares y pueden tomar entre 6 meses y tres años.

La posibilidad de patentar el software es limitada. No es posible en Chile pero sí en Estados Unidos.

Cuando se trata de instrumentos o procedimientos la posibilidad de patentar debe ser analizada caso a caso.

Un caso que se encuentra cada vez con más frecuencia es el desarrollo de soluciones “demand driven” por parte de académicos y tesistas universitarios.

De acuerdo a algunos de los expertos entrevistados, se ha conseguido con éxito el desarrollo de productos, procesos y sistemas que han alcanzado el estado de prototipo y han sido validados en planta.

No obstante, la salida al mercado de estos desarrollos no se concreta por un fenómeno que será discutido más adelante y que consiste en la precariedad del sistema chileno en lo que respecta a la capacidad de empaquetamiento comercial y de marketing.

Una orientación más clara de los proyectos respecto de la apropiabilidad y de las condiciones en que ésta es transada en las etapas finales del proceso de I+D, posibilitaría la transferencia más fluida desde el laboratorio al mercado.

2. Largo plazo, bajos montos

En esta categoría se encuentran principalmente desafíos que tienen que ver con cambios radicales en los procesos mineros, pero que conlleva alta incertidumbre.

En las primeras etapas de I+D los costos son del orden de algunos millones de dólares mientras que llegar a resultados comerciales puede significar entre 5 y 20 años.

A modo de ejemplo se pueden citar los nuevos diseños de celdas de electrorefinación, los desarrollos de software de planificación y los modelos matemáticos en general, que tienen como factor común ser proyectos intensivos en conocimiento.

Estos proyectos tienen como actores privilegiados a las entidades académicas. No obstante, las etapas de penetración de mercado a menudo requieren de capacidades distintas a las del investigador de punta y que se encuentran típicamente en empresas con “brand”.



- 183 -

Nuevamente se plantea la necesidad de configurar la participación en la propiedad intelectual de manera que se asegure la penetración de los mercados y al mismo tiempo se conserven los incentivos para que los académicos se involucren en estos desarrollos.

Un caso particular es el de aquellos desarrollos de largo plazo cuyos productos finales no son estrictamente TIC, como en el caso de nuevas celdas de electrorefinación o de procesos de biolixiviación, pero cuyo escalamiento industrial requerirá necesariamente de software de modelamiento y simulación, de sistemas de control automático, de medición de variables de proceso.

Se abre en estos casos la posibilidad de complementar las capacidades de los investigadores con las de empresas TIC que estén dispuestas a realizar apuestas de largo plazo aprovechando la ventaja de avanzar junto con los investigadores y ser así “first movers” en el mercado.

3. Corto plazo, altos montos

Cuando las soluciones requieren de una inversión alta y los plazos son cortos, la transferencia de tecnología desde otros sectores y/o lugares geográficos es la opción frecuentemente más considerada.

La estrategia se basa en identificar soluciones que puedan ser adaptadas en un plazo corto desde otro sector (militar, espacial, construcciones civiles) a la minería y comúnmente se enfrentan los desarrollos en conjunto con la empresa que tiene la tecnología.

Existen ejemplos en Chile de adaptación de tecnologías de monitoreo estructural de puentes y túneles camineros al monitoreo estructural de túneles mineros, adaptación de brazos de robots, etc.

En estas situaciones, lo más probable es que exista propiedad intelectual de la empresa proveedora de tecnología. La generación de nuevas aplicaciones puede ser objeto de patentes relacionadas, pero se trata de un estudio caso a caso. La información sobre este tipo de desarrollos no es pública.



- 184 -

4. Largo plazo, altos montos

Se trata de proyectos que apuntan a cambios disruptivos en la forma de hacer minería.

Con alta probabilidad, se configuran en la práctica como carteras de proyectos interdependientes, que pueden ser ejecutados con la participación de distintas entidades finamente coordinadas.

En esta categoría se sitúan grandes desafíos como minería “in situ” y minas operadas remotamente. Iniciativas como la “conminución inteligente” del road map de AMIRA pertenecen a esta categoría.

La definición de la apropiabilidad es compleja especialmente cuando en la organización de la I+D se integran futuros clientes de los desarrollos (empresas mineras) que aportan financieramente. No existe una regla general y las participaciones en la propiedad intelectual así como las condiciones de exclusividad se definen caso a caso.

20.2 Prácticas de apropiabilidad de las empresas mineras chilenas.

Cuando los desarrollos son financiados en todo o en parte por empresas mineras demandantes, las prácticas de apropiabilidad en Chile exhiben diversos casos.

Hace algo más de una década, no existía interés de las empresas mineras mandantes por proteger los desarrollos para luego comercializarlos, pero al mismo tiempo podían conservar la propiedad intelectual sobre ellos impidiendo que los proveedores de tecnologías desarrollaran un negocio a partir de esos desarrollos.

En el caso de Codelco, esta empresa tiene hoy en día una política clara de generar y comercializar propiedad intelectual.

El problema de la apropiabilidad de los desarrollos no se limita entonces a la posibilidad o no de generar propiedad intelectual sino también a la posición estratégica que tenga una empresa que financia I+D en minería.

20.3 Caracterización de las soluciones TIC existentes en Chile

La demanda de soluciones TIC en Chile por parte de la minería es muy heterogénea en función del área tecnológica y de la criticidad respecto de los procesos.

Los análisis respecto de los proveedores de la minería en Chile, las cifras de ventas a la minería chilena por parte de las empresas de automatización y control, (informe de la AIE) y las cifras de venta de software y hardware indican que las empresas mineras son clientes de los sectores TIC de Chile, pero que su importancia es muy dispar según el sector. La AIE declara que un 18% de las ventas de sus asociados se realiza en el sector de la minería, mientras que la ACTI declara que solamente el 1.1% de las ventas de las empresas TI se realizan para el sector de la minería.

Las ventas de la AIE se refieren principalmente a instrumentación, sistema de control, automáticos y una parte de la infraestructura de comunicaciones de las mineras.



- 185 -

Las ventas de la ACTI se refieren software y hardware. En lo que respecta a nuevos desarrollos, existe una oferta local que ha ido progresivamente alcanzando mejores niveles de profesionalismo.

En la “Convocatoria de Proyectos para el Programa de Innovación del Cluster Minero” fueron aprobados 34 proyectos de innovación, de los cuales 8 tienen en sus objetivos desarrollos que se clasifican en las Tecnologías de la Información y Comunicaciones. De estos ocho, seis son de la línea de innovación empresarial.

Por su parte, Fondef ha cofinanciado proyectos con fuerte contenido de TIC cuyos resultados se dirigen a la minería. Esta institución cuenta con un Área de Minería que declara entre los tremas del sector el “desarrollo de nuevos productos tecnológicos (instrumentación, recuperación de metales de alto valor, robots industriales, otros)”.

No existe una evaluación objetiva e independiente ni de los beneficios económicos reales para los procesos ni de los éxitos comerciales internacionales que estos desarrollos podrían haber alcanzado.

Se observa en general que los desarrollos nacionales, si bien están casi en su totalidad definidos desde la demanda, se ejecutan con equipos humanos y presupuestos que son una fracción de los que se emplean en países como Australia, no obstante la realidad de las empresas con capacidades TIC posee rasgos comunes con la situación en Chile.

Un estudio realizado en Australia30 sobre las empresas oferentes de tecnologías de la información y comunicaciones (ICT) para las empresas mineras, entrega una caracterización de los proveedores de ICT que es aplicable, tanto en Chile como en el mundo, a casi la totalidad de proveedores de tecnología:

Los proveedores de TIC para la industria minera son típicamente mucho más pequeños en tamaño de empleados y en términos de ingresos que sus clientes y en general, se enfocan en nichos de mercado con uno, o un pequeño número de productos especializados en TIC.

La mayoría de los proveedores de TIC para el sector minero obtienen todos o la mayor parte de sus ingresos del sector minero y adaptan sus productos para clientes de otros sectores de la industria sólo se realiza de manera ad hoc o en base a oportunidades.

La moderada magnitud de los presupuestos de desarrollo en Chile influye especialmente en que los resultados adolecen de un empaquetamiento comercial incompleto y en que las estrategias de penetración de mercados con frecuencia son responsabilidad de los mismos desarrolladores.

Por parte de las empresas mineras, las opiniones de profesionales que pertenecen a éstas si bien no son unánimes, existe una tendencia a considerar que en general se trata de soluciones islas, generalmente en estado de prototipo y a menudo sin el soporte técnico requerido.

Un indicador que debe ser considerado es dónde y cómo las grandes empresas mineras están invirtiendo en I+D.

30

OVUM, "The Australian Mining and ICT Industries: productivity and growth" A Report to NOIE and DCITA, October 2003



- 186 -

Una modalidad es el ejemplo de la empresa australiana Rio Tinto que invierte en la creación de un centro de I+D en Australia en alianza con instituciones académicas australianas.

La empresa chilena Codelco, si bien mantiene programas de I+D con la Universidad de Chile y con la Universidad de Santiago, ha optado por la creación de empresas de base tecnológica con participación en su propiedad, en alianza con grandes empresas tecnológicas internacionales: Biosigma con Nippon Mining & Metals Co. Ltd, Micomo con Nippon Telegraph and Telephone Co. Ltd. (NTT), MIRS con las transnacionales Nippon Mining & Metals Co Ltd. y KUKA Roboter GmbH, Kairos con Honeywell.

“La Corporación ha desarrollado un esquema de asociatividad, a través de alianzas con empresas y organizaciones líderes en el mundo en desarrollo e investigación. El propósito de estas asociaciones es acelerar la generación de conocimiento e innovaciones y su incorporación

temprana en los procesos mineros, con la consiguiente agregación de valor al negocio."31

Estas alianzas no implican necesariamente cerrar el espacio a las capacidades nacionales. Cada una de estas nuevas empresas trabaja en forma permanente o por contratos con entidades chilenas.

Sin embargo, no es casual que para enfrentar los desafíos tecnológicos se recurra en Chile a capacidades externas que le aseguran a la empresa minera no solamente la capacidad tecnológica sino también las capacidades para la penetración de los mercados mundiales.

En resumen, las soluciones TIC existentes en Chile están lejos de llenar el espacio que existe para desarrollos en el sector de la minería. La debilidad debe buscarse en la insuficiencia histórica de recursos tanto financieros como humanos para las etapas de empaquetamiento y de internacionalización de las empresas chilenas.

20.4 Competencia externa.

Por lo anteriormente señalado, las empresas extranjeras tienen claras ventajas en el mercado nacional y para no pocas empresas chilenas su trabajo se basa en la importación y venta con valor agregado de soluciones desarrolladas externamente.

Si la competencia de empresas nacionales con empresas externas ya en el mercado nacional es desigual, la competencia en mercados internacionales está lejos de ser aún considerada, al menos en el campo de las soluciones TIC para la minería.

No obstante, la manera en que se está estructurando el sector de las TIC a nivel mundial y en especial el espacio que se abre para el outsourcing indica que las empresas nacionales pueden encontrar nuevas estrategias para posicionarse en el mundo de hoy, así como la adquisición por parte de empresas multinacionales.

Más adelante se ejemplifica esta estrategia con un caso en Chile

31

Codelco, Memoria 2007



- 187 -

20.5 Barreras de entrada en el sector minero para las soluciones TIC y para una oferta TIC nacional.

a. Insumos tecnológicos

Las empresas chilenas tienen acceso fluido a los insumos de mercado que requieren para sus desarrollos, pero su acceso a las tecnologías de vanguardia es menos frecuente.

Por ejemplo, las tecnologías de multiplexadores para fibra óptica, los sistemas MEMS que hoy se están desarrollando, no son fácilmente alcanzables por la media de las empresas chilenas que tienen motivación al desarrollo de soluciones.

Lograr una posición en mercados mundiales es más probable cuando los desarrollos se basan en insumos de última generación, que favorecen evitar la obsolescencia rápida.

Por esta limitación, muchos de los desarrollos nacionales están restringidos a ser cortos en el tiempo y deben estar preparados para una obsolescencia rápida.

b. Capital

Si bien existe un sistema de fomento público a la I+D, gran parte de los instrumentos están orientados a empresas con la capacidad económica para financiar al menos el 50% de los desarrollos en el caso de Innova Chile, mientras que otros instrumentos están orientados a instituciones académicas que deben también encontrar financiamiento de empresas privadas.

Por consiguiente, la disponibilidad de capital sigue siendo la primera condición para emprender desarrollos privados de envergadura. En muchos desarrollos se sacrifican elementos tales como el diseño industrial, el empaquetamiento profesional, para focalizar los recursos disponibles en la construcción de prototipos.

La actual disponibilidad de instrumentos públicos de fomento a la difusión comercial de los resultados de I+D así como el desarrollo de la industria local de capital de riesgo debería facilitar tanto la competitividad de los resultados como la internacionalización de las empresas.

c. Calidad y Responsabilidad con los productos

La historia de malas experiencias con proveedores de soluciones nacionales aparece con frecuencia en las entrevistas con profesionales de la minería.

Se menciona que no pocas empresas nacionales incurren en falta de constancia en la calidad, mal servicio post-venta, falta de responsabilidad con el producto entregado.

Algunas empresas proveedoras de TIC parecieran trabajar con un modelo de ventas spot, suficiente para su subsistencia, pero que afectan la imagen y la confianza en el conjunto de proveedores.

En el sector minero, una adquisición inadecuada puede significar miles de dólares de daño y la pérdida del puesto de trabajo del responsable de la compra. Esto puede implicar que empresas con poca historia y pequeño tamaño tengan dificultades para entrar en el mercado minero.



- 188 -

En resumen, las barreras de entrada son en primer lugar la disponibilidad de recursos financieros, tecnológicos y de posicionamiento en redes internacionales para la mayoría de los desarrolladores nacionales. En segundo lugar, la credibilidad de los desarrolladores nacionales frente a los clientes de la minería, que solamente algunas instituciones académicas y algunas empresas nacionales han podido superar.

20.6 Caso de éxito.

El caso de Exedra se presenta solamente a modo de ejemplo, sin que la selección de este caso implique un juicio o evaluación.

La compañía chilena Exedra desarrolló un software de comercialización minera denominada ARAMIS que comercializó en Chile y en el mercado europeo.

Luego concretó acuerdos para la distribución del software en el mercado europeo con la empresa alemana Fipertec.

En el 2002 la empresa australiana Mincom, adquirió un 51% de la propiedad de Exedra y en junio del 2005, adquirió la totalidad de la empresa.

Los elementos de esta experiencia que merecen ser destacados son:

a. Identificación de un nicho de mercado abordable con las capacidades técnicas

disponible. b. Desarrollo de una solución cumpliendo con los requisitos de funcionalidad y calidad. c. Ventas en un nicho local que constituyen casos de demostración. d. Apertura a inyección de capitales y alianza con empresa con capacidades de

comercialización internacional. e. Salida.

Estos elementos son hoy en día propios de las estrategias de los Fondos de Capital de riesgo.



- 189 -

Nombre de la empresa o institución: Exedra

Producto: Aramis

Descripción: Aramis es un software de comercialización minera, desarrollado en 1998 por la compañía chilena Exedra que automatiza la clasificación, documentación de embarque, cálculo de factura y contratos, además de controlar el ciclo de venta de minerales. Es utilizado en los cinco continentes en países como Zambia, Australia, Inglaterra, Irlanda, Estados Unidos, Sudáfrica, Perú, Colombia, Brasil, Argentina y Chile. Mincom, la mayor compañía australiana de soluciones para industrias intensivas en capital había adquirido en el 2002 un 51% de la propiedad de Exedra y en junio del 2005, adquirió la totalidad de la empresa, conservando su capacidad y propiedad intelectual que caracterizó a la empresa y a su gente, consolidando así su posición de liderazgo mundial en el ámbito de las soluciones tecnológicas para el sector de la minería. Las soluciones Mincom “Enterprise Mining Solutions”, operan en el 80 por ciento de las mayores compañías del rubro a nivel mundial, y contemplan soluciones que soportan el planeamiento minero, extracción, procesamiento y entrega de materias primas, a través de las soluciones Mincom MineScape y Mincom MineMarket. Por otro lado Aramis de Exedra maneja el proceso de comercialización de minerales, maneja todo el proceso de administración y reporte de que esta en el concentrado, los contratos, las ventas, los embarques y las facturaciones. Es por esto que la empresa australiana mostró interés en el software chileno ya que tiene un gran potencial si trabaja en conjunto a su software y adquirió la empresa como parte de su estrategia para cerrar las brechas de información. Luego de la adquisición de Exedra, Mincom invirtió en el desarrollo de la versión 3.0 de Aramis que se lanzo a fines del 2005 que se integra con las soluciones de Micom.

Extraído de: http://softwarechileno.blogspot.com/2007/08/exedra.html

http://softwarechileno.blogspot.com/2007/08/exedra.html



- 190 -

21 PRINCIPALES EMPRESAS DE COBRE EN EL MUNDO Fuente: AME Mineral Economics - Copper

NOMBRE DE LA EMPRESA

PRODUCTOS

PAISES

PROCESOS

EXPLOTACIONES

ABN Amro Bank Kazakhstan

Cobre

Kazakhstan

Fundiciones

Balkhashmys

Refinerías Balkhashmys

Aditya Birla Group Cobre India Fundiciones Dahej

Refinerías Dahej

Aditya Birla Minerals Cobre Australia Minas Mount Gordon, Nifty

Anglo American plc

Cobre, Plomo, Níquel, Zinc

Canada, Chile, South Africa

Minas

Collahuasi, El Soldado, Los Bronces, Mantoverde, Palabora, Santa Barbara (Mantos Blancos)

Fundiciones

Chagres, Flin Flon (Cu), Palabora

Refinerías Palabora

AngloOro Ashanti Cobre, Oro Australia Minas Boddington

Anhui Tongdu Copper Stock Company

Cobre

China

Refinerías

Zhangjiagang

Antofagasta PLC

Cobre

Chile

Minas

El Tesoro, Esperanza, Los Pelambres, Michilla

Anvil Mining NL

Cobre

Congo (DRC)

Minas

Dikulushi, Frontier, Kinsevere, Kulu

A-Tech Cobre Austria Fundiciones Brixlegg

Refinerías Brixlegg

Aur Resources Inc

Cobre, Zinc

Canada, Chile

Minas

Andacollo Cobre, Duck Pond, Louvicourt, Quebrada Blanca

Barrick Oro Corp

Cobre, Oro, Níquel

Australia, Chile

Minas

Osborne, Zaldivar



- 191 -

BHP Billiton

Aluminio, Cobre, Oro, Hierro , Plomo, Níquel, Zinc

Australia, Chile, Peru, USA

Minas

Antamina, Cerro Colorado (Chile), Escondida, Olympic Dam, Pinto Valley, Spence, Tintaya

Boliden AB

Cobre, Plomo, Zinc

Finland, Sweden

Minas

Aitik, Boliden District

Fundiciones Harjavalta Copper, Ronnskar (Cu)

Refinerías Harjavalta Copper, Ronnskar (Cu) Breakwater Resources Ltd

Cobre, Plomo, Zinc

Canada

Minas

Myra Falls

Caraiba Metais SA Cobre Brazil Fundiciones Camacari

Refinerías Camacari

CBH Resources Limited

Cobre, Plomo, Zinc

Australia

Minas

Sulphur Springs

CDC Capital Partners Cobre Zambia Minas Konkola, Nchanga

Chariot Resources Cobre Peru Minas Marcona (Mina Justa)

Chinese Government Cobre Zambia Minas Chambishi

Codelco

Cobre

Chile

Minas

Andina, Chuquicamata, El Abra, El Teniente, Gaby, Radomiro Tomic, Salvador

Fundiciones

Caletones, Chuquicamata, Potrerillos, Ventanas

Refinerías Chuquicamata, Potrerillos, Ventanas

Constellation Copper Corporation

Cobre

USA

Minas

Lisbon Valley

CopperCo Cobre Australia Minas Lady Annie

CVRD

Aluminio, Cobre, Hierro Ore, Níquel

Brazil, Canada

Minas

CVRD „118‟, Inco Ontario Division, Sossego

De Moura Enterprises Cobre Congo (DRC) Minas Kulu

Doe Run

Cobre, Plomo, Zinc

Peru

Fundiciones

La Oroya (Cu)

Refinerías La Oroya (Cu)

Dowa Mining Co. Ltd

Cobre, Plomo, Zinc

Japan

Fundiciones

Kosaka, Onahama

Refinerías Kosaka, Onahama



- 192 -

Dundee Precious Metals Cobre Bulgaria Minas Chelopech

ENAMI Cobre Chile Fundiciones Paipote

Equinox Minerals Limited Cobre Zambia Minas Lumwana

Erdenet Mining Cobre Mongolia Minas Erdenet EuroZinc Mining Corporation

Cobre, Plomo, Zinc

Portugal

Minas

Neves Corvo

Falconbridge Limited

Cobre, Plomo, Níquel, Zinc

Canada

Minas

Antamina, Collahuasi, Falconbridge-Sudbury, Kidd Creek, Lomas Bayas, Louvicourt

Fundiciones

Kidd Creek

Refinerías Kidd Creek, Montreal East (CCR)

First Quantum Minerals Ltd

Cobre

Mauritania, Zambia

Minas

Bwana M`kubwa/Lonshi, Guelb Moghrein, Kansanshi, Mufulira, Nkana

Fundiciones

Mufulira

Refinerías Mufulira

Freeport-McMoRan C&G Cobre, Oro Indonesia, Spain Minas Grasberg

Fundiciones Gresik, Huelva

Refinerías Gresik, Huelva

Frontera Copper Corporation

Cobre

Mexico

Minas

Piedras Verdes

Furukawa Co

Cobre

Australia, Japan

Fundiciones

Onahama, Port Kembla Copper, Tamano

Refinerías Onahama, Port Kembla Copper, Tamano

Future Kapital Cobre Kazakhstan Fundiciones Balkhashmys


Gecamines

Cobre

Congo (DRC)

Minas

KOV, Kulu, Ruashi (Phase II)

Gerald Metals Cobre Korea, South Fundiciones Onsan (Cu)

Refinerías Onsan (Cu)

Glencore

Aluminio, Cobre, Plomo, Níquel,

Philippines, Zambia

Minas

Mufulira, Nkana



- 193 -

Zinc

Fundiciones Mufulira, PASAR

Refinerías Mufulira, PASAR

Oro Fields Ltd Cobre, Oro Peru Minas Cerro Corona

Governments

Aluminio, Cobre, Oro, Zinc

Bulgaria, China, India, Kazakhstan, Philippines

Minas

Chelopech, Frontier, Khanong

Fundiciones

Balkhashmys, Jinchang (Tongling II), Khetri, PASAR

Refinerías

Balkhashmys, Jinchang (Tongling II), Khetri, PASAR, Zhangjiagang

Grupo Mexico SA de CV

Cobre, Plomo, Zinc

Mexico, Peru, USA

Minas

Cananea, Continental, Cuajone, La Caridad, Mission Complex, Ray, Toquepala

Fundiciones

Hayden, Ilo, Nacozari (La Caridad)

Refinerías Amarillo, Ilo, Nacozari (La Caridad)

Hibi Kyodo Smelting Co. Ltd

Cobre

Japan

Fundiciones

Tamano

Refinerías Tamano Highmont Mining Company

Cobre

Canada

Minas

Highland Valley

HudBay Minerals Inc.

Cobre, Plomo, Zinc

Canada

Minas

Hudson Bay Complex

Imperial Metals Corporation

Cobre

Canada

Minas

Huckleberry, Mount Polley

Inco Limited

Cobre, Níquel

Canada

Minas

Inco Ontario Division, Voisey's Bay

Industrias Peñoles SA de CV

Cobre, Oro, Plomo, Zinc

Mexico

Minas

Milpillas

Inmet Mining Corp

Cobre, Oro, Zinc

Finland, Papua New Guinea, Spain, Turkey

Minas

Cayeli, Las Cruces, Ok Tedi, Pyhäsalmi



- 194 -

International Finance Corp (IFC)

Cobre, Oro, Níquel

Chile, Philippines

Minas

Escondida, Konkola, Nchanga

Itochu Corporation

Cobre, Hierro

Australia, China

Fundiciones

Jinlong, Port Kembla Copper

Refinerías Jinlong, Port Kembla Copper

Ivanhoe Mines Ltd

Cobre, Oro

Mongolia, Myanmar

Minas

Monywa, Turquoise Hill (Oyu Tolgoi)

Jabiru Metals Limited Australia Minas Jaguar

Jiangxi Copper Company Cobre China Fundiciones Guixi

Refinerías Guixi

Kagara Zinc Ltd

Cobre, Plomo, Zinc

Australia

Minas

Mount Garnet, Thalanga

Kazakhmys Corporation

Cobre

Kazakhstan

Minas

Balkhash Complex, East Region, Zhezkazgan Complex

Fundiciones Balkhashmys


KGHM Polska Miedz

Cobre

Poland

Minas

Lubin, Polkowice-Sieroszowice, Rudna

Fundiciones Glogow, Legnica

Refinerías Glogow, Legnica

Leucadia National Corporation

Cobre

Spain

Minas

Las Cruces

LG Group Cobre Korea, South Fundiciones Onsan (Cu)


Lundin Mining Corporation

Cobre, Plomo, Zinc

Portugal

Minas

Neves Corvo

Marubeni Corporation

Aluminio, Cobre

Canada, Korea, South

Minas

Huckleberry, Los Pelambres

Fundiciones Onsan (Cu)


Matrix Metals Cobre Australia Minas White Range

Metorex Cobre Congo (DRC) Minas Ruashi (Phase II)

Mitsubishi Corporation

Aluminio, Cobre, Oro, Hierro Ore

Chile, Indonesia

Minas

Escondida, Los Pelambres



- 195 -

Fundiciones Gresik

Refinerías Gresik

Mitsubishi Materials Corporation

Aluminio, Cobre, Oro, Hierro, Zinc

Canada, Indonesia, Japan

Minas

Antamina, Escondida, Huckleberry, Los Pelambres

Fundiciones Gresik, Naoshima (Cu), Onahama

Refinerías Gresik, Naoshima (Cu), Onahama

Mitsui & Co Ltd

Aluminio, Cobre, Hierro

Chile, Korea, South

Minas

Collahuasi, Los Pelambres

Fundiciones Onsan (Cu)


Mitsui Mining & Smelting Co

Cobre, Plomo, Zinc

Japan

Fundiciones

Onahama, Tamano

Refinerías Onahama, Tamano

Montana Resources Inc Cobre USA Minas Continental

Montanwerke Brixlegg Cobre Austria Fundiciones Brixlegg

Refinerías Brixlegg

Newcrest Mining Limited

Cobre, Oro

Australia

Minas

Cadia, Cadia - Ridgeway, Telfer

Newmont Mining Corporation

Cobre, Oro

Australia, Indonesia

Minas

Batu Hijau, Boddington

Nikanor PLC Cobre Congo (DRC) Minas KOV

Nippon Mining & Metals


Chile, Indonesia, Korea, South

Minas

Collahuasi, Escondida, Los Pelambres

Fundiciones Gresik, Onsan (Cu)

Refinerías Gresik, Onsan (Cu) Nippon Mining Holdings Group

Cobre

Japan

Fundiciones

Saganoseki

Refinerías Hitachi, Saganoseki

Nittetsu Mining Co

Cobre

Australia, Japan

Fundiciones

Port Kembla Copper, Tamano

Refinerías Port Kembla Copper, Tamano

Noranda Inc.

Aluminio, Cobre, Zinc

Canada, Chile

Fundiciones

Altonorte, Horne

Norddeutsche Affinerie AG

Cobre

Germany

Fundiciones

Lünen, Norddeutsche Affinerie



- 196 -

Refinerías Lünen, Norddeutsche Affinerie

Norilsk Nickel

Cobre, Níquel

Russia

Minas

Norilsk Polar (Taimyr) Division

Fundiciones Norilsk Cu

Refinerías Norilsk Cu

Northgate Minerals Corporation

Cobre, Oro

Canada

Minas

Kemess

Novicourt Inc Cobre, Zinc Canada Minas Louvicourt

Other - Public Companies, Governments, Minor Parties

Cobre, Oro

Canada, Chile, Indonesia, Myanmar, Papua New Guinea, Peru, South Africa

Minas

Andacollo Cobre, Batu Hijau, Cerro Verde, Collahuasi, Huckleberry, Kemess, Monywa, Ok Tedi, Palabora, Quebrada Blanca, Tintaya

Oxiana Limited

Cobre, Oro, Zinc

Australia, Laos

Minas

Oroen Grove, Khanong, Prominent Hill

Palabora Mining Co. Ltd Cobre South Africa Fundiciones Palabora

Refinerías Palabora

Pan Australian Resources Cobre Laos Minas Phu Kham Phelps Dodge

Cobre

Chile, USA

Minas

Bagdad, Candelaria, Cerro Verde, Chino, El Abra, Miami, Morenci, Ojos del Salado, Safford, Sierrita, Tyrone

Fundiciones

Miami

Refinerías El Paso Copper Refinery, Miami

Placer Dome Inc. Cobre, Oro Australia, Chile Minas Osborne, Zaldivar

PT Pakuafu Indah Cobre, Oro Indonesia Minas Batu Hijau

Quadra Mining Cobre USA Minas Carlota, Robinson

Rio Tinto

Aluminio, Cobre, Oro, Hierro, Plomo, Níquel, Zinc

Australia, South Africa, USA

Minas

Bingham Canyon, Escondida, Monywa, Northparkes, Palabora, Turquoise Hill (Oyu Tolgoi)



- 197 -

Fundiciones

Garfield, Palabora

Refinerías Garfield, Palabora

Samsung Company Ltd Cobre Kazakhstan Fundiciones Balkhashmys


Sentinelle Investments Cobre Congo (DRC) Minas Ruashi (Phase II)

SMMA Candelaria Inc Cobre Chile Minas Ojos del Salado

Sojitz Corporation Cobre, , Níquel Australia Fundiciones Port Kembla Copper

Refinerías Port Kembla Copper

Southern Copper Corporation

Cobre

Mexico, Peru

Minas

Cananea, Cuajone, La Caridad, Toquepala

Southern Peru Copper Corporation

Cobre, Plomo, Zinc

Peru

Fundiciones

Ilo

Refinerías Ilo

Sterlite Industries Aluminio, Cobre Australia, India Minas Thalanga

Fundiciones Tuticorin

Refinerías Sterlite Copper Refinery

Straits Resources Ltd Cobre, Oro, Australia Minas Tritton, Whim Creek

Sumitomo Corporation

Aluminio, Cobre, Oro, Plomo, Zinc

Australia, China

Minas

Batu Hijau, Candelaria, Cerro Verde, Morenci, Northparkes

Fundiciones

Jinlong

Refinerías Jinlong

Sumitomo Metal Mining Co. Ltd

Cobre, Hierro, Níquel

Australia, China, Japan

Minas

Candelaria, Cerro Verde, Morenci, Northparkes

Fundiciones Jinlong, Toyo/Niihama

Refinerías Jinlong, Toyo/Niihama

Taseko Mines Limited Cobre Canada Minas Gibraltar

Teck Cominco Limited


Canada, Peru

Minas

Antamina, Highland Valley, Louvicourt

Thai Copper Industries Cobre Thailand Fundiciones Rayong

Refinerías Rayong

Tongling Nonferrous Metals Corp.

Cobre

China

Fundiciones

Jinchang (Tongling II), Jinlong



- 198 -

Refinerías Jinchang (Tongling II), Jinlong

Umicore Cobre Belgium, Bulgaria Fundiciones Pirdop

Refinerías Olen, Pirdop

Vedanta Resources Aluminio, Cobre Zambia Minas Konkola, Nchanga

WMC Resources Limited Cobre, Níquel Australia Fundiciones Olympic Dam

Refinerías Olympic Dam

Wolfden Resources Inc Cobre Canada Minas High Lake

Xstrata

Cobre, Oro, Plomo, , Níquel, Zinc

Argentina, Australia

Minas

Alumbrera, Antamina, Collahuasi, Ernest Henry, Falconbridge-Sudbury, Kidd Creek, Lomas Bayas, Louvicourt, Mount Isa, Tintaya

Fundiciones

Mount Isa Copper Smelter

Refinerías Townsville

Yamana Oro Inc. Cobre Brazil Minas Chapada

Yunnan Copper Co Cobre China Fundiciones Yunnan

Refinerías Yunnan

ZCCM

Cobre

Zambia

Minas

Kansanshi, Konkola, Mufulira, Nchanga, Nkana

Fundiciones Mufulira, Nkana

Refinerías Mufulira, Nkana

ZCI Cobre Zambia Fundiciones Nkana

Refinerías Nkana

Zhongtiaoshan Nonferrous Metal Co

Cobre

China

Fundiciones

Zhongtiaoshan

Refinerías Zhongtiaoshan



- 199 -

22 PRINCIPALES MINAS DE COBRE EN EL MUNDO

Fuente: elaboración propia con datos de AME Mineral Economics – Copper, Infomine y de las páginas WEB de empresas.

(130)

NOMBRE DE LA MINA

PAIS

PRODUCTOS

Propietarios

Aitik Sweden Cobre Boliden AB

Alumbrera Argentina Cobre, Oro Xstrata

Andacollo Cobre

Chile

Cobre

Aur Resources Inc, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties

Andina Chile Cobre Codelco

Antamina

Peru

Cobre, Zinc

BHP Billiton, Falconbridge Limited, Mitsubishi Materials Corporation, Teck Cominco Limited, Xstrata

Bagdad USA Cobre Phelps Dodge

Balkhash Complex

Kazakhstan

Cobre


Batu Hijau

Indonesia

Cobre, Oro

Newmont Mining Corporation, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties, PT Pakuafu Indah, Sumitomo Corporation

Bingham Canyon

USA

Cobre, Oro

Rio Tinto

Boddington Australia Cobre, Oro AngloOro Ashanti, Newmont Mining Corporation

Boliden District

Sweden

Cobre, Plomo, Zinc

Boliden AB

Bwana M`kubwa/Lonshi

Zambia

Cobre


Cadia Australia Cobre, Oro Newcrest Mining Limited

Cadia - Ridgeway

Australia

Cobre, Oro

Newcrest Mining Limited

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Identificación de oportunidades para la industria de TIC en el cluster minero InnovaChile CORFO - 2009

- 200 -

Cananea

Mexico

Cobre

(Workers), Grupo Mexico SA de CV, Southern Copper Corporation

Candelaria

Chile

Cobre

Phelps Dodge, Sumitomo Corporation, Sumitomo Metal Mining Co. Ltd

Carlota USA Cobre Quadra Mining

Cayeli Turkey Cobre, Zinc Inmet Mining Corp

Cerro Colorado (Chile)

Chile

Cobre

BHP Billiton

Cerro Corona

Peru

Cobre, Oro

(Private), Oro Fields Ltd

Cerro Verde

Peru

Cobre

Other - Public Companies, Governments, Minor Parties, Phelps Dodge, Sumitomo Corporation, Sumitomo Metal Mining Co. Ltd

Chambishi Zambia Cobre Chinese Government

Chapada Brazil Cobre Yamana Oro Inc.

Chelopech Bulgaria Cobre Dundee Precious Metals, Governments

Chino USA Cobre Phelps Dodge

Chuquicamata

Chile

Cobre

Codelco

Collahuasi

Chile

Cobre

Anglo American plc, Falconbridge Limited, Mitsui & Co Ltd, Nippon Mining & Metals, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties, Xstrata

Continental USA Cobre Grupo Mexico SA de CV, Montana Resources Inc

Cuajone

Peru

Cobre

Grupo Mexico SA de CV, Southern Copper Corporation

CVRD „118‟ Brazil Cobre CVRD

Dikulushi

Congo (DRC)

Cobre

Anvil Mining NL

Duck Pond Canada Cobre, Zinc Aur Resources Inc

East Region Kazakhstan Cobre Kazakhmys Corporation

El Abra Chile Cobre Codelco, Phelps Dodge

El Soldado Chile Cobre Anglo American plc

El Teniente Chile Cobre Codelco

El Tesoro Chile Cobre Antofagasta PLC


- 201 -

Erdenet Mongolia Cobre Erdenet Mining

Ernest Henry

Australia

Cobre, Oro

Xstrata

Escondida

Chile

Cobre, Oro

BHP Billiton, International Finance Corp (IFC), Mitsubishi Corporation, Mitsubishi Materials Corporation, Nippon Mining & Metals, Rio Tinto

Esperanza Chile Cobre Antofagasta PLC

Falconbridge-Sudbury

Canada

Cobre, Nickel

Falconbridge Limited, Xstrata

Frontier

Congo (DRC)

Cobre

Anvil Mining NL, Governments

Gaby Chile Cobre Codelco

Gibraltar Canada Cobre Taseko Mines Limited

Oroen Grove

Australia

Cobre, Zinc

Oxiana Limited

Grasberg Indonesia Cobre, Oro (Private), Freeport-McMoRan C&G

Guelb Moghrein

Mauritania

Cobre


High Lake Canada Cobre Wolfden Resources Inc

Highland Valley

Canada

Cobre

Highmont Mining Company, Teck Cominco Limited

Huckleberry

Canada

Cobre

Imperial Metals Corporation, Marubeni Corporation, Mitsubishi Materials Corporation, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties

Hudson Bay Complex

Canada

Cobre, Zinc


Inco Ontario Division

Canada

Cobre, Nickel

CVRD, Inco Limited

Jaguar Australia Cobre, Nickel, Zinc Jabiru Metals Limited

Kansanshi Zambia Cobre First Quantum Minerals Ltd, ZCCM

Kemess

Canada

Cobre, Oro

Northgate Minerals Corporation, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties

Khanong Laos Cobre Governments, Oxiana Limited

Kidd Creek Canada Cobre, Zinc Falconbridge Limited, Xstrata


- 202 -

Kinsevere

Congo (DRC)

Cobre

Anvil Mining NL

Konkola

Zambia

Cobre

CDC Capital Partners, International Finance Corp (IFC), Vedanta Resources, ZCCM

KOV

Congo (DRC)

Cobre

Gecamines, Nikanor PLC

Kulu

Congo (DRC)

Cobre

Anvil Mining NL, De Moura Enterprises, Gecamines

La Caridad

Mexico

Cobre


Lady Annie Australia Cobre CopperCo

Las Cruces Spain Cobre Inmet Mining Corp, Leucadia National Corporation

Lisbon Valley

USA

Cobre

Constellation Copper Corporation

Lomas Bayas

Chile

Cobre


Los Bronces Chile Cobre Anglo American plc

Los Pelambres

Chile

Cobre

Antofagasta PLC, Marubeni Corporation, Mitsubishi Corporation, Mitsubishi Materials Corporation, Mitsui & Co Ltd, Nippon Mining & Metals

Louvicourt

Canada

Cobre, Zinc

Aur Resources Inc, Falconbridge Limited, Novicourt Inc, Teck Cominco Limited, Xstrata

Lubin Poland Cobre KGHM Polska Miedz

Lumwana Zambia Cobre Equinox Minerals Limited

Mantoverde Chile Cobre (Various), Anglo American plc

Marcona (Mina Justa)

Peru

Cobre

Chariot Resources

Miami USA Cobre Phelps Dodge

Michilla Chile Cobre (Various), Antofagasta PLC

Milpillas Mexico Cobre Industrias Peñoles SA de CV

Mission Complex

USA

Cobre


Monywa

Myanmar

Cobre

Ivanhoe Mines Ltd, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties, Rio Tinto


- 203 -

Morenci

USA

Cobre


Mount Garnet

Australia

Cobre, Plomo, Zinc

Kagara Zinc Ltd

Mount Gordon

Australia

Cobre

Aditya Birla Minerals

Mount Isa Australia Cobre Xstrata

Mount Polley

Canada

Cobre

Imperial Metals Corporation

Mufulira Zambia Cobre First Quantum Minerals Ltd, Glencore, ZCCM

Myra Falls Canada Cobre, Zinc Breakwater Resources Ltd

Nchanga

Zambia

Cobre


Neves Corvo

Portugal

Cobre, Zinc

EuroZinc Mining Corporation, Lundin Mining Corporation

Nifty Australia Cobre Aditya Birla Minerals

Nkana Zambia Cobre First Quantum Minerals Ltd, Glencore, ZCCM Norilsk Polar (Taimyr) Division

Russia

Cobre, Nickel

Norilsk Nickel

Northparkes

Australia

Cobre

Rio Tinto, Sumitomo Corporation, Sumitomo Metal Mining Co. Ltd

Ojos del Salado

Chile

Cobre

Phelps Dodge, SMMA Candelaria Inc

Ok Tedi

Papua New Guinea

Cobre, Oro

Inmet Mining Corp, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties

Olympic Dam

Australia

Cobre

BHP Billiton

Osborne Australia Cobre Barrick Oro Corp, Placer Dome Inc.

Palabora

South Africa

Cobre

Anglo American plc, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties, Rio Tinto

Phu Kham Laos Cobre Pan Australian Resources

Piedras Verdes

Mexico

Cobre

Frontera Copper Corporation


- 204 -

Pinto Valley USA Cobre BHP Billiton

Polkowice-Sieroszowice

Poland

Cobre

KGHM Polska Miedz

Prominent Hill

Australia

Cobre, Oro

Oxiana Limited

Pyhäsalmi Finland Cobre, Zinc Inmet Mining Corp

Quebrada Blanca

Chile

Cobre


Radomiro Tomic

Chile

Cobre

Codelco

Rapu Rapu Philippines Cobre

Ray USA Cobre Grupo Mexico SA de CV

Robinson USA Cobre Quadra Mining

Ruashi (Phase II)

Congo (DRC)

Cobre

Gecamines, Metorex, Sentinelle Investments

Rudna Poland Cobre KGHM Polska Miedz

Safford USA Cobre Phelps Dodge

Salvador Chile Cobre Codelco

Santa Barbara (Mantos Blancos)

Chile

Cobre

Anglo American plc

Sierrita USA Cobre Phelps Dodge

Sossego Brazil Cobre CVRD

Spence Chile Cobre BHP Billiton

Sulphur Springs

Australia

Cobre, Zinc

CBH Resources Limited

Telfer Australia Cobre, Oro Newcrest Mining Limited

Thalanga Australia Cobre Kagara Zinc Ltd, Sterlite Industries

Thengkham Laos Cobre

Tintaya

Peru

Cobre

BHP Billiton, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties, Xstrata

Toquepala

Peru

Cobre

Grupo Mexico SA de CV, Southern Copper Corporation


- 205 -

Tritton Australia Cobre Straits Resources Ltd

Turquoise Hill (Oyu Tolgoi)

Mongolia

Cobre, Oro

Ivanhoe Mines Ltd, Rio Tinto

Tyrone USA Cobre Phelps Dodge

Voisey's Bay

Canada

Cobre, Nickel

Inco Limited

Whim Creek Australia Cobre Straits Resources Ltd

White Range

Australia

Cobre

Matrix Metals

Zaldivar Chile Cobre Barrick Oro Corp, Placer Dome Inc.

Zhezkazgan Complex

Kazakhstan

Cobre



- 206 -

23 PRINCIPALES MINAS DE COBRE A CIELO ABIERTO EN EL MUNDO

Fuente: elaboración propia con datos de AME Mineral Economics – Copper, Infomine y de las páginas WEB de empresas.

MINA PAÍS PRODUCTOS PROPIETARIOS

El Tesoro Chile Cobre Antofagasta PLC

Sierrita USA Cobre Phelps Dodge

Alumbrera Argentina Cobre, Oro Xstrata

Cadia Australia Cobre, Oro Newcrest Mining Limited

Ernest Henry Australia Cobre, Oro Xstrata

Mount Gordon Australia Cobre Aditya Birla Minerals

Mount Isa Australia Cobre Xstrata

Nifty Australia Cobre Aditya Birla Minerals

Osborne Australia Cobre Barrick Gold Corp, Placer Dome Inc.

Gibraltar Canada Cobre Taseko Mines Limited

Highland Valley Canada Cobre Highmont Mining Company, Teck Cominco Limited

Huckleberry

Canada

Cobre

Imperial Metals Corporation, Marubeni Corporation, Mitsubishi Materials Corporation, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties

Candelaria

Chile

Cobre


Cerro Colorado (Chile)

Chile

Cobre

BHP Billiton

Chuquicamata Chile Cobre Codelco

Collahuasi

Chile

Cobre

Anglo American plc, Falconbridge Limited, Mitsui & Co Ltd, Nippon Mining & Metals, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties, Xstrata

El Abra Chile Cobre Codelco, Phelps Dodge

Escondida

Chile

Cobre, Oro

BHP Billiton, International Finance Corp (IFC), Mitsubishi Corporation, Mitsubishi Materials Corporation, Nippon Mining & Metals, Rio Tinto

Lomas Bayas Chile Cobre Falconbridge Limited, Xstrata

Los Bronces Chile Cobre Anglo American plc

Los Pelambres

Chile

Cobre

Antofagasta PLC, Marubeni Corporation, Mitsubishi Corporation, Mitsubishi Materials Corporation, Mitsui & Co Ltd, Nippon Mining


- 207 -

& Metals

Mantoverde Chile Cobre (Various), Anglo American plc

Quebrada Blanca

Chile

Cobre


Radomiro Tomic

Chile

Cobre

Codelco

Spence Chile Cobre BHP Billiton

Zaldivar Chile Cobre Barrick Gold Corp, Placer Dome Inc.

Batu Hijau

Indonesia

Cobre, Oro

Newmont Mining Corporation, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties, PT Pakuafu Indah, Sumitomo Corporation

Cananea

Mexico

Cobre


Monywa

Myanmar

Cobre

Ivanhoe Mines Ltd, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties, Rio Tinto

Ok Tedi

Papua New Guinea

Cobre, Oro

Inmet Mining Corp, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties

Antamina

Peru

Cobre, Zinc

BHP Billiton, Falconbridge Limited, Mitsubishi Materials Corporation, Teck Cominco Limited, Xstrata

Cerro Verde

Peru

Cobre

Other - Public Companies, Governments, Minor Parties, Phelps Dodge, Sumitomo Corporation, Sumitomo Metal Mining Co. Ltd

Cuajone Peru Cobre Grupo Mexico SA de CV, Southern Copper Corporation

Tintaya

Peru

Cobre

BHP Billiton, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties, Xstrata

Toquepala Peru Cobre Grupo Mexico SA de CV, Southern Copper Corporation

Bagdad USA Cobre Phelps Dodge

Carlota USA Cobre Quadra Mining

Chino USA Cobre Phelps Dodge

Continental USA Cobre Grupo Mexico SA de CV, Montana Resources Inc

Miami USA Cobre Phelps Dodge

Mission Complex

USA

Cobre


Morenci

USA

Cobre


Pinto Valley USA Cobre BHP Billiton


- 208 -

Ray USA Cobre Grupo Mexico SA de CV

Tyrone USA Cobre Phelps Dodge

Nchanga

Zambia

Cobre


El Pachon Argentina Cobre Noranda Inc.

Girilambone Australia Cobre Straits Resources Ltd, Nord Pacific Limited

Prosperity Canada Cobre Taseko Mines Limited

Quellaveco Peru Cobre Anglo American plc, International Finance Corp

Kemess

Canada

Cobre, Oro

Northgate Minerals Corporation, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties

Santa Barbara (Mantos Blancos)

Chile

Cobre

Anglo American plc

La Caridad

Mexico

Cobre


Robinson USA Cobre Quadra Mining

Konkola

Zambia

Cobre


Lady Annie Australia Cobre CopperCo

Prominent Hill Australia Cobre, Oro Oxiana Limited

Sulphur Springs Australia Cobre, Zinc CBH Resources Limited

Whim Creek Australia Cobre Straits Resources Ltd

Chapada Brazil Cobre Yamana Gold Inc.

CVRD Brazil Cobre CVRD

Sossego Brazil Cobre CVRD

Mount Polley Canada Cobre Imperial Metals Corporation

Andacollo Cobre

Chile

Cobre

Aur Resources Inc, Compañía Minera del Pacifico

Gaby Chile Cobre Codelco

Frontier

Congo (DRC)

Cobre

Anvil Mining NL, Governments

Kinsevere

Congo (DRC)

Cobre

Anvil Mining NL

Kulu

Congo (DRC)

Cobre

Anvil Mining NL, De Moura Enterprises, Gecamines


- 209 -

Phu Kham Laos Cobre Pan Australian Resources

Piedras Verdes Mexico Cobre Frontera Copper Corporation

Cerro Corona Peru Cobre, Oro (Private), Gold Fields Ltd

Rapu Rapu Philippines Cobre

Las Cruces Spain Cobre Inmet Mining Corp, Leucadia National Corporation

Aitik Sweden Cobre Boliden AB

Bingham Canyon

USA

Cobre, Oro

Rio Tinto

Lisbon Valley USA Cobre Constellation Copper Corporation

Safford USA Cobre Phelps Dodge

Bwana M`kubwa/Lonshi

Zambia

Cobre


Selbaie Canada Cobre BHP Billiton

Northparkes Australia Cobre Rio Tinto, Sumitomo Corporation, Sumitomo Metal Mining Co. Ltd




San Manuel USA Cobre BHP Billiton

Dikulushi

Congo (DRC)

Cobre

Anvil Mining NL

Zhezkazgan Complex

Kazakhstan

Cobre






- 210 -

24 PRINCIPALES MINAS DE COBRE SUBTERRÁNEAS EN EL MUNDO Fuente: elaboración propia con datos de AME Mineral Economics – Copper, Infomine y de las páginas WEB de empresas.

MINA PAÍS PRODUCTOS PROPIETARIOS

Cadia - Ridgeway Australia Cobre, Oro Newcrest Mining Limited

Golden Grove Australia Cobre, Zinc Oxiana Limited

Mount Isa Australia Cobre, Plomo, Zinc Kagara Zinc Ltd

Northparkes

Australia

Cobre

Rio Tinto, Sumitomo Corporation, Sumitomo Metal Mining Co. Ltd

Olympic Dam Australia Cobre BHP Billiton

Tritton Australia Cobre Straits Resources Ltd

Chelopech Bulgaria Cobre Dundee Precious Metals, Governments

Selbaie Canada Cobre BHP Billiton

Duck Pond Canada Cobre, Zinc Aur Resources Inc

Falconbridge- Sudbury

Canada

Cobre, Nickel


Hudson Bay Complex

Canada

Cobre, Zinc


Inco Ontario Division Canada Cobre, Nickel CVRD, Inco Limited

Kidd Creek Canada Cobre, Zinc Falconbridge Limited, Xstrata

Louvicourt

Canada

Cobre, Zinc

Aur Resources Inc, Falconbridge Limited, Novicourt Inc, Teck Cominco Limited, Xstrata

Myra Falls Canada Cobre, Zinc Breakwater Resources Ltd



El Teniente Chile Cobre Codelco

Michilla Chile Cobre (Various), Antofagasta PLC

Ojos del Salado Chile Cobre Phelps Dodge, SMMA Candelaria Inc


Dikulushi Congo (DRC) Cobre Anvil Mining NL

Pyhäsalmi Finland Cobre, Zinc Inmet Mining Corp


Zhezkazgan Kazakhstan Cobre Kazakhmys Corporation



- 211 -

Complex

Milpillas Mexico Cobre Industrias Peñoles SA de CV

Cobriza Peru Cobre Doe Run

Lubin Poland Cobre KGHM Polska Miedz

Polkowice- Sieroszowice

Poland

Cobre

KGHM Polska Miedz

Rudna Poland Cobre KGHM Polska Miedz

Neves Corvo Portugal Cobre, Zinc EuroZinc Mining Corporation, Lundin Mining Corporation

Norilsk Polar (Taimyr) Division

Russia

Cobre, Nickel

Norilsk Nickel

Palabora

South Africa

Cobre

Anglo American plc, Other - Public Companies, Governments, Minor Parties, Rio Tinto

Boliden District Sweden Cobre, Plomo, Zinc Boliden AB

Cayeli Turkey Cobre, Zinc Inmet Mining Corp

San Manuel USA Cobre BHP Billiton

Chambishi Zambia Cobre Chinese Government


Mufulira Zambia Cobre First Quantum Minerals Ltd, Glencore, ZCCM

Nkana Zambia Cobre First Quantum Minerals Ltd, Glencore, ZCCM



- 212 -

25 PRINCIPALES REFINERIAS DE COBRE EN EL MUNDO Fuente: elaboración propia con datos de AME Mineral Economics – Copper, Infomine y de las páginas WEB de empresas.

Refinería País Propietarios

Olympic Dam Australia WMC Resources Limited

Port Kembla Copper Australia Furukawa Co, Itochu Corporation, Nittetsu Mining Co, Sojitz Corporation

Townsville Australia Xstrata

Brixlegg Austria A-Tech, Montanwerke Brixlegg

Olen Belgium Umicore

Camacari Brazil Caraiba Metais SA

Pirdop Bulgaria Umicore

Kidd Creek Canada Falconbridge Limited

Montreal East (CCR) Canada Falconbridge Limited

Chuquicamata Chile Codelco

Las Ventanas Chile ENAMI

Potrerillos Chile Codelco

Guixi China Jiangxi Copper Company

Jinchang (Tongling II) China Governments, Tongling Nonferrous Metals Corp.

Jinlong

China

(Various), Itochu Corporation, Sumitomo Corporation, Sumitomo Metal Mining Co. Ltd, Tongling Nonferrous Metals Corp.

Yunnan China Yunnan Copper Co

Zhangjiagang China Anhui Tongdu Copper Stock Company, Governments

Zhongtiaoshan China Zhongtiaoshan Nonferrous Metal Co

Harjavalta Copper Finland Boliden AB

Lünen Germany Norddeutsche Affinerie AG

Norddeutsche Affinerie Germany Norddeutsche Affinerie AG

Dahej India Aditya Birla Group

Khetri India (Various), Governments

Sterlite Copper Refinery India Sterlite Industries

Gresik

Indonesia

Freeport-McMoRan C&G, Mitsubishi Corporation, Mitsubishi Materials Corporation, Nippon Mining & Metals

Hitachi Japan Nippon Mining Holdings Group

Kosaka Japan Dowa Mining Co. Ltd

Naoshima (Cu) Japan Mitsubishi Materials Corporation



- 213 -

Onahama

Japan

(Various), Dowa Mining Co. Ltd, Furukawa Co, Mitsubishi Materials Corporation, Mitsui Mining & Smelting Co

Saganoseki Japan Nippon Mining Holdings Group

Tamano

Japan

Furukawa Co, Hibi Kyodo Smelting Co. Ltd, Mitsui Mining & Smelting Co, Nittetsu Mining Co

Toyo/Niihama Japan Sumitomo Metal Mining Co. Ltd

Balkhashmys

Kazakhstan

(Various), ABN Amro Bank Kazakhstan, Future Kapital, Governments, Kazakhmys Corporation, Samsung Company Ltd

Onsan (Cu)

Korea, South

Gerald Metals, LG Group, Marubeni Corporation, Mitsui & Co Ltd, Nippon Mining & Metals

Nacozari (La Caridad) Mexico Grupo Mexico SA de CV

Ilo Peru Grupo Mexico SA de CV, Southern Peru Copper Corporation

La Oroya (Cu) Peru Doe Run

PASAR Philippines (Various), Glencore, Governments, International Finance Corp (IFC)

Glogow Poland KGHM Polska Miedz

Legnica Poland KGHM Polska Miedz

Norilsk Cu Russia Norilsk Nickel

Palabora South Africa Anglo American plc, Palabora Mining Co. Ltd, Rio Tinto

Huelva Spain Freeport-McMoRan C&G

Ronnskar (Cu) Sweden Boliden AB

Rayong Thailand Thai Copper Industries

Amarillo USA Grupo Mexico SA de CV

El Paso Copper Refinery USA Phelps Dodge

Garfield USA Rio Tinto

Miami USA Phelps Dodge

Mufulira Zambia First Quantum Minerals Ltd, Glencore, ZCCM

Nkana Zambia ZCCM, ZCI



- 214 -

26 PRINCIPALES FUNDICIONES DEL MUNDO.

Nº Smelter Name Country Commodities Owners

1 Altonorte Chile Copper Noranda Inc.

2

Balkhashmys

Kazakhstan

Copper

(Various), ABN Amro Bank Kazakhstan, Future Kapital, Governments, Kazakhmys Corporation, Samsung Company Ltd

3 Brixlegg Austria Copper A-Tech, Montanwerke Brixlegg 4 Caletones Chile Copper Codelco 5 Camacari Brazil Copper Caraiba Metais SA 6 Chagres Chile Copper Anglo American plc 7 Chuquicamata Chile Copper Codelco 8 Dahej India Copper Aditya Birla Group 9 Flin Flon (Cu) Canada Copper Anglo American plc

10 Garfield USA Copper Rio Tinto 11 Glogow Poland Copper KGHM Polska Miedz

12

Gresik

Indonesia

Copper

Freeport-McMoRan C&G, Mitsubishi Corporation, Mitsubishi Materials Corporation, Nippon Mining & Metals

13 Guixi China Copper Jiangxi Copper Company 14 Harjavalta Copper Finland Copper Boliden AB 15 Hayden USA Copper Grupo Mexico SA de CV 16 Horne Canada Copper Noranda Inc. 17 Huelva Spain Copper Freeport-McMoRan C&G

18

Ilo

Peru

Copper

Grupo Mexico SA de CV, Southern Peru Copper Corporation

19 Jinchang (Tongling II) China Copper Governments, Tongling Nonferrous Metals Corp.

20

Jinlong

China

Copper

(Various), Itochu Corporation, Sumitomo Corporation, Sumitomo Metal Mining Co. Ltd, Tongling Nonferrous Metals Corp.

21 Khetri India Copper (Various), Governments 22 Kidd Creek Canada Copper Falconbridge Limited 23 Kosaka Japan Copper Dowa Mining Co. Ltd 24 La Oroya (Cu) Peru Copper Doe Run



- 215 -

25 Las Ventanas Chile Copper ENAMI 26 Legnica Poland Copper KGHM Polska Miedz

27 Lünen Germany Copper Norddeutsche Affinerie AG 28 Miami USA Copper Phelps Dodge

29

Mount Isa Copper Smelter

Australia

Copper

Xstrata

30 Mufulira Zambia Copper First Quantum Minerals Ltd, Glencore, ZCCM 31 Nacozari (La Caridad) Mexico Copper Grupo Mexico SA de CV 32 Naoshima (Cu) Japan Copper Mitsubishi Materials Corporation 33 Nkana Zambia Copper ZCCM, ZCI

34

Norddeutsche Affinerie

Germany

Copper

Norddeutsche Affinerie AG

35 Norilsk Cu Russia Copper Norilsk Nickel 36 Olympic Dam Australia Copper WMC Resources Limited

37

Onahama

Japan

Copper

(Various), Dowa Mining Co. Ltd, Furukawa Co, Mitsubishi Materials Corporation, Mitsui Mining & Smelting Co

38

Onsan (Cu)

Korea, South

Copper

Gerald Metals, LG Group, Marubeni Corporation, Mitsui & Co Ltd, Nippon Mining & Metals

39 Paipote Chile Copper ENAMI 40 Palabora South Africa Copper Anglo American plc, Palabora Mining Co. Ltd, Rio Tinto

41

PASAR

Philippines

Copper

(Various), Glencore, Governments, International Finance Corp (IFC)

42 Pirdop Bulgaria Copper Umicore

43

Port Kembla Copper

Australia

Copper

Furukawa Co, Itochu Corporation, Nittetsu Mining Co, Sojitz Corporation

44 Potrerillos Chile Copper Codelco 45 Rayong Thailand Copper Thai Copper Industries 46 Ronnskar (Cu) Sweden Copper Boliden AB 47 Saganoseki Japan Copper Nippon Mining Holdings Group

48

Tamano

Japan

Copper

Furukawa Co, Hibi Kyodo Smelting Co. Ltd, Mitsui Mining & Smelting Co, Nittetsu Mining Co

49 Toyo/Niihama Japan Copper Sumitomo Metal Mining Co. Ltd 50 Tuticorin India Copper Sterlite Industries 51 Yunnan China Copper Yunnan Copper Co 52 Zhongtiaoshan China Copper Zhongtiaoshan Nonferrous Metal Co

27 Glosario

Este glosario está basado en codelcoeduca.cl, al cual se han agregado términos.

Alimentación: (feed) se refiere a la masa de roca o partículas que alimentan una determinada planta y que

es sometida a un proceso determinado, por ejemplo chancado, flotación, etc. Como término sinónimo, se utiliza en algunas partes del proceso la palabra cabeza (head).

Ánodo: Placas metálicas de cobre o plomo que se instalan en la celda electrolítica por las cuales entra la

corriente eléctrica (Carga positiva).

a. En el caso de la electrorrefinación, los cátodos iniciales son delgadas láminas de cobre de alta pureza que quedan formando parte del producto. En el caso de la electroobtención los cátodos utilizados son de acero inoxidable, los que permiten la depositación del cobre en sus caras, el cual es despegado posteriormente, dejando el cátodo en condiciones de ser utilizado nuevamente. En este caso, se habla de cátodos permanentes.

b. Placas de cobre de alta pureza que se obtienen en el proceso de electrorrefinación y de electroobtención. Estos cátodos también se llaman cátodos de cobre electrolítico de alta pureza y tienen una concentración de 99,9%.

Banco: en la explotación a rajo abierto se hacen cortes escalonados en el yacimiento. En los cortes se ven

dos caras descubiertas: una cara superior horizontal y una vertical lateral.

Barros anódicos Concentrado de metales preciosos generado durante la refinación electrolítica que se

realiza para producir cátodos de cobre.

Biotecnología: en términos generales, se puede definir biotecnología como el uso de los organismos vivos

para la obtención de productos útiles para el ser humano. La biotecnología moderna está compuesta por una variedad de técnicas derivadas de la investigación en biología celular y molecular, las cuales pueden ser utilizadas en cualquier industria que utilice microorganismos o células vegetales o animales. Es la aplicación comercial de organismos vivos o sus productos, la cual involucra la manipulación deliberada de sus moléculas de DNA..Fuente: http://www.portaley.com/biotecnologia/index.shtm

Booster: alto explosivo utilizado para mejorar la detonación de la columna explosiva (aumentar la velocidad

de detonación). Por lo general se utilizan explosivos de alta velocidad de detonación, como los APD.

Botaderos: son lugares especialmente destinados para recibir el material estéril de la mina a rajo abierto y

los ripios que se obtienen al desarmar las pilas de lixiviación.

Brillo o lustre: capacidad del mineral de reflejar la luz incidente. Se distingue el brillo metálico (pirita),

semimetálico (goletita) y no metálico (caliza).

Bronces: aleaciones de cobre y estaño u otro elemento que no supere el 12% del total. Burden:

distancia más próxima desde la perforación hacia la cara libre o banco de explotación. Carga de

pago: (pay load) es el peso total de carga (o de pasajeros) que un avión puede trasportar.

Carguío: una de las etapas que forma parte del proceso de explotación a rajo abierto. Se refiere específicamente a la carga de material mineralizado del yacimiento. El carguío se realiza en las bermas de carguío, las que están especialmente diseñadas para esta actividad.

Cátodo: (cathodes) placas metálicas de acero inoxidable o cobre puro que se instalan en la celda

electrolítica, por las cuales sale la corriente eléctrica. El cátodo tiene carga negativa y, por tanto, atrae a los cationes de cobre que son iones de carga positiva.

Cátodos de cobre: son las placas de cobre de alta pureza que se obtienen en el proceso de electrorrefinación y de electroobtención. Estos cátodos también se llaman cátodos de cobre electrolítico de alta pureza y tienen una concentración de 99,9%.

http://www.portaley.com/biotecnologia/index.shtm

Celdas de electroobtención: son las celdas electrolíticas en las que se realiza el proceso de

electroobtención.

Celdas de flotación: son espacios cerrados donde se realiza la concentración del cobre mediante el

burbujeo de aire en una solución. Las partículas de cobre que son hidrofóbicas se adhieren a las burbujas de aire y suben a la superficie desde donde rebasan a canaletas que se encuentran a los costados.

Celdas electrolíticas: corresponden a los recipientes donde se lleva a cabo la electrolisis tanto en el

proceso de electroobtención, como en el de electrorrefinación. En ellos la solución portadora de la especie disuelta del metal, previamente purificada y concentrada se hace circular a través de estas celdas especiales.

Cemento: producto derivado de la caliza, que es una roca sedimentaría que se explota comercialmente.

Chancado: Proceso mediante el cual se disminuye el tamaño de las rocas mineralizadas triturándolas con

chancadoras y molinos.

Chancador de mandíbulas: es un chancador que tiene dos superficies casi verticales que se llaman muelas

y funcionan como una mandíbula. Una de las muelas es móvil y la otra es fija. Cuando la muela móvil se aleja de la muela fija, caen piedras y cuando se acerca a la muela fija las tritura.

Chancador primario: es la maquinaria que realiza el primer proceso de chancado del material. Éste puede

ser un chancador giratorio, el que está formado por una superficie fija y una superficie móvil, ambas con la forma de un cono invertido. La superficie móvil gira con un movimiento excéntrico en un eje de rotación diferente al de la pieza fija y, por tanto, las rocas son trituradas cuando las dos superficies se encuentran.

Chicote: cables utilizados en los sistemas eléctricos de detonación. Conducen la corriente eléctrica.

Cinta transportadora: sistema de transporte del material sólido que se utiliza en distintas etapas del

proceso productivo del cobre. El material de distintas granulometrías (tamaños) se recibe sobre la cinta transportadora, sobre la cual se traslada desde un lugar a otro. Por ejemplo, en el proceso de chancado y molienda se usan cintas transportadoras de diferentes capacidades y características.

Cobre blister: cobre producido a partir de la fusión de la mata o eje en los hornos convertidores con una

pureza de 99,5%. Este cobre es llevado a los hornos de refino y de moldeo desde donde se obtiene el cobre anódico que va a la electrorrefinación. Su nombre proviene del aspecto que tienen los productos moldeados en su superficie (blister = ampolla).

Cobre de alta pureza: tiene una alta conductividad eléctrica y se utiliza en la fabricación de conductores

eléctricos, especialmente en conductores de diámetros pequeños.

Cobre: es un metal anaranjado brillante, rojizo, notable por un conjunto de propiedades que lo hacen

extraordinariamente útil y conveniente para una diversidad de usos. El nombre cobre viene de la isla de Chipre, donde se encontraba una de las minas más antiguas de este metal.

Cola: elemento de seguridad que se usa en la mina subterránea. Los operarios de las buitras que empujan

las rocas de mineral secundario al siguiente nivel, se amaran con esta cinta de alta resistencia a un cable de seguridad para no caerse en los piques.

Colada: es la etapa central en la fabricación de piezas de aleaciones metálicas. Consiste en verter el

material fundido a la caja de moldeo, donde se encuentra el molde de la pieza que se está fabricando.

Colectores: (collectors) reactivos de formulación compleja que se agrega a la pulpa de mineral (mezcla de

mineral molido y agua) y que tiene por objeto recubrir las partículas de minerales sulfurados y provocar una adherencia a las burbujas de aire, lo cual permite finalmente colectarlas en forma selectiva en la parte superficial de las celdas que contienen la pulpa

Complejo organo-meálico: Relacionado en SX con el reactivo orgánico extractante que se encuentra

diluido en un diluyente orgánico.

Compresores: son unidades de generación del aire comprimido que sirven para el accionamiento de la

perforadora. Existen varios tipos de compresores, dependiendo su elección de la capacidad de generar aire comprimido, desde los móviles hasta unidades fijas para grandes requerimientos.

Compuesto químico: sustancia formada por dos o más elementos que se combinan en proporción

invariable.

Concentración Proceso mediante el cual las especies minerológicas con valor económico que se

encuentran contenidas en un mineral, son separadas del material no valioso o de desecho, utilizando para tal efecto operaciones unitarias tales como chancado, molienda, flotación, etc.

Concentrado de cobre: pulpa espesa obtenida de la etapa de flotación en el proceso productivo, en la que

se encuentra una mezcla de sulfuro de cobre, fierro y una serie de sales de otros metales. Su proporción depende de la mineralogía de la mina.

Concentrador: planta de tratamiento o beneficio de mineral, donde se produce la concentración de las

partículas de minerales de cobre u otro elemento, dando como resultado el concentrado por un lado y el relave o cola, por otro. En yacimientos de cobre se utiliza el proceso de flotación para los minerales sulfurados, logrando concentrar éstos desde valores cercanos al 1% hasta valores de 30%.

Conminución: proceso de reducción de tamaño, que se inicia con el chancado y termina con la molienda

para el caso de los súlfuros que se procesan vía flotación.

Curado: proceso de impregnación del mineral con una solución ácida antes de ser depositado para su

lixiviación, el cual tiene por objeto producir la sulfatación (transformación a sulfatos) de los minerales oxidados de cobre, que es la primer etapa de ataque químico que se produce en los minerales. Esta etapa facilita el proceso de lixiviación del cobre que se produce en la pila.

Decantación: Etapa del proceso productivo del cobre en la que se reduce el agua del concentrado de cobre

que viene de la flotación.

Densidad de carga: Es la relación directa entre la densidad de un explosivo, medida en gramos por cm3, y

el diámetro de perforación definido en la faena minera. Por lo general los explosivos se cargan por kilos o metros en las perforaciones.

Densidad o peso específico: se entiende por peso específico el peso de la muestra sobre el peso del agua

a 4 ºCelcius, cuando de ambas sustancias se contrastan volúmenes iguales. Dicho valor depende de dos parámetros: la clase de átomos y la estructura cristalina

Depósito: parte o fracción de la corteza terrestre donde a través de procesos geológicos se formaron,

forman o acumulan, sustancias minerales útiles que pueden ser explotadas con beneficio económico, con los medios técnicos disponibles.

Depresantes: (depressors) reactivos de formulación compleja que se agrega a la pulpa de mineral (mezcla

de mineral molido y agua), que actúa en forma selectiva con el objeto de impedir que ciertos minerales sulfurados que no se consideran útiles (como la pirita, que es un sulfuro de hierro) sean colectados en el proceso de flotación.

Desquinche: consiste en la sobreperforación que se realiza para agrandar mediante tronadura una zona de

trabajo. Esto se efectúa cuando se desea una mejor operación de los equipos de carguío y transporte, habitualmente en minerías subterráneas.

Detonador: dispositivo que permite iniciar altos explosivos, de acuerdo con un tiempo de retardo que

contiene en el interior del "casquillo". Son considerados explosivos, ya que en su interior tienen 2 explosivos (primario y secundario) de alta sensibilidad.

Detritus: material que es evacuado desde los pozos de perforación, producto de la penetración de la roca.

Es utilizado comúnmente como material de taco para las tronaduras.

Dilución: mezcla de mineral con estéril producto de la tronadura y/o carguío. Tiene consecuencia directa en

la menor recuperación de mineral en los procesos de beneficio.

Disponibilidad física: es el tiempo en que el equipo está disponible para operar o realizar la función para la

que está diseñado, en relación al tiempo total, medido como un porcentaje (% disponibilidad).

Disponibilidad mecánica: corresponde al porcentaje de tiempo en que el equipo está disponible para

operar y realizar la función para la que está diseñado, en relación con el tiempo total. Esta disponibilidad se expresa como un porcentaje de disponibilidad (% disponibilidad).

DSP: Procesemiento digital de señales (Digital signal processing)

Dureza: la capacidad que tiene el mineral para rayar o dejarse rayar por otros minerales u objetos; depende

de la estructura cristalina, y por lo tanto de la fuerza de enlace químico.

Efecto hidrófobo: La hidrofobia es el rechazo al agua. Esta es una característica natural de ciertas

moléculas como es el caso de algunas grasas, la que puede ser utilizada como parte de un proceso de separación de mezclas.

Eje o mata: (matte) material en forma de una mezcla sulfurada, que contiene un 45 a 48% de cobre. Se

obtiene del horno de reverbero y se separa de la escoria por densidad.

Electrólisis: (electrolysis) método en que se obtiene la depositación de un elemento determinada desde una

solución que lo contiene, mediante la aplicación de una corriente eléctrica de baja intensidad. El elemento en cuestión es atraído hacia el polo negativo del circuito representado por una placa metálica a través de la cual sale la corriente.

Electrolito: (electrolyte) solución que contiene el cobre en forma de ión (catión con carga +2), utilizada en el

proceso de electrólisis.

Electrometalurgia: (electrometallurgy) término que abarca todos los procesos eléctricos para trabajar los

metales, como por ejemplo: electroobtención, electrorrefinación, etc., donde se utiliza el principio de la electrólisis.

Electroobtención: (electrowinning, EW) Proceso electrometalúrgico que se realiza en celdas electrolíticas,

donde se disponen alternadamente un ánodo (placa de plomo o de acero inoxidable) y cátodos (placa de acero inoxidable) dentro de la solución electrolítica previamente concentrada. Las placas metálicas están conectadas formando un circuito en que la corriente entra por los ánodos (polo positivo), viaja a través del electrolito y sale por los cátodos. El proceso de realiza mediante la aplicación de una corriente eléctrica de baja intensidad, la cual provoca que los cationes de Cu, de carga +2 (Cu+2) sean atraídos hacia el polo negativo o cátodo y se depositen sobre éste en forma metálica y de carga cero (Cu0), con una pureza de 99,99% cobre.

Electrorrefinación Proceso para producir cátodos de cobre que se lleva a cabo en celdas electrolíticas, en

las que se colocan alternadamente un ánodo de cobre blister y un cátodo inicial de cobre puro, en una solución de ácido sulfúrico. A esta instalación se le aplica corriente eléctrica continua de baja intensidad, que hace que se disuelva el cobre del ánodo y se deposite en el cátodo inicial, lográndose cátodos de 99,97% de pureza mínima.

Elemento químico: Sustancia que no puede separarse en sustancias mas sencillas utilizando métodos

químicos.

EMI: (Electromagnetic Interference) es la falla de operación de un dispositivo electrónico cuando está en el

entorno de un campo electromagnético causado por otro dispositivo electrónico. Esas emisiones electromagnéticas pueden causar malfuncionamiento o degradación en las funciones de equipamiento electrónico o que pueden causar daño biológico.

Energía de choque: Poder rompedor del explosivo, expresado en una fuerte vibración producto de la

detonación.

Energia de gas: Los gases producto de la detonación química se liberan a alta presión y temperatura, lo

que les confiere gran energía.

Escoria: (slag): material constituido en un 90% o más por sílice y hierro, con algún contenido de cobre

residual, que se separa de la mezcla fundida en el interior de hornos de reverbero o convertidores por gravedad, quedando ésta en la parte superior desde donde es retirada en forma separada de la parte donde está el cobre por vaciado del horno.

Espumante: reactivo que se agrega a la pulpa de mineral (mezcla de mineral molido y agua) en el proceso de flotación, con el objeto de producir burbujas que permitan captar las partículas de minerales sulfurados. El más conocido de éstos es el aceite de pino.

Estéril: (waste) se refiere al material que no tiene cobre (su ley está bajo la ley de corte), el cual es enviado

a botaderos.

Ethernet: es un estándar de transmisión de datos de redes de computadores de área local. El estándar

define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de tramas de datos del nivel de enlace de datos del modelo OSI.

Explosivo químico: mezcla de materiales combustibles y oxidantes, que, en una proporción adecuada y

con una iniciación determinada, genera gases a alta temperatura y presión a objeto de fragmentar y mover la roca.

Extracción por solvente: (solvent extraction, SX) método de separación de una o más sustancias de una

mezcla, mediante el uso de solventes. En el proceso de extracción del cobre, se utiliza una resina orgánica diluida en un solvente orgánico (parafina) la cual se mezcla por agitación con la solución PLS proveniente de la lixiviación. La resina orgánica permite capturar el cobre en solución, dejando las impurezas, tales como el hierro, aluminio, manganeso y otros en la solución original. La solución orgánica cargada con cobre es separada en otro estanque, donde se la pone en contacto con electrolito que tiene una alta acidez, lo cual provoca que la resina suelte el cobre y se transfiera a la solución electrolítica, la cual finalmente es enviada a la planta de electroobtención.

Fase acuosa: una solución rica de lixiviación, es la fase portadora del metal, usualmente se le denomina PLS (pregnant leaching solution), usado en proceso de SX

Fase extracto: Fase relacionada con la fase orgánica en procesos SX.

Fase orgánica: el reactivo extractante disuelto en un diluyente orgánico, usado en proceso de SX.

Fases líquidas: es la zona en que se reúnen los elementos en estado líquido.

Flotación: procedimiento que permite concentrar el cobre de la pulpa de material mineralizado que viene del

proceso de molienda. En las celdas de flotación se hace burbujear oxígeno desde el fondo de manera que las partículas de cobre presentes en la pulpa se adhieren a las burbujas de aire y así suben con ellas y se acumulan en una espuma. La espuma rebasa hacia canaletas que bordean las celdas y que lo llevan al proceso de decantación.

Fragmentación: material que ha reducido su tamaño producto de la tronadura, quedando listo para el

carguío y transporte. El grado de fragmentación se mide en cuanto al tamaño medio obtenido y su distribución.

Fundición: el proceso de fundición va desde la recepción y clasificación del concentrado de cobre, hasta la

producción de ánodos de 99,6 a 99,7%. El principal objetivo de la fundición es separar en el concentrado de cobre otros minerales e impurezas. Para esto el concentrado de cobre se funde en hornos de reverbero desde donde se obtiene la escoria y el eje (o mata) que contiene 45 a 48% de cobre. El eje o mata es llevado a los hornos convertidores donde se separa el azufre y el fierro obteniéndose metal blanco que contiene 70 as 75% de cobre. El metal blanco es llevado a un proceso de conversión desde donde se obtiene el cobre blister que tiene un 96% de cobre. Este cobre es llevado al proceso de pirorrefinación donde se obtiene el cobre anódico que contiene 96,6 a 96,7% de cobre.

Fusión: cambio de estado de la materia, en la que una sustancia pasa del estado sólido al estado líquido.

Ganga: (gangue): minerales sin valor económico y que acompañan a los que contienen los elementos

metálicos que se recuperan en el proceso industrial. Son los minerales, generalmente silicatos, que forman la roca y su alteración (cuarzo, feldespatos, micas, arcillas, etc.), los que ocupan entre el 90 y 95% del volumen total de la roca.

Geofísica: (geophysics): rama de la física que se preocupa de estudiar la Tierra. Utiliza las propiedades

físicas, tales como las sísmicas, gravimétricas, eléctricas, térmicas, radiométricas y magnéticas, del medio rocoso para determinar la composición y comportamiento dinámico de las rocas y materiales que componen la Tierra. En la exploración de yacimientos se utilizan diferentes métodos geofísicos (que determinan el comportamiento de alguna de las propiedades mencionadas) para ubicar anomalías que indiquen la presencia de metales en profundidad. Por ello se les conoce como métodos indirectos.

Geología: parte de las ciencias naturales que estudia las características físicas de la tierra; su forma,

constitución y origen. La geología abarca una serie de ciencias como son la mineralogía, cristalografía, petrografía, morfología, geodinámica, entre otras.

Geólogo: especialista que tiene conocimientos sobre la composición, estructura y evolución de la Tierra;

conoce la distribución de las rocas en el espacio y en el tiempo. Esta distribución de las rocas y minerales, permite al geólogo encontrar yacimientos de minerales, petróleo y gas. Además, esta disposición permite conocer la geología para poder asentar edificios, puentes y carreteras sin riesgo para las vidas humanas.

Geometalúrgico: (geometallurgical) se refiere a la relación existente entre el comportamiento metalúrgico

del mineral que es tratado en la planta de beneficio y las características geológicas que afectan dicho comportamiento, tales como las especies mineralógicas presentes, la dureza, el grado de fracturamiento, etc.

Geoquímica: (geochemistry) aspectos que son estudiados por la geoquímica, rama de la química que

estudia el comportamiento de los elementos químicos en la Tierra. En la exploración de yacimientos se utiliza la determinación de la abundancia de ciertos elementos que son indicadores de procesos geológicos, que pueden dar origen a depósitos de mineral.

Granulometría: se refiere al tamaño de los granos que forman la mezcla.

Hidrometalurgia: (hydrometallurgy) Rama de la metalurgia en la cual el elemento de interés es extraído

desde una solución que lo contiene. En la metalurgia del cobre, esta metodología es aplicada a los minerales oxidados, mediante la lixiviación en pilas o en bateas.

Hidrósfera: el planeta Tierra es el único del sistema solar que posee gran cantidad de agua en los tres

estados: sólido, líquido y gaseoso. La hidrósfera cubre el 70% de la superficie del planeta formando océanos, lagos, mares, ríos, torrentes, glaciares, etc.

Horno de reverbero: es un paralelepípedo de ladrillos refractarios de dimensiones variables. En este horno

se realiza a 1.200°C la fusión del concentrado de c obre para separar la escoria del eje o mata que contiene 45 a 48% de cobre.

Hornos pirometalúrgicos: se trata de hornos basculantes de refinación en los que se produce el cobre

anódico que tiene un 99,6% de pureza.

Hundimiento por bloques: (block caving) sistema de explotación de minas subterráneas en que la

extracción se realiza gracias a la fuerza de gravedad. Consiste en dividir el cuerpo mineralizado en bloques rectangulares y quebrar cada uno de estos en forma separada siguiendo una secuencia, mediante explosivos colocados en su base. De esta forma, el bloque se rompe en fragmentos que son retirados desde su parte inferior a través del nivel de producción y enviados a través de piques o y galerías hasta llegar al nivel de transporte desde donde son llevadas al proceso de chancado.

Hundimiento por paneles: (panel caving) es una aplicación particular del hundimiento por bloques, con la diferencia que el quiebre y extracción del mineral se va haciendo por tajadas de un ancho menor.

Jumbos: equipos mecanizados de perforación, utilizados principalmente en los métodos de explotación

subterráneos (horizontal y vertical). Han permitido, por una parte, aumentar la productividad de la perforación, ya que se incorporan más de dos perforadoras que pueden trabajar en forma simultánea, y por otra, la eficiencia, ya que los sistemas automatizados pueden controlar la rotación, percusión, barrido y avance.

Ley de cobre: es el porcentaje de cobre que encierra una determinada muestra. Cuando se habla de una

ley del 1% significa que en cada 100 kilogramos de roca mineralizada hay 1 kilogramo de cobre puro.

Ley de corte: (cutoff grade) corresponde a la ley más baja que puede tener un cuerpo mineralizado para ser

extraído con beneficio económico. Todo el material que tiene un contenido de cobre sobre la ley de corte se clasifica como mineral y es enviado a la planta para ser procesado, en tanto que el resto, que tiene un contenido de cobre más bajo, se considera estéril o lastre y debe ser enviado a botaderos.

Ley de mena: se refiere al contenido de un determinado metal en la mena, expresado en porcentaje (%), en

ppm (partes por millón) o en gramos por tonelada (g/t).

Ley de mineral: se refiere a la concentración de oro, plata, cobre, estaño, etc., presente en las rocas y en el

material mineralizado de un yacimiento.

Ley de un yacimiento: la distribución de una mineralización dentro de un yacimiento no es uniforme,

existiendo zonas con menas de análogas o idénticas mineralogías pero distintas leyes. La ley de un yacimiento es la media ponderada de las leyes correspondientes a las menas de las distintas zonas del yacimiento.

LHD (load-haul-dump) (min), equipo LHD, cargador LHD, máquina cargadora-transportadora, cargador

frontal móvil para carguío y acarreo subterráneo

LIBS: Laser Induced Breakdown Spectroscopy

Lidar: Light Detection And Ranging

Lixiviación: (leaching) proceso hidrometalúrgico mediante el cual se provoca la disolución de un elemento desde el mineral que lo contiene para ser recuperado en etapas posteriores mediante electrólisis. Este proceso se aplica a las rocas que contienen minerales oxidados, ya que éstos son fácilmente atacables por los ácidos. En la lixiviación del cobre se utiliza una solución de ácido sulfúrico (H2SO4).

Malla de perforación: plano que identifica la disposición de la perforación en una zona determinada de la

mina. Este plano sirve para realizar la perforación. Contiene la siguiente información básica: zona, número de perforaciones, profundidad y diámetro de perforación.

Martillos picadores: ( hammerpicks) equipos mecanizados que consisten en un brazo articulado que posee

una punta de aleación de acero de gran resistencia y dureza en su extremo, la cual aplicada con vibración sobre un trozo de roca o colpa permite quebrarla en fragmentos menores, aptos para su paso hacia las etapas siguientes del proceso.

MEMS: Micro-Electro-Mechanical Systems es la integración de elementos mecánicos, sensores, actuadores,

y electrónica en un substrato común de silicio.

Mena: (ore): minerales de valor económico, los cuales constituyen entre un 5 y 10% del volumen total de la

roca. Corresponden a minerales sulfurados y oxidados, que contienen el elemento de interés, por ejemplo cobre, molibdeno, zinc, etc.

Metal blanco: (white metal) se refiere al metal que sale del Convertidor Teniente de un proceso de fusión

conversión que contiene 70 a 75% de cobre. El cobre del metal blanco se encuentra en forma de sulfuro de cobre (Cu2S), lo que le da el aspecto blanquecino.

Metal: sustancia que tiene un lustre específico y que es buen conductor del calor y de la electricidad y que

se puede golpear y moldear en varias formas.

Metalurgia extractiva: se refiere al arte y la ciencia de adaptar los metales extraídos desde sus menas para

ser utilizados por el ser humano.

Mezcla: dos o más compuestos que están unidos físicamente pero que no químicamente, por eso los componentes de la mezcla pueden ser separados mediante métodos físicos.

Minas a rajo abierto: estas minas se explotan en la superficie utilizando una línea de explosivos. Luego de

la tronadura, que remueve el material mineralizado, se realiza el carguío en camiones o en cintas transportadoras, usando cargadores frontales o palas mecánicas, que lo llevan hasta la Planta de Chancado para iniciar el proceso de concentración.

Minas subterráneas: son las minas cuya explotación se realiza bajo tierra. En estas minas, el sistema de explotación que se utiliza para extraer las rocas, es el de hundimientos por bloques.

Mineral de baja ley: roca con una ley de mineral demasiado baja para considerar su procesamiento en

concentradora, y que se acumula en botaderos especiales hasta que las condiciones del negocio determinan otra cosa.

Mineral de ganga: es el mineral que acompaña al cobre.

Mineral oxidado: se refiere a los óxidos de cobre, que es una de las formas en la que se encuentra el cobre

en la naturaleza.

Mineral primario: (primary ore) zona primaria. Corresponde a la parte profunda de un yacimiento en que se

han preservado las características de su formación original, con minerales formados a grandes presiones y temperaturas, por lo que las rocas son en general duras e impermeables. En yacimientos de cobre, los minerales de mena característicos son los sulfuros bornita, calcopirita y pirita.

Mineral secundario: (secondary ore) zona secundaria. Corresponde a la parte que se ubica

inmediatamente sobre la primaria, en que los minerales han sido alterados por efecto de la circulación de aguas de origen superficial, lo cual produce disolución de algunos minerales (por ejemplo, anhidrita) y enriquecimiento de los sulfuros, lo cual consiste en el aumento del contenido de cobre, pasando a constituir otro mineral (por ejemplo, transformación de calcopirita, con un 35% de cobre, a calcosina, con un 80% de cobre). Generalmente constituyen las zonas de mejores leyes en sulfuros de un yacimiento.

Mineral sulfurado de cobre: se refiere a un mineral que tiene cobre en forma de sulfuros.

Mineral: (mineral, ore) compuesto químico inorgánico, de origen natural, que posee una estructura interna y

composición química característica, formado como resultado de procesos geológicos. Un mineral puede estar constituido por un solo elemento (nativos, como por ejemplo: oro, plata, cobre) o, más comúnmente, por una asociación de distintos elementos (sulfuros, carbonatos, óxidos, etc). En la actualidad se han reconocido más de 3.000 especies de minerales. Término minero que se refiere a la masa rocosa mineralizada o recurso que es susceptible de extraerse y procesarse con beneficio económico. De esta manera, se diferencia entre mineral y estéril o lastre, que no tiene valor económico.

Minerales de cobre: los minerales de cobre pueden ser minerales sulfurados (o sulfuros) y minerales

oxidados (u óxidos).

Minerales polimorfos: minerales que tienen la misma composición química, como el diamante y grafito o la

calcita y el aragonito, pero que tienen propiedades muy diferentes.

Moldeo: etapa de la fundición en la que el cobre refinado se moldea de acuerdo a las formas como se

comercializa, sea en barras o en ánodos que van a electrorrefinación.

Molienda: proceso mediante el cual se reduce el tamaño del material mineralizado a menos de 0,2

milímetros, de manera que sea adecuado para la flotación. Al material mineralizado que viene de la planta de chancado se le agrega agua y algunos reactivos y se lleva a los molinos de barra y de bolas. Los molinos giran y las barras o bolas muelen el material.

Molino de barras: son molinos de máquinas cilíndricas que tienen en su interior barras de acero que cuando el molino gira caen sobre el material. Los molinos de barras realizan la molienda fina, que es la última etapa de molienda en la que el material que se entrega pasa por un tamiz de malla de 1 mm

2 de

sección.

Molino de bolas: cilindro metálico cuyas paredes están reforzadas con material fabricado en aleaciones de

acero al manganeso. Estas molduras van apernadas al casco del molino y se sustituyen cuando se gastan. El molino gira y la molienda se realiza por efecto de la bolas de acero al cromo o manganeso que, al girar con el molino, son retenidas por las ondulaciones de las molduras a una altura determinada, desde donde caen pulverizando por efecto del impacto el material mineralizado mezclado con agua.

Molino SAG (SemiAutóGeno): este es un molino de gran capacidad que recibe material directamente del

chancador primario. El molino tiene en su interior bolas de acero de manera que, cuando el molino gira, el material cae y se va moliendo por efecto del imapcto. La mayor parte del material que sale de este molino pasa a la etapa de flotación para obtener el concentrado de cobre, y una menor proporción vuelve a la molienda en el molino de bolas para seguir moliéndolo.

Muestras geológicas: denominación comúnmente dada a cualquier muestra que se toma en terreno para

análisis posterior.

Off the shelf: designa el software o hardware, tecnología en general, que están listas y disponibles para la

venta al público en general. El término se utiliza en contraposición a desarrollos propios o tecnologías que deben ser configuradas, adaptadas o modificadas antes de ser usadas.

Óxidos: (oxides) en sentido estricto, se refiere a minerales formados por el enlace entre metales y

metaloides con oxígeno. En minería, se utiliza este término para referirse a todos los minerales derivados del

proceso de oxidación de un yacimiento, es decir el ataque del mineral por parte del oxígeno proveniente de la atmósfera bajo la forma de fluidos oxidantes (agua, aire). Por esta razón, estos minerales se forman cerca de la superficie. Entre los minerales oxidados de cobre u óxidos más comunes se tienen los carbonatos (malaquita y azurita), los sulfatos (brochantita y antlerita), el oxicloruro (atacamita y el silicato hidratado crisocola).

pH: se refiere al grado de acidez o basicidad de una solución, el cual se mide por la concentración del ión

hidrógeno en ésta. Se expresa en valores que van desde 0 a 14, siendo el valor medio (7) correspondiente a una solución neutra (por ejemplo, el agua para beber), en tanto que valores más bajos indican soluciones ácidas y valores altos, soluciones básicas.

Pilas de lixiviación: (heap leaching) son las acumulaciones de material mineralizado que se realiza en

forma mecanizada, formando una especie de torta o terraplén continuo de 6 a 8 m de altura, levemente inclinada para permitir el escurrimiento y captación de las soluciones, sobre la que se riega una solución de ácido sulfúrico para extraer el cobre de los minerales oxidados.

Piques: son los túneles verticales que comunican los niveles de hundimiento con los de producción y de

transporte al interior de la mina subterránea.

Pirometalurgia: (pyrometallurgy) rama de metalurgia en que la obtención y refinación de los metales se

procede utilizando calor, como en el caso de la fundición. Prácticamente todos los metales como el hierro, níquel, estaño y la mayor parte del cobre, oro y plata son obtenidos desde el mineral o su concentrado por métodos pirometalúrgicos. Es el más importante y más antiguo de los métodos extractivos de metales, utilizado por el hombre.

Plan minero: programa de producción de corto, mediano y largo plazo de una faena minera, que contempla

a lo menos el ritmo de producción (toneladas de mineral y estéril), sectores por explotar, leyes y destinos de los diferentes materiales que se extraen.

Planta: (plant) se refiere a todas las instalaciones industriales en que se realizan los procesos de beneficio

de mineral para la extracción del cobre. Cada área también es nombrada como planta, por ejemplo planta de chancado, planta de secado, etc.

PLC: Controlador Lógico Programable

PLS: Solución de lixiviación cargada. Se refiere a la solución que sale de las instalaciones de lixiviación (Pilas, bateas, etc.) y que ha sido enriquecida por la disolución de cobre desde el mineral.

Precorte: técnica de tronadura controlada que tiene como principal objetivo generar una discontinuidad o

fractura a lo largo de una línea (línea de precorte) con explosivos. Su objetivo es disminuir o atenuar el daño en zonas que se desea proteger (bermas, caminos, etc.).

Proceso de producción de los óxidos: las etapas del proceso de producción de óxidos son: extracción,

chancado, lixiviación y electroobtención.

Proceso de producción de los sulfuros: las etapas del proceso de producción de los sulfuros son:

extracción, chancado, concentración, fundición y electrorrefinación.

Proceso electrometalúrgico: en un proceso de electrometalurgia se usa la electricidad para extraer el

metal valioso desde el concentrado.

Proceso físico químico: es un proceso en el cual ocurren cambios físicos y químicos, los que están

íntimamente relacionados con las propiedades físicas y químicas de las moléculas. En el caso de la flotación, las características y propiedades físicas del cobre permiten que éste sea atraído hacia las burbujas de aire. El cambio químico dice relación con el hecho de que el cobre se separa de los otros minerales que lo acompañan, dejando de formar parte del compuesto en el que estaba.

Proceso productivo del cobre: incluye la línea de producción de los óxidos y la de los sulfuros, cada una

de las cuales tiene por resultado la producción de cátodos de cobre de alta pureza.

Propiedades metalúrgicas: son las propiedad dadas por los constituyentes estructurales y mecánicos de

una pieza.

Protocolo 4-20mA, clásico protocolo analógico de transmisión de señales, de alta resistencia al ruido. El

valor más bajo es representado por una corriente de 4 mA y el más alto por una corriente de 20 mA.

Refino: Es la solución empobrecida en cobre después del proceso de extracción por solvente y que es

enviada de vuelta a las pilas para integrarse al proceso de lixiviación.

Relave: (tail) corresponde al residuo, mezcla de mineral molido con agua y otros compuestos, que queda

como resultado de haber extraído los minerales sulfurados en el proceso de flotación. Este residuo, también conocido como cola, es transportado mediante canaletas o cañerías hasta lugares especialmente habilitados o tranques, donde el agua es recuperada o evaporada para quedar dispuesto finalmente como un depósito estratificado de materiales finos (arenas y limos)

RFID (Radio Frequency IDentification) o identificación por radiofrecuencia es un sistema de almacenamiento

y lectura de datos inalámbrico que usa dispositivos denominados etiquetas, transpondedores o tags RFID. La tecnología RFID fue creada para transmitir la identidad de un objeto mediante ondas electromagnéticas. Las etiquetas RFID son unos dispositivos de pequeño tamaño, que contienen una antena para recibir y responder a un emisor-receptor RFID.

Ripios: (tail) se refiere al material que queda como residuo del mineral una vez que todo el cobre ha sido

lixiviado, el cual es deshechado en áreas especiales o botaderos de ripios.. Corresponde a la cola del proceso de lixiviación.

Robótica: tecnologías de diseño, fabricación y programación de robots.

Roca de caja: Roca adyacente a la mineralización, define las zonas mineralizadas.

Roca estéril: denominación a la roca de menor calidad a la requerida o sin ley.

Roca mineral: denominación que se le da a la roca de cierta calidad (ley).

ROM, granulometría ROM (Run of Mine): tamaño de las rocas recibidas desde la mina, antes de chancado.

RS-232: norma de transmisión serial de datos binarios entre un DTE (Equipo terminal de datos) y un DCE (Data Communication Equipment, Equipo de Comunicación de datos),

Sensor: aparato capaz de transformar magnitudes físicas o químicas en magnitudes eléctricas

Solución electrolítica: es una solución que, al someterse a electrólisis, sus componentes se pueden

separar en cargas eléctricas opuestas.

Solución: mezcla homogénea en la que una o más sustancias (soluto) se encuentran disueltas en un

solvente.

Soluto: es la sustancia que se ha disuelto en un solvente.

Solvente: sustancia que puede disolver a otra para formar una mezcla homogénea, llamada disolución o

solución.

Sondajes: (drill holes) perforaciones de pequeño diámetro y gran longitud que se efectúan para alcanzar

zonas inaccesibles desde la superficie o laboreos mineros. Los sondajes permiten obtener muestras de dichas zonas a profundidades de hasta 1.200 m para ser estudiadas y analizadas por lo geólogos. Las técnicas más utilizadas actualmente son la perforación con recuperación de testigos o diamantina y la con recuperación de detritos o aire reverso. En la primera se utiliza una tubería engastada en diamantes en la punta, obteniéndose un cilindro de roca de un diámetro entre 2 y 5 pulgadas, en tanto que la segunda se realiza con herramientas que van moliendo la roca, permitiendo obtener sólo trozos de roca de hasta 1 cm.

Sondeos y testigos de sondajes: son muestras de rocas que permanecen como testimonio de la

exploración.

Stock pile: acumulación de mineral que generalmente se utiliza en aquellos períodos en los que la mina

debe parar (condiciones climáticas), permitiendo mantener el ritmo de producción y de alimentación a la planta de procesamiento.

Sulfato de cobre: el ácido sulfúrico forma sales que se llaman sulfatos, los que en su mayoría son solubles.

El sulfato de cobre es la sal que forma el ácido sulfúrico con el cobre. Este sulfato tiene efectos bactericidas por la presencia de cobre.

Sulfuros: (sulfides) minerales constituidos por el enlace entre el azufre y elementos metálicos, tales como el

cobre, hierro, plomo, zinc, etc. Los minerales sulfurados de cobre más comunes son calcopirita (CuFeS2, bornita(Cu5FeS4) calcosina (Cu2S), covelina (CuS) y enargita (Cu3AsS4). Un subproducto importante de estos yacimientos es el molibdeno, que está en la forma de molibdenita (MoS2).

Sustancias puras: las sustancias puras tienen una estructura química definida que no cambia. Por ejemplo,

el agua está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Si bien tiene átomos diferentes, el agua pura tiene siempre esta misma estructura y los mismos átomos.

Talud: en la mina a rajo abierto los bancos se van sucediendo unos a otros en un plano inclinado que es el

talud. El ángulo del talud que se le da a la mina se determina según las características de la roca (estructura y resistencia), estudios sísmicos y considerando las condiciones hidrológicas del lugar (lluvias, presencia de ríos y lagunas).

Tronadura: (blasting) la tronadura es la fragmentación instantánea que se produce en la roca por efecto de

la detonación de explosivos depositados en su interior. La tronadura primaria es la que se realiza e directamente en el macizo rocoso para separar y fragmenta parte de éste, ya sea en minas a rajo abierto o subterráneas, en tanto que se denomina tronadura secundaria a la que se realiza sobre fragmentos de gran tamaño o colpas ya separados del macizo, de manera de lograr su reducción al tamaño adecuado para ser cargadas y transportadas a la planta.

UAV: aviones no-tripulados (unmanned-aircraft vehicle)

Vapores explosivos: Se refiere a los gases liberados a la atmósfera producto de la detonación. El tipo, color, olor y concentración de estos gases definen la buena o mala reacción química o detonación.

Voladuras (tronaduras): procesos de fragmentación y desplazamiento de la roca mediante el uso de

explosivos.

Yacimiento: masa de roca localizada en la corteza terrestre que contiene uno a varios minerales en

cantidad suficiente como para ser extraídos con beneficio económico. Existen yacimientos de diferentes tipos, pero en el caso del cobre, los de mayor volumen corresponden a los denominados pórfidos cupríferos.

estudio de identificaciÓn de oportunidades … · 23 principales minas de cobre a cielo abierto en...

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