Geoindel

Equipo de trabajo

Álvaro Henríquez

Ingeniería civil Eléctrica

Katherine Barahona

Ingeniería civil Industrial

Javier Correa

Ingeniería civil Industrial

Estefanía Fuentes

Ingeniería civil Eléctrica

Francisca Guilleminot

Ingeniería civil Industrial

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Etapa 1: Cápsula idea de proyecto.

Problema

Alto consumo de energía eléctrica, que actualmente demanda cerca del 54% de la electricidad del sector minero en Chile.

Solución propuesta

Instalación de correas transportadoras regenerativas paralelo al canal de relave Colón - Carén, con el fin de generar energía aprovechando las condiciones geográficas de la minera (desnivel y pendiente).

Acerca del proyecto

La minería en Chile demanda mucha energía y busca soluciones para ser más eficiente y sustentable. La recuperación de energía a partir de los relaves y el uso de correas transportadoras regenerativas es una práctica destacada e innovadora. En este caso, la minera El Teniente tiene potencial para implementar un proyecto de generación de energía eléctrica con correas regenerativas, ayudando a contribuir en la producción de energías limpias y promovería una minería más sustentable.

Objetivo general

“Contribuir en la meta de recuperación de energía eléctrica en Minera El Teniente a través del uso de correas regenerativas, aprovechando el flujo del canal de relave Colón Carén, logrando sustentabilidad y una minería limpia.”

ETAPA 2: Flujo de proceso, gestión de riesgos y dimensionamiento de instalación.

FLUJO DE PROCESO

Etapas principales

Desvío de porcentaje de flujo de relave: Mediante compuerta automatizada, se desvía el 40% del flujo total del canal (2.400 m³/h).
Transformación de energía mecánica a eléctrica: Motor permite el movimiento de correa, alcanzada la velocidad nominal la correa frena por medio de la fricción generada por el peso del relave, logrando así que el motor esta vez se conecte como generador obteniendo con ello energía eléctrica y disipando calor al ambiente.
Conexión de planta a la red eléctrica: La planta de generación estará conectada a la red eléctrica, por medio de un medidor bidireccional para registrar tanto la electricidad consumida, como la producida por las correas regenerativas.

UBICACIÓN

Entre Colón y el tranque Barahona

Equipos y componentes

Correa transportadora tipo nervada, dimensiones 1540 m por 2 m, de una capacidad máxima de 8.700 ton/h, de la cual se utilizará 6.576 ton/h desviando el 40% del flujo total del canal. Además, La correa trabajará a una velocidad de 6 m/s.

Características del proyecto

La instalación consta de una sala de monitoreo y una sala eléctrica, con equipos eléctricos, equipos computacionales, baño y comedor, utilizando cerca de 34.540 m² de la superficie total de instalación.

PFD- DIMENSIONAMIENTO DE INSTALACIÓN

Mapa georeferencial de instalación, contemplando 3 zonas de seguridad, estacionamientos, zona para residuos, pasarelas peatonales, sala de monitoreo y correa

Condiciones operacionales y aspectos técnicos

Composición entre un 50% y un 65% de sólido, por esto los sólidos presentes tendrán una densidad promedio de 2,74 ton/m³, con una granulometría de entre 5 a 387μm.
Se asume un desnivel de -126 m y un ángulo de descenso de 5,01°. El porcentaje de flujo de relave desviado se asume de 40% del total, generando una capacidad aproximada de 6.576 ton/h de la correa. Uso de dos motores Siemens de 2,5MW de capacidad, voltaje de 3.000V y frecuencia de 50Hz.

Gestión de riesgos

Para elaborar el proceso de gestión de riesgo que implica el proyecto, se evalúa el riesgo como el resultado de la relación entre la consecuencia y la probabilidad de ocurrencia, según lo establecido por la ISO 31.000. En primer lugar, se identifican los riesgos más comunes que son importantes a considerar al momento de implementar y desarrollar este tipo de proyecto, de los cuales resultan 13, estos fueron documentados de acuerdo al análisis de impacto hacia el personal y objetivos del proyecto, también a la evaluación de consecuencia, evaluando la probabilidad de ocurrencia y el potencial de pérdidas principalmente. Para ser evaluados, se genera una matriz en líneas generales donde se ve el nivel de probabilidad del riesgo u evento y sus consecuencias relacionadas con ciertos criterios asignados por el equipo, resultando alrededor de un 15% de los riesgos de nivel alto (2 riesgos), el 45% son nivel medio (6 riesgos) y el 40% nivel bajo (5 riesgos). Además, el impacto total asociado a todos los riesgos identificados es de 534.141 USD$ .

Gestión de riesgos

ETAPA 3: FACTIBILIDAD TÉCNICA Y ECONÓMICA.

ANÁLISIS AMBIENTAL

Ingreso al SEIA

El proyecto es susceptible de causar impacto ambiental, por ende se debe someter al SEIA, según lo establecido en el artículo 3 del DS 40/2013 de acuerdo a Literal c) “Centrales generadoras de energía mayores a 3 MW”.

De acuerdo al Título II del DS 40/2013 este proyecto ingresa al SEIA con el mecanismo de Estudio de Impacto Ambiental (EIA) según:

Artículo 5.- Riesgo para la salud de la población.

Literal d) La exposición a contaminantes debido al impacto generado por el manejo de residuos sobre los recursos naturales renovables, incluidos el suelo, agua y aire.

Artículo 6.- Efecto adverso significativo sobre recursos naturales renovables.

Literal b) La superficie con plantas, algas, hongos, animales silvestres y biota intervenida, explotada, alterada o manejada y el impacto generado en dicha superficie.

Literal f) El impacto generado por la utilización y/o manejo de productos químicos, residuos, así como cualesquiera otras sustancias que puedan afectar los recursos naturales renovables.

Etapa de construcción

Etapa de operación

Análisis ambiental

Etapa de Cierre

Legislación aplicable al proyecto

Permisos

Permiso para la Construcción del Depósito de Relave.
Permiso para corta o explotación de bosque nativo, en cualquier tipo de terrenos, o plantaciones ubicadas en terrenos de aptitud preferentemente forestal.
Permiso Ambiental Sectorial Mixto del artículo 148 del Reglamento del SEIA, Permiso para Corta de Bosque Nativo.
Autorización para la Operación de Bodega de Almacenamiento de Sustancias Peligrosas.
Autorización del Coordinador Eléctrico Nacional: Para conectarse al SIC, se requiere una autorización del Coordinador Eléctrico Nacional, que es el organismo técnico e independiente encargado de administrar el Sistema Eléctrico Nacional (SEN) en Chile.
Permiso de la Dirección General de Concesiones Eléctricas: Además de la autorización del Coordinador Eléctrico Nacional, se requiere un permiso de la Dirección General de Concesiones Eléctricas, que es la entidad encargada de otorgar y administrar las concesiones eléctricas en Chile.
Permiso para la construcción de las obras a que se refiere el artículo 294 del D.F.L. Nº 1.122 de 1981, del Ministerio de Justicia, Código de Aguas.
Permiso para la construcción, modificación y ampliación de cualquier obra pública o particular destinada a la evacuación, tratamiento o disposición final de residuos industriales o mineros
Regulación Especial de seguridad y salud ocupacional Codelco.
Autorización del Proyecto Plan de Cierre de Faenas Mineras.

ANÁLISIS ECONÓMICO

Fujo_de_caja.xlsx

Evaluación económica

Inversión Inicial: 4.191.316,36 US$
Instalación correas regenerativas
Sala de control y monitoreo
Subestación conexión a la red
Ingresos: 2.850.994 - 3.505.320 US$
Costos fijos + Costos variables: 772.984-773.363 US$
Flujo Neto: 1.744.482 - 3.175.995 US$

Se analiza la sensibilidad del proyecto variando la cantidad de horas productivas por día, utilizando como caso base 19 horas de producción diarias

Aunque el proyecto presenta resultados positivos en términos de indicadores financieros como el VAN (3.178.277 $US) y el TIR(23,1%), su contribución a la producción de energía es insuficiente para cubrir la demanda energética de minera división El Teniente, cubriendo en promedio solo el 1,48% de la demanda anual. A pesar de esto, es crucial promover e implementar proyectos de energías limpias como este, ya que es poco probable que una sola fuente de energía pueda satisfacer por completo las necesidades energéticas. En cambio, se requiere una combinación de proyectos energéticos que trabajen en conjunto para cumplir con los objetivos establecidos en la política energética del país. Dicha política busca lograr que para el año 2035, el consumo energético minero se realice de manera eficiente, utilizando sistemas de gestión de energía eficientes y mejoras activas en la eficiencia energética. De esta manera, se fomenta el desarrollo sostenible y se avanza hacia una matriz energética más limpia y responsable.

PRESENTACIÓN FINAL Geoindel y prototipo

Presentación final - Proyecto Geoindel

Proyecto correas regenerativas0001-1835.mp4

Conclusiones

El proyecto es factible económicamente según indicadores económicos VAN y TIR. Además, la producción es insuficiente para cubrir la demanda energética de minera División El Teniente, cubriendo en promedio solo el 1,48% de la demanda anual.

Es poco probable que una sola fuente de energía pueda satisfacer por completo las necesidades energéticas. Por lo que, se requiere una combinación de proyectos energéticos que trabajen en conjunto para cumplir con los objetivos establecidos en la política energética del país.

En el ámbito ambiental se puede concluir que a pesar que el proyecto genera impactos ambientales, estos pueden ser mitigados a través de una buena gestión de los impactos, además de identificar oportunidades de mejora y prácticas más sostenibles, teniendo especial atención en el cumplimiento de normas ambientales, leyes, permisos y regulaciones sobre las emisiones y residuos que se puedan generar a partir del desarrollo de este proyecto. Es importante mencionar que este proyecto de energía no convencional aporta a la reducción de emisiones de CO2, por lo que ayudaría a cumplir con la política energética 2050, diversificando la matriz energética.

Se deduce que la razón por la que este tipo de proyecto no se realiza, es por que la cantidad de generación energética cubre una parte insignificante de la demanda total de El Teniente, no obstante, es una alternativa para sumarse a la transición como país de ser mas sostenible y sustentable. Por lo que una mejora continua del proyecto sería aumentar la generación de energía a través de implementar más correas regenerativas, obteniendo mayor alcance a lo largo del canal de relave, también para siguientes etapas del proyecto se debe almacenar la energía producida debido a la variación de la energía generada por el flujo circulante de la correa y la capacidad del motor.

Por otra parte, se genera una oportunidad laboral de crecimiento y desarrollo, fomentando la innovación en áreas nuevas de un ambiente de trabajo.

Referencias

[1] Poblete Abasolo, A. (2012). Potencial de recuperación energética en relaves de la gran minería del cobre - Factibilidad técnico-económica (Tesis para optar al título de Ingeniero Civil Electricista). Recuperado de Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Ingeniería Eléctrica website: https://repositorio.uchile.cl/handle/2250/104420

[2] Campos Ordaz, B. (2015). Modelo de negocio para el tratamiento de relave en la minería chilena (Tesis para optar al grado de Magíster en Gestión y Dirección de Empresas). Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Departamento de Ingeniería Industrial. Recuperado de: https://repositorio.uchile.cl/modelo_de_negocio_para_el_tratamiento_de_relaves_en_la_mineria_chilena

[3] Ministerio de Minería. (2004). Reglamento de seguridad minera (Decreto Supremo N°132, del Ministerio de Minería). Recuperado de: https://www.bcn.cl/leychile/navegar?idNorma=221064

[4] Sernageomin. (2018). Estudios de normativas internacionales de diseño, construcción, operación, cierre y post cierre de depósitos de relave (p. 32-45). Recuperado de: www.sernageomin.cl

[5] Consumo de Agua. (2003). Recuperado el 18 de mayo de 2023, de SERNAC: Educación website: https://www.sernac.cl/portal/607/w3-article-1576.html

[6] Teuber Von Borries, E. R. (2019). Optimización del sistema de transporte de mineral grueso para maximizar generación de energía y rendimiento (Trabajo de titulación para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico). Universidad Técnica Federico Santa María, Departamento de Ingeniería Mecánica. Recuperado de: https://repositorio.usm.cl/handle/11673/46241

[7] Riveros, A. (2020, junio 25). ISO 31000 y la Gestión de Riesgos: Para qué sirve. Recuperado el 18 de mayo de 2023, de EALDE Business School website: https://www.ealde.es/iso-31000-para-que-sirve/

[8] Ministerio de Minería. (2012). Reglamento de Ley de cierre de faenas e instalaciones mineras (Decreto N°41, del Ministerio de Minería). Recuperado de: https://www.bcn.cl/leychile/navegar?idNorma=1045967&idParte=

[9] Ministerio de energía. (2015). Resumen política energética Chile 2050. Recuperado de: energia_2050_-_resumen_de_la_politica_energetica_de_chile.pdf

[10] SNIFA - Sistema Nacional de Información de Fiscalización Ambiental. Recuperado el 10 de julio de 2023, sitio web de Gob.cl: https://snifa.sma.gob.cl/UnidadFiscalizable/Ficha/2208

[11] Home. (2019, octubre 29). Recuperado el 14 de julio de 2023, de Ciren website: https://www.ciren.cl/

[12] Subdepartamento Informatica-Comisión Nacional Energia. (s/f). Ingresa Proyecto de Ley que permitirá que no aumenten precios de electricidad. Recuperado el 10 de julio de 2023, de Comisión Nacional de Energía website: https://www.cne.cl/prensa/prensa-2022/04-mayo-2022/ingresa-proyecto-de-ley-que-permitira-que-no-aumenten-precios-de-electricidad/7

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