Soluciones de minería sostenible para cumplir con la red

La minería es un proceso esencial que se ha vuelto aún más crítico a medida que el mundo avanza hacia una mayor transición energética. Los minerales son un componente crucial en las tecnologías de energía limpia, como los vehículos eléctricos, los paneles solares y las baterías, y la demanda de estos minerales está aumentando, dice Livio Salvestro de Howden.*

Según la Agencia Internacional de Energía, se prevé que la demanda de ciertos minerales para respaldar la transición se multiplique por más de veinte para 2040. Cumplir con los objetivos globales de reducción de carbono es esencial para mitigar los efectos del cambio climático y la industria minera desempeñará un papel clave en este esfuerzo Las prácticas mineras deben adaptarse y evolucionar para ser más respetuosas con el medio ambiente y ayudar a descarbonizar las operaciones. En línea con los esfuerzos globales para cumplir con el objetivo del Acuerdo de París, las empresas mineras están estableciendo objetivos para reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).

Una encuesta de PwC a directores ejecutivos en 2021 mostró que el 76 % de los ejecutivos mundiales de minería y metales estaban preocupados por el cambio climático y el daño ambiental, frente al 57 % del año anterior. Y el 70% de los ejecutivos mineros globales dijeron que planeaban aumentar sus inversiones a largo plazo en iniciativas de sustentabilidad y ambientales, sociales y de gobierno (ESG).

Hay varias formas en que las minas pueden reducir su huella de carbono, pero pasar a una mina 100% eléctrica representaría un cambio transformador para las operaciones mineras subterráneas donde los motores diésel han dominado durante más de 100 años. Los equipos diesel subterráneos representan uno de los mayores desafíos ambientales que enfrenta una mina. Cambiar a una fuente de energía eléctrica puede tener un impacto significativo en las minas, reduciendo el tamaño de los conductos de ventilación y los túneles; el tamaño de sus ventiladores y sistemas de calefacción y refrigeración; su huella de carbono; y su inversión de capital.

Los equipos diésel también pueden representar una carga financiera significativa dentro de la huella de costos de ventilación de una mina, por lo que cambiar a fuentes eléctricas mientras se actualizan las soluciones de ventilación puede ser muy efectivo para mejorar las credenciales ambientales generales. Si bien se han logrado avances, que generarán beneficios futuros, existen oportunidades para que la industria minera reduzca el consumo de energía y las emisiones a través de una combinación de tecnologías sostenibles avanzadas, información procesable sobre las operaciones mineras y la automatización, soluciones que existen en la actualidad.

Los avances digitales están permitiendo que la industria sea más eficiente, segura y productiva mediante la recopilación, el análisis y la implementación de datos para optimizar las condiciones, los procesos y las decisiones de mantenimiento de la mina. Las tecnologías digitales y la automatización también se pueden aplicar a la ventilación.

La ventilación es un proceso vital en la operación de una mina. Es necesario para proporcionar aire más fresco y, en algunos casos, enfriar el entorno de trabajo, limpiar los gases de explosión y diluir los gases de escape y los gases generados por la minería.

Esto significa que debe funcionar de manera constante y confiable, lo que a menudo representa costos operativos sustanciales y hasta el 40-50% del consumo total de energía de una mina. La tecnología avanzada y los sistemas de ventilación más eficientes pueden reducir los costos y contribuir significativamente a los objetivos de reducción de carbono de una mina.

Los objetivos principales de los desarrollos continuos de ventilación de la mina son mitigar el impacto ambiental, como ya se describió, mediante la reducción de las emisiones de GEI y la mejora de la calidad del aire subterráneo. También son necesarios para crear eficiencia que sea sostenible y confiable, de modo que una mina continúe produciendo ahorros de energía a lo largo de su ciclo de vida. Es crucial optimizar los modelos generales de salud y seguridad, que se basan en la automatización para obtener capacidades operativas sin precedentes.

Existen varias soluciones para respaldar estos objetivos, incluido el calentamiento eléctrico del aire de la mina, que brinda una solución simple y segura con cero emisiones. A través de un enfoque de diseño modular, estos sistemas utilizan elementos tubulares Incoloy de grado industrial seleccionados para una funcionalidad y un mantenimiento óptimos.

Los sistemas de ventilación optimizados también están disponibles para impulsar el ahorro de energía y contribuir a los compromisos netos cero. Los productos como Ventsim™ CONTROL utilizan software inteligente que se comunica con dispositivos de hardware para monitorear, controlar y automatizar de forma remota el flujo de aire y los sistemas de calefacción y refrigeración.

La recuperación de calor térmico puede resultar en flexibilidad operativa y emisiones reducidas. Al emplear un sistema de bobinas de transferencia de calor, estaciones de bombeo de líquidos y tecnología de control y automatización, la mina puede generar recuperación de calor utilizando fuentes potenciales como el calor residual del aire de escape de la mina, calderas centrales, generadores de energía y compresores o fuentes ecológicas como la energía geotérmica. .

Los sistemas de refrigeración con amoniaco ofrecen una solución sostenible sin emisiones nocivas de CO2 o HFC. El amoníaco se considera el "refrigerante verde" y se ha utilizado durante muchos años; sin embargo, ahora se está consolidando con las demandas de reducir la huella de los refrigerantes de hidrocarburos y HCFC que pueden afectar la atmósfera.

Empresas como Howden han estado suministrando con éxito estas soluciones de ventilación de minas verdes durante años y los resultados son claros.

La mina Oyu Tolgoi en Mongolia requería una nueva solución de filtración, ventilación y calentamiento de aire indirecto. Howden desarrolló una solución única de recuperación de calor térmico que incluía acceso a esclusa de aire, ingeniería de tuberías, compuerta principal y de derivación y salida de ventilador. La solución de Howden se puede utilizar como referencia para el resto del desarrollo de la mina. Cada casa de calentadores fue diseñada para capturar 22 MW de calor residual del sistema de agua caliente.

Se suministró un sistema de calefacción eléctrica a una mina subterránea de alto grado en el norte de la Columbia Británica, Canadá. El sistema incluía dos calentadores de aire de mina híbridos MID de fuego directo y permitió que el sistema de calentamiento de aire eléctrico de la mina aprovechara los bajos precios de la electricidad.

La automatización de la ventilación ha sido parte de varias operaciones mineras a gran escala durante décadas y algunas minas han experimentado reducciones de más del 50-60 % en el consumo de energía y 11 500 t de emisiones de CO2.

La mina Newmont Éléonore en Quebec, Canadá, incorporó un sistema Ventsim CONTROL, que incluía estaciones de monitoreo de ventilación y la automatización de todos los equipos de ventilación. Hasta la fecha, ha habido una reducción del 43 % en los costos de calefacción de la mina, una reducción del 56 % en los costos de electricidad de ventilación subterránea y una reducción del 73 % en el costo de electricidad de ventilación superficial.

Reconociendo los beneficios comprobados del sistema Ventilation on Demand de Howden, Newmont – Éléonore ganó el Premio Eureka de Écotech Québec.

Como pionero, Howden diseñó sistemas de refrigeración con amoníaco en minas durante la década de 1970. Más recientemente, la empresa suministró enfriadores de tornillo de amoníaco en la mina Prominent Hill en el sur de Australia para OZ Minerals. En asociación con el cliente, Howden creó soluciones que tenían la más alta funcionalidad mientras respaldaban sus objetivos de cero emisiones netas.

A medida que aumenta la presión ambiental, especialmente en las empresas mineras, ahora es el momento de implementar soluciones comprobadas para respaldar un futuro energético más limpio.

*Livio Salvestro es líder del equipo de minería global en Howden