Proyecto USM investigará la fragmentación de minerales a través de microondas

Iniciativa ganadora de un Fondef será desarrollada por académicos de los Departamentos

de Electrónica y de Ingeniería Metalúrgica y de Materiales, y consistirá en el diseño de un

prototipo para aplicación industrial, que a través de pruebas de aplicación permitirá

evaluar la eficacia y eficiencia del método propuesto.

En la minería actual, una gran cantidad de energía se utiliza para tratar de comprimir el

material sólido en la molienda; como todo el material se resiste al proceso, este no resulta

tan eficiente como se quisiera.

Es por eso que se están buscando alternativas más sustentables a la hora de reducir la

roca, siendo éste uno de los objetivos principales del proyecto Fondef CA13I10353

“Prototipo de laboratorio para inducir la fragmentación de minerales vía la aplicación

continua de pulsos de microondas”, uno de los ganadores del II Concurso de Ciencia

Aplicada del Programa IDeA de Fondef.

La iniciativa, liderada por Waldo Valderrama, académico del Departamento de Ingeniería

Metalúrgica y de Materiales, y Héctor Carrasco, académico del Departamento de

Electrónica, indagará en la eficiencia del uso de microondas como fuente de energía

focalizada en el proceso de molienda, a través del diseño y realización de una máquina

prototipo dirigida a la aplicación industrial, la cual será perfeccionada y optimizada

mediante pruebas de laboratorio.

"Este proyecto se enmarca en la búsqueda de ahorrar energía”, afirma Waldo Valderrama.

“La reducción de tamaño de minerales, entiéndase el chancado y la molienda, es la

principal responsable del gran consumo de energía que tiene la industria minera. El

problema que nosotros abordamos es un problema de mediano plazo: hay que buscar

maneras tecnológicas de reducir ese consumo”.

Pulsos repetidos

Desde hace más de dos décadas, las microondas se han investigado como fuente

energética para el rubro. Y hoy los avances científicos avalan su potencial. ¿La clave?

Aplicar a la roca pulsos repetidos de ondas de alta energía, lo que podría equivaler a

verdaderos martillazos electromagnéticos focalizados. Se ha reportado que menos de 1

kWh/ton de aplicación de microondas puede reducir el consumo de energía en molienda

entre 5 y 10 kWh/ton, algo asombroso.

"La gracia de usar ondas electromagnéticas en la banda de microondas, es que penetran el

material y las rocas, que al no ser uniformes, tienen ciertas zonas que absorben mejor la

energía”, explica Héctor Carrasco. “Las partículas de sulfuro del mineral de cobre absorben

más energía que la roca estéril, por ello si se les induce una dilatación mediante aplicación

de energía electromagnética focalizada y selectiva, la roca se fractura. El proceso tiene

que ser rápido, para que el calor no se expanda al resto de la roca. Por eso la clave es que

cada pulso de microondas sea intenso y de corta duración”. Como el mineral agrietado

queda entonces más frágil, la molienda se facilita mucho más, por lo cual saber dónde y

cómo dirigir los pulsos para concentrar el efecto es un aspecto crucial.

“A este país el tema le importa, dados los niveles de consumo y costos de energía, y las

tendencias de empobrecimiento de mineral inherentes a la industria”, añade Waldo

Valderrama. “Sumando esos tres factores, lo único que se puede prever sin duda, es que

en el futuro se consumirá aún más energía. Entonces buscamos hacer un aporte, que de

ser exitoso podría tener grandes efectos en la reducción del gasto energético de una parte

importante de la industria minera, y de paso reducir la presión actual por generación de

energía”.

1-130H51419215FEl proyecto tendrá una extensión de dos años y sigue una línea que ya

se está investigando con éxito en países como Inglaterra, Sudáfrica y Australia. El desafío

es traspasar los límites del laboratorio y enfrentar los problemas de ingeniería y diseño

para acercarse al ámbito industrial, algo menos explorado aún a nivel internacional.

Esto se hará uniendo dos áreas de especialización: Héctor Carrasco se preocupará de

diseñar el dispositivo para controlar, canalizar y aplicar las microondas hacia el mineral

que recibirá los “golpes” energéticos, de la manera más eficiente y eficaz posible, mientras

que Waldo Valderrama tendrá a cargo la misión de evaluar el efecto sobre el mineral, para

lograr la meta de ahorro energético. “Habrá que hacer pruebas, moler y medir la energía

gastada, comparándola con la gastada en la molienda tradicional, mientras se vaya

modificando variables tales como cantidad de energía, características del pulso, diseño de

la cámara de aplicación, etc., hasta encontrar los criterios de diseño óptimos para construir

una máquina de producción”, puntualiza Waldo Valderrama.

El proyecto cuanta con el interés y apoyo de empresas y entidades, y está abierto a otras

que quieran colaborar, asociarse e invertir en este desarrollo.

Fuente: DGC