RESUMEN DE RESULTADOS: Foro “Circular Economy in the Mining Sector. Discussing Opportunities Available for Mining Companies”.

El miércoles 17 de junio de 2020, tuvo lugar el foro sobre „Circular Economy in the Mining Sector: Opportunities Available for Mining Companies”. El evento se celebró íntegramente en inglés, en formato de seminario web. En total, más de 300 personas de diferentes países del mundo se han unido a esta actividad. El foro forma parte del proyecto Eco Mining Concepts, una red germano-chilena para la minería sostenible. La red cuenta con el apoyo financiero del Ministerio Federal de Economía y Energía de Alemania (BMWi).

Objetivos Estratégicos

El tema de la Economía Circular ya ha sido priorizado por el Comité Asesor de la red como uno de los temas rectores para el año 2020 del proyecto. La junta asesora está formada por varios organismos gubernamentales e institutos de investigación de Alemania y Chile. Los objetivos concretos del seminario se definieron de la siguiente manera:

  • Estimular el intercambio de opiniones y experiencias entre los actores alemanes y chilenos interesados en la minería sostenible y los servicios ambientales.
  • Definir las posibilidades, los enfoques de innovación y los ejemplos de “best-practices” para la industria minera chilena.
  • Impulsar la implementación de la economía circular en el sector minero chileno, para desarrollar cadenas de valor sostenibles y generar estímulos para la innovación.

Resumen del Contenido

Después de una breve bienvenida por parte de las autoridades gubernamentales alemanas y chilenas, el discurso de apertura del Prof. Dr. Michael Braungart dio inicio al seminario, seguido de otras tres conferencias con un panel de discusión posterior.

El orador principal, el Prof. Dr. Michael Braungart, es considerado internacionalmente como un pionero en el campo de la economía circular. Como cofundador del concepto de diseño Cradle to Cradle, ha recibido varios premios internacionales. En su ponencia, sugirió redefinir el cobre en el sector minero como un producto de servicio y generar así una mayor conformidad con los principios de la economía circular. Este concepto se basa en la idea de que los países que son protagonistas mundiales en el ámbito de los recursos naturales, como Chile, no sólo venden y exportan sus materias primas, sino que ofrecen el uso de este recurso como un servicio. Esto significa que posteriormente recuperan la materia prima primaria a través del reciclaje para no perder la propiedad de la misma y tener ingresos constantes que pueden ser utilizados para innovaciones, también en temas de sostenibilidad. Además, en lo que respecta a la sostenibilidad en el sector de la minería, el profesor Braungart sostiene que no hay que centrarse en cómo reducir al mínimo el daño ambiental, sino más bien en el enfoque de dejar una “huella beneficiosa”. En su opinión, es la única manera de lograr una verdadera ecoeficacia.

PRESENTACIÓN EN PDF DISPONIBLE A SOLICITUD PARA PARTICIPANTES DEL FORO

Cleve Lightfoot es Head of Innovation de la empresa minera australiana BHP, representando la perspectiva de las empresas de extracción y procesamiento de recursos minerales. En su presentación, expuso el contexto del recientemente iniciado BHP Tailings Challenge como ejemplo de un enfoque proactivo adoptado por la industria minera. El objetivo del desafío es identificar nuevas soluciones para la reducción y el reciclaje de los desechos industriales. El resultado final esperado es una solución comercialmente viable que permita a las operaciones mineras de BHP reutilizar un volumen relevante de colas. El proceso se establece para desarrollar esa solución desde una idea conceptual hasta un producto o servicio real.

Carlos Rebolledo presentó en nombre de EcoMetales, una subsidiaria de la empresa minera estatal Codelco. Describió diferentes posibilidades y mejores prácticas para la recuperación de elementos de valor y recursos de varios residuos del proceso minero.

Tobias Pinkse y Ana Oellermann representaron a la vista de los proveedores mineros alemanes, hablando en nombre de K-UTEC, miembro de la red Eco Mining Concepts, y en nombre de Schachtbau Nordhausen. Ambos expertos presentaron ejemplos de mejores prácticas en la industria de la potasa para activar antiguas minas en la minería subterránea en términos de la economía circular mediante posibilidades tecnológicas / métodos de relleno.

Las presentaciones individuales fueron seguidas de un panel de debate moderado por Andrés Mitnik, Business Director de la red de innovación chilena Expande. Los participantes del panel:

  • Prof. Dr. Michael Braungart, EPEA, Agencia de Protección y Fomento del Medio Ambiente de Hamburgo
  • Jorge Cantallopts, Comisión Chilena del Cobre Cochilco
  • Guillermo González Caballero, Ministerio de Medio Ambiente de Chile, Oficina de Economía Circular
  • Carlos Rebolledo, EcoMetales
  • Cleve Lightfoot, BHP

Todos los panelistas estuvieron de acuerdo: Chile va por buen camino hacia una economía circular en el sector minero. El curso se ha establecido y se ha desarrollado un marco político de apoyo. El sector minero chileno sólo tiene un futuro prometedor si se adapta totalmente a los principios de la economía circular. Para lograrlo, las empresas privadas y estatales deben ser y serán innovadoras, pensar fuera de la caja e integrar nuevos enfoques e ideas.

Evaluación de los Resultados

Durante el evento se presentaron diferentes perspectivas y enfoques de la ciencia, la política, los proveedores de la minería y las propias empresas mineras. Esto estimuló un nuevo intercambio de intereses, que se reflejó, por ejemplo, en las numerosas preguntas que el público planteó a los oradores.

La respuesta positiva general ilustra el gran interés actual por el tema, así como la importancia del componente de innovación integrado en el tema. La intensificación de la cooperación germano-chilena en esta esfera puede contribuir a dar mayor impulso a la innovación y a nuevos enfoques de soluciones y estructuras de redes en el futuro. Las empresas proveedoras alemanas son un socio fuerte e innovador con tecnologías sostenibles en el camino hacia una economía más circular en la minería chilena.

El contenido de las presentaciones de los oradores es de su exclusiva responsabilidad y no refleja necesariamente la posición de la Cámara Chileno-Alemana de Comercio e Industria o del Ministerio Federal de Economía y Energía de Alemania.

En cooperación con:

Foro Circular Economy in the Mining Sector: Discussing Opportunities Available for Mining Companies .

Le invitamos a participar del foro binacional “Circular Economy in the Mining Sector. Discussing Opportunities Available for Mining Companies” con distintos expertos y público de Chile y Alemania. Tendrá lugar el miércoles, 17 de junio de 2020 en formato de webinar. La actividad es parte del Proyecto Eco Mining Concepts, la red chileno-alemana para la minería verde y cuenta con el respaldo del Ministerio de Economía y Energía de la República Federal de Alemania (BMWi).

Idioma del webinar es inglés.

AQUÍ SE PUEDE REGISTRAR

EL PROGRAMA

09:00 hs – 09:10 hs Welcome and Introduction
Annika Glatz, Project Leader Mining, Raw Materials & Sustainability
Ricardo Irarrázabal, Undersecretary of the Chilean Ministry of Mining 
Dr. Markus Utsch, International Policy Unit for Raw Materials, German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy (BMWi)
09:10 hs – 09:40 hsKey Note: Cradle to Cradle as an Innovation Platform in Mining Industries – Copper as a Service Product
Prof. Dr. Michael Braungart
Leuphana University Lüneburg, Braungart EPEA – Environmental Protection and Encouragement Agency in Hamburg
09:40 hs – 10:05 hsBHP Tailings Challenge
Speaker: Cleve Lightfoot
Head of Innovation at BHP
10:05 hs – 10:10 hsBreak  
10:10 hs – 10:35 hsCircular Economy in Copper Smelting and Refining
Speaker: Carlos Rebolledo
Business Development Manager at EcoMetales
10:35 hs – 11:00 hsMaximising Re-use and Resource Efficiency of Mining Assets: Best Practice Examples from the Potash Industry to Inspire
Speakers:
Ana Carolina Oellermann, Project Engineer at Schachtbau Nordhausen;
Tobias Pinkse, Project Manager & Business Developer at K-UTEC AG Salt Technologies
11:00 hs – 11:30 hsPanel Discussion: Defining the Status Quo of Circular Economy in the Chilean Mining Sector: Where are we now and where are we going to?  
Prof. Dr. Michael Braungart, EPEA
Jorge Cantallopts, Cochilco
Guillermo Gonzalez Caballero, Head of the Circular Economy Office at the Ministry of Environment 
Carlos Rebolledo, Ecometales
Cleve Lightfoot, BHP

Moderator: Andrés Mitnik, Fundación Chile
11:30 hsFinal Remarks  

SPEAKERS & PANELISTS

KEYNOTE-SPEAKER: Prof. Dr. Michael Braungart

Leuphana University Lüneburg, Braungart EPEAEnvironmental Protection and Encouragement Agency in Hamburg

Michael Braungart is professor at the Leuphana University Lüneburg and founder of EPEA, Environmental Protection and Encouragement Agency in Hamburg (Germany), ‘The cradle of Cradle to Cradle’. He is also co-founder of McDonough Braungart Design Chemistry (MBDC) in Charlottesville, Virginia and founder of the Hamburger Environmental Institute (HUI). For decades, Prof. Dr. Michael Braungart has pioneered the Cradle to Cradle design concept. He has worked with a number of organizations and companies across a range of industries, and has developed tools for designing eco-effective products, business systems and intelligent materials pooling. In 2019 Michael Braungart was awarded the Goldene Blume von Rheydt (Golden Flower of Rheydt), the oldest environmental protection award in Germany, for his work.

Cleve Lightfoot
Head of Innovation at BHP

Cleve Lightfoot is an experienced Technology Lead with a demonstrated history of working in the mining & metals industry. Additionally, he is a strong information technology professional skilled in Copper, Leaching, Reliability Engineering, Minerals, and Continuous Improvement. Currently, he holds the position of Head of Innovation at BHP, is Director of the Foundation Chile (representing BHP), as well as of Inversiones Innovadoras S.A.. Moreover, he is Advisory Board Member at “Talento Digital para Chile”.

Andrés Mitnik
Director of Business Development for Open Innovation in Mining at Fundación Chile

Andrés Mitnik is a Civil Industrial Environmental Engineer and holds Masters degrees from Harvard University and NYU. During his career he has participated in projects around the world with institutions such as the World Bank, IFC, IDB, think tanks and private companies. Andrés has spent 8 years working on innovation with the mining industry from different angles, including project delivery, financing and open innovation. Today, from his role as Business Director of Expande, he leads the management of the BHP Tailings Challenge.

Jorge Cantallopts A.
Research and Public Policy Director, Chilean Copper Commission (Cochilco)

Jorge Cantallopts has been the Director of Research and Public Policies of the Chilean Copper Commission (Cochilco) since 2014. He has also served as Coordinator of Public Policies between 2007 and 2011. He previously served as executive director of MBChile consultant and advisor of the Mining Council. He has worked in areas of study and statistics in the Internal Revenue Service and the Central Bank of Chile among others institutions. He is the author of several articles on economics and mining policies, and has been professor of assessment projects, economic theory and market analysis of minerals in different universities in Chile. He has Masters in Financial Economics and Economist from the University of Santiago de Chile. He has 20 years of experience as an economist, of which over 20 have been dedicated to the analysis of the mining sector.

Carlos E. Rebolledo Ibacache
Business Development Manager, EcoMetales Limited

Carlos E. Rebolledo Ibacache, is a Biochemical Engineer from the Pontificia Universidad Católica de Valparaiso, Chemical Engineer from Politecnico di Torino and Master in Environmental Management,  from Universidad del Desarrollo. He worked on environmental and process design at AMEC Engineering Company (Wood) and then on Arauco, where develop new techniques for the treatment of pulp mill and panel board effluents, and participate in the design and construction of new facilities between 2006 and 2010. Actually is the Business and Development Manager in EcoMetales, EcoMetales is a CODELCO subsidiary and treat hazardous wastes from copper smelters and refineries, recover the valuable metal and disposing the arsenic as scorodite. He has been a member of CESCO since last year, where he is committed to promoting cleaner and greener mining. Since 2018, has been involve in the local StartUps development and the last year participate in the Venture Capital Executive Program organized by Universidad Adolfo Ibañez, SOFOFA and Venture Capital Chilean Association (ACVC).

Ana Carolina Oellermann
Project Engineer, M. Sc., Schachtbau Nordhausen

Ana Carolina Oellermann has received a bachelor degree in Mining Engineering in 2009 from the Federal University of Ouro Preto in Brazil. During her studies she has gained experience in the mineral processing industry by working in two different processing plants at iron mines in Brazil. After that, she has completed her master degree in Materials Engineering from the University of Augsburg in Germany. Ana is currently employed by Schachtbau Nordhausen, since september 2019,  as a Project Engineer with focus on international mining projects and business development.

Tobias Pinkse
Project Manager & Business Developer, M. Sc., K-UTEC AG Salt Technologies

Tobias Pinkse has received a graduate degree in Mining Engineering in 2002 from the Technical University of Delft in The Netherlands. He has gained a broad experience in project management, (solution) mining, backfilling technology, extractive and industrial waste management, underground (cavern) storage, geotechnics, environmental impact assessment, permitting processes and stakeholder engagement through several roles in the civil engineering, oil & gas and salt mining industries. Tobias has joined K-UTEC in 2016 and is currently project manager and business developer within the waste management and backfilling technology department.

Guillermo Gonzalez Caballero
Head of the Circular Economy Office at the Chilean Ministry of Environment

Guillermo González is head of the Circular Economy Office of the Chilean Ministry of the Environment. Guillermo is an Environmental Civil Engineer from the Catholic University of Chile, and holds a Master’s degree in Public Policy and a Master’s degree in Environmental Engineering from the University of California-Berkeley. He has more than 10 years of experience doing environmental consulting for the public and private sector, and working in different civil society organizations, among others, as executive director of the research center Espacio Público. He has taught courses in environmental management, environmental impact assessment and air quality at the Universidad Católica, Universidad Adolfo Ibáñez and Universidad del Desarrollo.

PATROCINADORES

Abiertas postulaciones para apoyar a proyectos de eficiencia energética en la minería

El objetivo es apoyar a proyectos que posean alto impacto en reducción de emisiones y replicabilidad en el sector minero.

La GIZ en el marco de su proyecto “Eficiencia energética en la minería, materias primas y clima” del programa de Energías Renovables y Eficiencia Energética, abrió las postulaciones para que empresas del sector minero o desarrolladores puedan recibir apoyo técnico para poder lograr la implementación de proyectos de eficiencia energética.

Con estas postulaciones se busca apoyar iniciativas en el ámbito de la eficiencia energética en el sector minero en Chile, los cuales posean alto impacto en reducción de emisiones a través de la disminución del consumo energético y alta replicabilidad en el sector.

El apoyo técnico consiste en el desarrollo de estudios (o parte de ellos) de pre-factibilidad, evaluaciones técnica y económica a proyectos que presenten brechas técnicas para su ejecución o avance mediante una asesoría especializada.

En Chile la GIZ apoya al Ministerio de Energía y a la Agencia de Sostenibilidad Energética (ASE) en la generación, replicación y adaptación de iniciativas de eficiencia energética, que entre sus actividades pretende acelerar la introducción en el país de medidas concretas para el aumento de la eficiencia energética y la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.

Quiénes pueden postular

Pueden solicitar el apoyo empresas mineras, de ingeniería y/o consultoras que ejecuten o desarrollen proyectos de eficiencia energética en territorio nacional. En el caso de las empresas de ingeniería o consultoras que estén desarrollando proyectos de eficiencia energética para una empresa minera, tendrá que contar con el respaldo de la compañía en la cual se lleva a cabo el proyecto.

La postulación estará abierta entre 4 de mayo y 30 de junio de 2020, estando las bases y más antecedentes disponibles en http://4echile.cl/abiertas-postulaciones-apoyar-proyectos-eficiencia-energetica-la-mineria/

Las relaciones chileno-alemanas bajo la nueva estrategia alemana para recursos minerales

En el año 2010 el gobierno alemán lanzó su primera estrategia sobre recursos minerales con el objetivo de establecer, asegurar y profundizar la cadena de suministro de manera altamente sustentable, transparente y responsable. Esto significaba también un estrechamiento de la relación entre Alemania y Chile como país minero, lo que llevó a la creación del Centro de Negocios Mineros de CAMCHAL. El contexto del mercado minero cambió durante los últimos años, el gobierno alemán adaptó y renovó su estrategia a inicios de 2020. Cornelia Sonnenberg, Gerente General de CAMCHAL, nos cuenta como se está diferenciando la nueva estrategia de la antigua y qué significa esto para Chile.

¿POR QUÉ EL GOBIERNO ALEMÁN RENOVÓ LA ESTRATEGIA SOBRE RECURSOS MINERALES?

CORNELIA SONNENBERG:

En los últimos años, el mercado de recursos minerales se transformó con la implementación de nuevas tecnologías como. p.ej. la e-movilidad, la digitalización y tecnologías limpias que a su vez impulsaron la demanda global por recursos mineros como cobre, litio, cobalto y tierras raras. El acceso responsable a estos recursos es cada vez más importante para los países industrializados. También ganan más relevancia temas medioambientales y sociales que conllevan nuevas exigencias para la producción. En este contexto fue necesaria la adaptación de la estrategia a estas nuevas condiciones.

¿CUÁLES SON LOS PRINCIPALES CAMBIOS EN LA ESTRATEGIA?

CORNELIA SONNENBERG:

La estrategia incluye ahora más aspectos ecológicos, económicos y sociales con el fin de asegurar un desarrollo sostenible. Esto incluye el manejo eficiente de las materias primas para así proteger el medio ambiente. El enfoque va hacía el reciclaje y un creciente uso de recursos minerales secundarios, integrando fuertemente principios de la economía circular. La nueva estrategia fomenta distintas iniciativas de I+D y busca aumentar el dialogo entre la economía, la ciencia y el estado.

¿QUÉ SIGNIFICA LA NUEVA ESTRATEGIA PARA LAS RELACIONES COMERCIALES ENTRE CHILE Y ALEMANIA?

CORNELIA SONNENBERG:

Con un fuerte enfoque en aspectos medioambientales y sociales, el gobierno alemán anhela superar distintos desafíos vinculados con la cadena de suministro de recursos minerales lo que requiere una mayor cooperación internacional. La estrategia actualizada da nuevos impulsos para las relaciones comerciales estratégicas entre Chile y Alemania, de lo cual ambos países pueden beneficiarse mutuamente trabajando en distintas temáticas claves del sector como la eficiencia energética, el uso de energías renovables, la eficiencia en el uso del agua y el aumento de la productividad cumpliendo con nuevos estándares sociales y medioambientales. Por lo tanto, la nueva estrategia también trae nuevos desafíos para nuestro proyecto Eco Mining Concepts que cuenta con el respaldo del Ministerio de Economía y Energía de Alemania. En conjunto podemos preparar el camino para que la minería del futuro sea verde, digital y sustentable.

Empresas alemanas ven gran potencial de hidrógeno verde en el sector minero chileno

No solamente en Alemania se ve los beneficios del hidrógeno verde como importante para el futuro, sino el tema también atrae más y más la atención en Chile.

En el marco de una delegación alemana virtual de empresas del rubro de hidrógeno en marzo 2020, organizada por CAMCHAL, se analizaron los beneficios tanto económicos como industriales que presenta el hidrógeno verde, y también se aprovechó la ocasión para realizar importantes anuncios del sector público como privado para fortalecer el estudio y las aplicaciones con este vector energético, beneficiando a ambos países. Por parte del sector privado, la empresa Siemens anunció la decisión de la empresa alemana de instalar su nuevo HUB de energía de Latinoamérica en Chile, específicamente en la ciudad de Santiago.

Durante el “Foro Chileno-Alemán: Tecnologías para la Economía de Hidrógeno” de CAMCHAL, el Ministro de Energía, Juan Carlos Jobet valoró la instancia, considerando el potencial que tiene Chile para la producción y por ende también la exportación de hidrógeno verde.

“Como ustedes saben, el hidrógeno se produce hace muchos años a través de la electrólisis, pero la oportunidad de hacerlo con energías renovables hace que podamos ir gradualmente girando a procesos de producción que no generen emisiones de CO2”, sostuvo.

HÍDROGENO VERDE EN LA MINERÍA

Después de juntarse con empresas chilenas de varios rubros, los representantes de las empresas alemanas destacaron el potencial que tiene el hidrógeno verde en Chile, especialmente para el sector minero. José Romero, Business Development Manager de la empresa Reicat, que ofrece soluciones para la purificación de gases, considera que:

“Chile dispone de la flota más numerosa de camiones mineros del mundo por lo cual el potencial es enorme, aunque también los desafíos inherentes. Por otra parte, más allá de la propia flota de camiones mineros el hidrógeno verde puede ser una solución para muchas otras áreas de la actividad minera”.

Sin embargo, todavía existen brechas para la aplicación de hidrógeno verde en la minería en Chile. Thomas Schulthess, líder del área Business Development de la empresa alemana Sowitec, un desarrollador de proyectos para plantas de producción de hidrógeno verde, ve como brecha principal para el uso de hidrógeno el almacenamiento rentable y los costos de las celdas de combustible.

Como representante de la minería chilena, Vicente Olguin, ingeniero de Innovación Tecnológica en la Minera Los Pelambres subrayó que también se debe superar barreras respecto a seguridad y normativa:

“Creo que hay que superar la barrera del riesgo asociado a la alta inversión que requieren los proyectos de producción de hidrogeno verde y los equipos para su uso.”

Thomas Schulthess también destaca otro potencial para la producción de hidrógeno verde cerca de sitios mineros:

“Aparte del hidrogeno para los camiones se puede aprovechar el oxígeno que se produce durante el proceso de electrólisis por el doble del hidrógeno mismo. Este oxígeno se podría utilizar en la fundición de cobre, por ejemplo.”

Lo anterior muestra que hay mutuo interés para una cooperación binacional que puede ofrecer un gran campo de sinergias para superar brechas en la temática. Alemania dispone de un gran know-how en áreas relevantes de producción y procesamiento del hidrógeno verde. Por el otro lado, Chile posee condiciones privilegiadas para el hidrógeno, tanto respecto su producción, exportación y el uso local.

Predicción del aumento del consumo específico en Molinos SAG

DESAFIO

Dentro del proceso de conminución de minerales de Cobre, la molienda SAG ha destacado como un proceso relevante que permite de una manera eficiente acortar las etapas de chancado y molienda en comparación a la molienda convencional. A la vez, los molinos SAG son unos de los equipos de mayor consumo de energía eléctrica del proceso minero, por lo que resulta indispensable que su operación sea eficiente desde el punto de vista energético. La operación eficiente de un molino SAG depende del adecuado conocimiento y manejo de las variables de control, como lo son, por ejemplo: el flujo y densidad de alimentación, la granulometría y dureza del material, la carga de bolas y la velocidad de giro, etc.

Estas variables inciden sobre la producción y la potencia de operación del molino, lo que determina directamente el consumo específico de energía (CE) del equipo, un indicador de su eficiencia de operación. La gran cantidad de variables que inciden en el CE de un molino resulta en una gran dificultad para determinar si la tendencia de una variable específica podría o no influir en el aumento del CE sobre un límite que se considere apropiado. Si el CE se calcula en tiempo real, sólo es posible reaccionar a un aumento critico de su valor cuando la condición ineficiente de operación ya ha sucedido, perdiéndose tiempo y energía en la normalización a una condición de mejor desempeño.

SOLUCIÓN PROPUESTA

Con el objetivo de evitar eventos donde el consumo específico de energía del molino SAG sobrepase un límite o meta establecida, es necesario desarrollar un sistema predictivo capaz de anticipar el comportamiento del CE dadas las condiciones de operación del molino. Esto requiere modelar correctamente la compleja interacción entre cada una de las variables de operación y su efecto en el CE, tarea para lo cual resulta apropiado considerar el enfoque de modelación utilizando técnicas de Machine Learning (Aprendizaje Automático de Máquinas).

Las técnicas de Machine Learning obtienen cada vez mejores resultados en la modelación de procesos industriales. La abstracción que permiten hacer estas técnicas favorece la modelación de procesos complejos, de difícil análisis por métodos clásicos o donde no existen modelos teóricos o analíticos que permitan explicar adecuadamente el comportamiento de un fenómeno de dicho proceso, tal como es el caso de la modelación del consumo específico de energía del molino SAG.

JHG es una empresa con más de 35 años de experiencia especializada en el diagnóstico y optimización de procesos termo- energéticos, apoyando a sus clientes en la optimización del negocio y el cumplimiento de las exigencias normativas que aplican a la Minería e Industria Chilena.

Es en este contexto que JHG, en su búsqueda de contribuir al desarrollo de una minería sustentable a través de la optimización energética de los procesos mineros, complementada con herramientas innovadoras que permitan incrementar la productividad; ha desarrollado una herramienta para gestionar una operación energéticamente eficiente en molinos SAG mediante el uso de técnicas de Machine Learning.

CASO DE ESTUDIO

Utilizando técnicas de Machine Learning, JHG ha desarrollado un modelo matemático capaz de predecir con minutos de anticipación los eventos de incremento del consumo específico de energía de un Molino SAG. Este modelo genera alertas de forma anticipada a que el fenómeno ocurra, lo que permite a los operadores tomar acciones o ajustar los sistemas de control para evitar el incremento de consumo de energía.

Como caso de estudio, se generó un modelo de predicción del CE con los datos reales de operación de un molino SAG de 7 MWe. En total, se contó con 32 días de datos de operación del molino con resolución de un minuto, de los cuales los primeros 25 días fueron utilizados para entrenar el modelo y 7 días fueron reservados como datos de validación. Los datos de validación nunca son ingresados en la modelación, por lo que permiten evaluar la real capacidad del modelo de capturar el fenómeno deseado y no de aprenderse los datos, es decir, no caer en “overfitting”.

Las métricas de desempeño utilizadas en este caso corresponden a:

  • Recall: Número de eventos bien predichos sobre el total de eventos reales.
  • Precisión: Número de eventos bien predichos sobre el total de predicciones realizadas.

RESULTADOS

En los datos de los 7 días de validación, el molino presentó 29 eventos reales de consumo específico alto. En este escenario, el algoritmo fue capaz de detectar correctamente 24 eventos, lo que le otorga un 83% de Recall. Por otro lado, el modelo levantó en total 33 alertas, siendo solamente 9 de ellas erróneas, esto le otorga una Precisión de 73%. El modelo predice correctamente los eventos de consumo específico alto con un promedio de 5 minutos de anticipación (con rango entre 2 y 15 minutos). En la siguiente figura es posible observar un extracto de las predicciones hechas por el modelo en comparación a los datos reales de consumo específico alto del molino.

Los eventos de consumo específico correctamente predichos pueden ser evitados por el operador, por lo que es posible determinar el ahorro potencial que puede generar la implementación de esta herramienta. Los resultados de los 7 días de validación y su proyección anual se pueden observar en la siguiente tabla.

7 días de validación Proyección Anual
Energía consumida por el Molino [MWh] 989 51.443
Energía eventos de CE alto [MWh] (1) 16,1 (1,63%) 837,2
Energía eventos predichos [MWh] (2) 15,7 (1,59%) 816,4
Ahorro por eventos predichos [USD] 1.256 65.312 (3)

(1) Energía perdida acumulada en todos los eventos de Consumo Específico Alto que sufre el Molino.

(2) Energía ahorrada acumulada al evitar los eventos de Consumo Específico Alto correctamente predichos.

(3) Estimación del ahorro anual al evitar los eventos de Consumo Específico Alto. Se considera un precio monómico de electricidad de 80 [USD/MWh].

CONCLUSIÓN

Los resultados del modelo evaluados en datos reales de producción de un Molino SAG alcanzan una predicción correcta del 83% de los fenómenos de consumo específico alto. El uso de esta herramienta en producción habría permitido detectar de forma anticipada esos eventos de consumo específico alto, que al evitarlos habría significado un ahorro anual proyectado de un 2% de energía eléctrica, equivalentes a más de 65 mil dólares.

Las herramientas de Machine Learning utilizadas por JHG pueden ser aplicadas a cualquier otro proceso del que se dispongan la suficiente cantidad de datos y no sólo al ámbito energético, sino también con cualquier otro enfoque. Por ejemplo, la predicción de comportamientos anómalos o fallas, la simulación de la respuesta de un proceso complejo ante variaciones en sus entradas y el entrenamiento de personal utilizando procesos simulados.

*Los artículos firmados por empresas son de su exclusiva responsabilidad y no reflejan necesariamente la postura de CAMCHAL.

 

Análisis Espectral de Eficiencia en Calderas Industriales

GASCO es una compañía fundada en 1856 y en su larga historia ha sido actor relevante de muchos cambios en la industria de la energía en Chile. Desde la lejana época del alumbrado público a gas, hasta la introducción del Gas Natural y Gas Licuado. Actualmente participa activamente en la industria chilena liderando el diseño e implementación de soluciones energéticas integrales, eficientes, seguras, limpias y rentables. Siendo un actor relevante en la transformación de la matriz de energía en Chile. Lo anterior se basa también en la permanente búsqueda y adaptación de tecnología para hacer los procesos industriales más óptimos y sostenibles para nuestros clientes. Su análisis espectral de eficiencia en calderas industriales es uno de muchos ejemplos, como la empresa aporta a una minería más sustentable y eficaz.

ANÁLISIS ESPECTRAL DE EFICIENCIA EN CALDERAS INDUSTRIALES

Sin duda un elemento clave en la gestión de energía de salas térmicas, tiene que ver con el manejo de la eficiencia en calderas y usualmente el termino apunta, a llevar a cabo mediciones relativamente sencillas en un determinado periodo de tiempo de la cantidad de agua que ingresa a la caldera
(q agua  ) la temperatura que esta tiene ( T° agua) y por otro lado medir el consumo de combustible del quemador de la caldera.(Q combustible  ). El cual convierte finalmente el agua en vapor.

Con estas mediciones, sumados a la entalpia del agua (h entalpia) y el poder calorífico (PCi combustible) entonces se procede a efectuar un cálculo como el siguiente.:

Desafortunadamente es habitual también, que este consumo de agua se suponga similar al que produce la caldera en términos de vapor saturado, dejando de lado, por ejemplo, las purgas de la caldera y otras perdidas. Esto por el costo que tiene medir directamente el vapor a la salida del equipo.

Lo anterior produce un conjunto de datos que finalmente estiman una especie de “foto” de la eficiencia de la caldera, que oscila normalmente en torno al 85% y en calderas muy buenas sobre el 90%. Todo esto resulta muy habitual para las personas que deben administrar estas plantas. Existe por otro lado la necesidad de determinar cómo se relaciona esta eficiencia con las variables que hacen que esta cifra no sea una constante durante largos periodos de producción. Lo que se obtiene finalmente es un perfil o curva de la eficiencia de la caldera el cual podría ser por ejemplo algo de este tipo.

Esto finalmente constituye un conjunto de datos en el dominio del tiempo y es posible decir que alguna función desconocida gobierna la forma de esta curva. La cual podría ser comparada en distintos periodos y obtener por ejemplo una serie de estadísticas muy útiles de la eficiencia o quizás el ordenamiento en percentiles y determinar por intervalos cuantas veces se produce un determinado nivel de eficiencia.

SERIES DE FOURIER.

Pero en el fondo parece ser, que existe una eficiencia base, que, si todas las variables de operación se sincronizan correctamente de alguna manera bien determinada, entonces la eficiencia toma un valor fundamental y el resto parece ser solo la suma de pequeñas alteraciones o simplemente “ruido”.

Una herramienta que probablemente pueda ayudar a estimar esto, corresponde a “Transformar” nuestra función en un dominio distinto, por ejemplo, el dominio de la frecuencia.

Si hacemos uso del concepto elaborado por el matemático francés Jean-Baptiste Fourier, en donde toda función puede ser construida de una manera conveniente a partir de una suma infinita de funciones trigonométricas.  Podremos reconfigurar la misma función de eficiencia, pero en el conveniente dominio de sus frecuencias.

Lo anterior es posiblemente una forma más útil de entender un perfil de eficiencias, puesto que se encuentra esta frecuencia fundamental, que, desde un punto de vista mecánico, es el valor base de eficiencia sumado a un conjunto de otros armónicos, que en su sumatoria describen el desempeño energético de una caldera.

De hecho, este perfil de frecuencias obtenido de un periodo de tiempo, puede ser comparado con otro perfil de otro periodo y entender si nuevos armónicos se han sumado a la función de eficiencia y cuales podrían ser específicamente estos, si existe una sensorización adecuada de todas las variables que intervienen en la operación de producción de vapor.

A lo anterior se suma otro elemento interesante y es que en el objetivo de determinar que variables de operación producen un efecto sobre la eficiencia, es preciso entender que frecuencia tiene y en qué tiempo se produce. Desafortunadamente obtener ambas cosas en simultáneo no es posible, pues una señal de alta frecuencia requiere de un corto tiempo de lectura, pero por otro lado una señal de baja frecuencia necesita un mayor tiempo de lectura.

Son estos temas los que nos apasionan en Gasco, siempre buscando la forma de dar un paso hacia adelante en el logro de eficiencias, haciendo que un conjunto complejo y abundante de datos pueda generar información simple y útil para que la gestión de la energía sea algo más fácil y productivo.

*Los artículos firmados por empresas son de su exclusiva responsabilidad y no reflejan necesariamente la postura de CAMCHAL.

El nuevo EMC-miembro Jungheinrich Chile habla sobre electromovilidad en faenas mineras.

Operaciones más eficientes y sostenibles gracias a equipos de movimiento de carga con potencia de iones de litio.

Empujados por el avance hacia la sostenibilidad, la utilización de equipos eléctricos impulsados por baterías de iones de litio crece exponencialmente a nivel global.

La compañía intralogística con base en Hamburgo comenzó su historia hace más de 66 años con un pequeño taller en Alemania y la ‘Ameise 55’, una grúa horquilla eléctrica que sentaría el precedente de lo que es Jungheinrich el día de hoy.

Con más de 18.000 colaboradores, 41 países con filiales directas en el mundo y pioneros hace más de 10 años trabajando con baterías de iones de litio en equipos de movimiento de carga, Jungheinrich AG en partnership con Triathlon Holding GmbH, han establecido el 2019 JT Energy Systems GmbH. JT Energy Systems se encuentra expandiendo su producción para la creación del centro de producción de baterías de iones de litio más grande de Europa.

Por lo tanto, no es extraño que la Electromovilidad sea un pilar central de la compañía alemana. En Chile, la empresa se encuentra impulsando el uso de equipos de movimiento de carga, especialmente con tecnología de iones de litio, en operaciones que tradicionalmente han utilizado grúas alimentadas por combustibles fósiles.

Entre ellos destaca el proyecto realizado en SQM durante el año 2019, uno de los mayores productores de litio a nivel global, que hoy ha reemplazado parte de su flota a equipos con tecnología li-ion de Jungheinrich. La minera se vio motivada en base al cambio cultural que se está viviendo en la industria.

La evaluación radicó en la reducción de la huella de carbono de la operación, este beneficio impacta de manera directa a todos los stakeholders relacionados.

En una operación con equipos que funcionan a combustión y por lo tanto con combustibles fósiles, el material particulado que este proceso afecta directamente a las personas, ya sea a través de la contaminación que genera al medio ambiente o a través de la exposición constante, como la que podrían sufrir sus operarios o colaboradores del site. Por lo tanto, estos equipos no son recomendables para ser utilizados en interiores ni en operaciones donde se manipulen productos que puedan verse afectados por esta contaminación.

Por otra parte, “en el rango eléctrico también nos podemos encontrar con equipos que funcionen con baterías de ácido-plomo. Si bien el impacto ambiental de estas es mucho menor que el de los equipos a combustión, su proceso de carga genera gases tóxicos, por lo que se requiere una infraestructura adecuada que permita la recirculación de aire, en algunos casos de manera forzada, evitando la concentración de gases que genera el proceso termoquímico de las baterías, que de acuerdo a la ley no debe superar un 4% para evitar riesgos de inflamabilidad y/o explosión,” indicó Rodrigo Monge, Product Manager en Jungheinrich Chile.

En las grúas impulsadas por tecnología de iones de litio, SQM encontró una solución a ambas problemáticas. Javier López, Ingeniero de contratos de la empresa minera comentó:

“esta tecnología no libera gases tóxicos, lo que va de la mano con la mejora continua y la visión de la compañía. Desde el punto de vista técnico, las baterías son libres de mantenimiento lo que permite optimizar tiempo en la supervisión de esta tarea.”

En SQM, estos equipos están siendo utilizados en distintas operaciones, algunas al interior de bodegas y centros logísticos donde las principales tareas son de almacenamiento y el resto en sus plantas de producción de yodo en Nueva Victoria, Coya Sur, Pedro de Valdivia y talleres de mantención mina en carga, descarga y movimiento de materiales. Con respecto a las condiciones de la operación y performance de los equipos, Carolina Eyzaguirre, Jefa de Maquinaria Pesada de SQM explicó, “Hay una mayor estabilidad, ya que el sistema eléctrico es más confiable y medible. Además, los equipos eléctricos en funcionamiento están sellados, lo que los hace más resistentes al polvo, agua y lluvia, siendo más adecuados para trabajar en condiciones irregulares como las faenas mineras y en condiciones cáusticas o cercanas a sustancias peligrosas, como es el caso de la planta de yodo.”

En Jungheinrich destacan una premisa que para ellos es básica e influyó en el proyecto con SQM, “El cambio a iones de litio tiene muchísimos beneficios en cuanto a lo operacional y técnico, sin embargo, lo más importante tiene que ver con el cambio cultural. En Jungheinrich la Electromovilidad no es una tendencia, se ha convertido en el presente y futuro de cómo diseñamos mejores operaciones de movimiento de carga en todas sus aristas. La piedra angular es la eficiencia energética, y sobre eso priorizamos optimización, seguridad y ergonomía. Nuestro departamento de Investigación y Desarrollo trabaja en el desarrollo de equipos que optimizan el flujo de operaciones y que también mejoran el día a día de los operadores. El equipo de Energy and Drive Systems genera sinergia con el concepto de diseño. Nuestro trabajo está basado en la resolución de problemáticas, y la visión de futuro. Cuando somos capaces de establecer un partnership con una visión común, como ocurrió con SQM, se implementan soluciones que revolucionan la manera de mirar una operación,” concluyó Guillermo Arancibia, Gerente Comercial de Jungheinrich Chile.

Eco Mining Concepts de visita en la ciudad minera de Freiberg

El 11 de octubre proveedores y académicos del campo minero se reunieron en la ciudad alemana de larga tradición minera Freiberg en Sajonia. Freiberg, donde se ubica la universidad minera más antigua del mundo, es hogar de varios institutos de alta relevancia en este sector, como el Helmholtz Center y la Bergakademie.

Por esta razón fue en Freiberg donde se realizó el seminario “Sustentabilidad en el sector minero chileno – una oportunidad para tecnologías alemanas” de Eco Mining Concepts en colaboración con la Bergakademie Freiberg y el instituto de fomento económico del estado federado de Sajonia.

En el marco de este seminario el público no solo se pudo informar sobre la red chileno-alemana Eco Mining Concepts y las empresas que forman parte de ella, sino también sobre varios de los proyectos que se llevan a cabo en esta temática en Chile desde Freiberg. Sandra Birtel del Helmholtz Institute Freiberg expuso sobre las actividades de este centro de investigación alemán y sus proyectos implementados en Chile. Profesor Schlömann de la Bergakadmie de Freiberg se enfocó en el potencial de colaboración entre Chile y Alemania que surge desde el Clean Technologies Institute de CORFO. Desde el Geokompetenzzentrum, Dr. Ronald Giese presentó un proyecto de relaves en la región de los andes – iniciativa de su centro y la GIZ. El miembro de Eco Mining Concepts, K-Utec presentó su visión de una minería sustentable a través del ejemplo de la minería de potasio.

En la tarde los participantes tuvieron la oportunidad de participar de las actividades de “Red Inveca – Red de Investigadores Chilenos en Alemania” que tuvo lugar el mismo día en Freiberg. “Todo Chile está en Freiberg hoy” – como dijo Profesor Schlömann en este contexto.

A continuación están disponibles las presentaciones del seminario:

Desarrollo de tecnología para la extracción sostenible de recursos naturales de aguas termales

El potencial geotérmico de Chile es bien conocido y ha sido documentado con la puesta en marcha de la primera central geotérmica –Cerro Pabellón– en Chile. Además de su potencial energético, las aguas termales aprovechadas contienen en ocasiones altos niveles de elementos como el litio, el rubidio o el antimonio, de gran importancia para la tecnología energética y el sector de alta tecnología y que han sido clasificados como materias primas críticas. En los últimos años, las salinas del desierto de Atacama en Chile se han convertido en un importante recurso para la producción de litio. En este caso, la extracción de materias primas va acompañada de considerables intervenciones medioambientales y de una gran demanda de agua, lo que ofrece un alto potencial de conflicto, especialmente en el desierto más seco de la tierra.

El proyecto germano-chileno BrineMine persigue el enfoque de extraer materias primas del agua geotérmica. Con la ayuda de la tecnología de membranas, el calor del agua se utiliza para separar las materias primas minerales y el agua en un sistema cerrado a través de un proceso técnico. El objetivo es extraer no sólo minerales sino también agua potable como un recurso importante. En comparación con los procesos de evaporación convencionales, los procesos de membrana aceleran la concentración del agua, de modo que en el futuro se pueda implementar una alternativa sostenible y eficiente de materias primas a la minería convencional de litio.

En un primer paso, se desarrollará una planta piloto en Alemania para probar la extracción en el laboratorio con salmueras artificiales y reales. Uno de los puntos centrales es el pretratamiento de agua salina para evitar depósitos minerales dentro de los módulos de membrana. La precipitación incontrolada de silicatos, que a menudo están presentes en aguas geotérmicas cercanas a la saturación, puede limitar la productividad de la planta. La precipitación dirigida garantiza la procesabilidad del fluido y también ofrece la posibilidad de producir el propio silicato precipitado como una valiosa materia prima. Al mismo tiempo, una campaña de muestreo en el norte de Chile sirve para estimar el potencial de materia prima de las aguas geotérmicas y debería conducir a la selección de un lugar ideal para la extracción de materia prima. En un paso final, la planta piloto desarrollada será transferida a Chile e instalada allí.

Para probar una aplicación de la tecnología en la práctica industrial y cuantificar la eficiencia económica, estamos abiertos a la colaboración con empresas interesadas.

Proyecto en cooperación con: Fraunhofer Chile Research, Karlsruhe Institute of Technology, CEGA (Centro de Excelencia en Geotermia de los Andes), SolarSpring GmbH; Geothermie Neubrandenburg GmbH; GTN Latin America; Fraunhofer CSET; Transmark