Ingeniería en Construcción y Transporte encabezó proyecto Fondef sobre transformación digital

En el último catastro realizado por SERNAGEOMIN en el año 2022, se identificó la existencia de 764 depósitos de relaves, incluyendo las siguientes tipologías: tranques de arenas de relaves, embalses de relaves, depósitos de relaves espesados, depósitos de relaves en pasta y depósitos de relaves filtrados.

Del total de estos depósitos el 80% corresponden a tranques de arenas de relaves, correspondiente a la tecnología más empleada en Chile y que históricamente han presentado un mayor riesgo de inestabilidad física. Los mecanismos que generaron estas fallas se habrían producido por una serie de fenómenos geotécnicos simultáneos, pero no espontáneos, por lo que su monitoreo facilitaría su detección en etapas tempranas. Esta temática, en el caso de los depósitos de relaves activos de la gran minería, se encuentra abordada por otros proyectos nacionales, con el objetivo principal es desarrollar un sistema de monitoreo en línea y de alerta temprana. Sin embargo, en estas iniciativas no aborda la temática del Cierre de depósitos de relaves, particularmente aquellos pertenecientes a la mediana minería.

Considerando los depósitos de relaves en estado de inactivo, activo y en fase de construcción, pertenecientes a la mediana minería del cobre, cerca del 45% del total nacional debería presentar un Plan de Cierre (Ley 20.551), con el objetivo asegurar a largo plazo la estabilidad física de este tipo de instalaciones mineras remanentes, de este modo proteger tanto la vida como salud de las personas y el medioambiente.

Para evaluar la EF al Cierre SERNAGEOMIN, se dispuso una guía para las empresas mineras mediante el documento titulado “Guía Metodológica Para Evaluación de la Estabilidad Física de Instalaciones Mineras Remanentes” (https://www.sernageomin.cl/wp-content/uploads/2019/06/GUIA-METODOLOGICA.pdf). La aplicación de esta herramienta implica la generación y gestión de los antecedentes obtenidos desde el monitoreo del depósito de relaves. Sin embargo, gran parte del sector de la mediana el monitoreo genera una gran barrera económica, y no cuentan con sistemas de gestión de datos que permitan evaluar de manera periódica la EF con miras al cierre.

Precisamente a eso apuntó el proyecto Fondef “Plataforma Inteligente para la evaluación periódica de la estabilidad física en vista a un cierre progresivo y seguro de depósitos de relaves de la mediana minería”, trabajo multidisciplinario que involucra inteligencia artificial, transformación digital y geotecnia, desarrollado por un equipo multidisciplinario de investigadores y estudiantes de la PUCV encabezado por el académico de la Escuela de Ingeniería de Construcción y Transporte, Dr. Gabriel Villavicencio Arancibia.

La iniciativa, recientemente finalizada, permite registrar y gestionar periódicamente las variables críticas que definen la Estabilidad Física de los depósitos de relaves mineros y analizar el potencial de ocurrencia de falla para diferentes mecanismos de inestabilidad.

Además, la plataforma desarrollada en una primera versión genera reportes periódicos que proporcionarán una retroalimentación a las empresas mineras y a SERNAGEOMIN, para implementar las medidas y acciones necesarias.

Al respecto, el profesor Villavicencio detalló que este proyecto planteó como solución el desarrollo de una plataforma inteligente on-line que permite evaluar periódicamente la Estabilidad Física para el cierre progresivo y seguro de depósitos de relaves pertenecientes a la mediana minería, dentro del contexto de la Ley 20.551 que Regula el Cierre de Faenas e Instalaciones Mineras (https://www.bcn.cl/leychile/navegar?idNorma=1032158&idParte=)

Agregó que esto se hizo a través de una secuencia de procesos, los que son: Generación de una base de datos de las variables críticas que definen la estabilidad física de depósitos de relave y potencial de ocurrencia de falla; Entrenamiento del modelo de aprendizaje automático (off-line) a implementar en la plataforma inteligente; Desarrollo de la plataforma inteligente on-line y Desarrollo de un procedimiento para medición de las variables críticas que definen la estabilidad física mediante el uso de pruebas in situ y remotas costo-eficientes.

Para la ejecución de esos objetivos se contó con la participación de la empresa francesa Sol Solution (https://www.sol-solution.com/es/) que diseña, desarrolla y comercializa equipos y métodos geotécnicos innovadores de prospección, y SMP Nueva Pudahuel S.A (https://www.nuevapudahuel.cl/index.aspx) empresa minera pionera en la minería a nivel mundial a través del desarrollo del proceso de hidrometalurgia, lixiviación de minerales oxidados y del desarrollo de la Biolixiviación a nivel industrial.

SOLUCIÓN CONCRETA

Las ventajas tanto para la industria minera nacional como extranjera son significativas, entre ellas se encuentran: la optimización de recursos al disminuir el tiempo empleado para la elaboración de evaluaciones de Estabilidad Física para depósitos de relave, reducción tiempo en la consulta de información relativa a depósitos de relave y disminución del recurso humano en dicha evaluación.

Asimismo, otro beneficio es la automatización de procesos en la generación de informes de evaluación de Estabilidad Física, incluyendo recomendaciones generales asociadas a los resultados obtenidos, además de la digitalización ya que la ejecución de los procesos en formato digital mejora la accesibilidad y agilidad en el proceso de evaluación y en las posteriores consultas que se hagan del registro histórico.

Otra de las ventajas que ofrece la plataforma es la centralización de la información sobre los depósitos de relave de la mediana minería en un solo lugar permitiendo hacer evaluaciones y consultar información relativa fácilmente. De la mano viene la estandarización, ya que esta plataforma ofrece la información en informes con un mismo formato facilitando la comparación, orden y comprensión de los antecedentes disponibles.

“Los resultados obtenidos, en particular los productos desarrollados por la línea de Inteligencia Artificial y por la línea de Ciencia de Datos y Plataforma, constituyen un real aporte tanto para la industria minera como para SERNAGEOMIN. En efecto, los resultados de IA, junto con la plataforma desarrollada en su primera versión, constituyen una solución concreta a la problemática de la evaluación periódica de la Estabilidad Física para el cierre progresivo y seguro de depósitos de relaves pertenecientes a la mediana minería, conforme a la Ley 20.551, expresó Villavicencio.

TRABAJO INTERDISCIPLINARIO

Respecto al grupo de trabajo detrás de este desarrollo, el académico destacó la participación de investigadores de diversas unidades académicas de la PUCV: Gabriel Hermosilla (Subdirector y jefe de Línea de Inteligencia Artificial) de EIE; Vinicius Minatogawa (Jefe de Línea de Ciencia de Datos y Plataforma), Juan Palma (Jefe de línea de Geotecnia), Pamela Valenzuela (Jefe de Línea de Transferencia) y José García (Investigador Línea de Ciencia de Datos y Plataforma) de ICT; y Osvaldo Piña (Ingeniero de proyecto). Además, de los académicos Héctor Allende (EII) y Alex Carpanetti (EIQ).

De manera adicional, valoró el compromiso de los estudiantes de pregrado y post-grado de la Facultad de Ingeniería que trabajaron de manera muy activa representando “un real aporte para nuestro proyecto”. Ellos son: Sergio Medrano (ICT), Felipe Campos (Escuela de Ingeniería Civil Industrial), Sergio Espinoza (ICT), Gabin Savalle (Polytech Clermont, Université Clermont Auverge, Francia), Javier Hidalgo (ICT), Daniela Godoy (EIQ) y Jorge Zelada (ICT), Consuelo Piña (ICT), Javiera Mura (ICT), Camila Espinoza (ICT), Eduardo Provoste (ICT) y Manuel Silva (EIE).

“Este proyecto no sólo representa un avance en la ciencia y la tecnología relacionadas con la gestión de los depósitos de relaves, sino que también constituye un hito en la transformación digital de los procesos de evaluación para el cierre de los depósitos de residuos mineros masivos existentes en Chile. Su impacto, por lo tanto, va más allá de la academia y la industria, sentando precedentes para futuras iniciativas que busquen integrar tecnología avanzada en la gestión minera, concluyó.