Una de las innovaciones destacadas que lleva a cabo Antofagasta Minerals S.A., (AMSA), el brazo minero del grupo Luksic, es la utilización de agua de mar en las futuras instalaciones de su proyecto de cobre Esperanza, ubicado a 32 km. al este de Sierra Gorda, en la II Región.

La compañía conducirá del orden de 600 l/s de agua salada a través de un acueducto de aproximadamente 144 km. de longitud desde el sector costero de Michilla, a nivel del mar hasta la futura mina Esperanza, ubicada a 2.200 m.s.n.m. y a pocos kilómetros de la mina El Tesoro, también controlada por AMSA.

El proyecto, elevó durante el año pasado su costo total a US$ 2.300 millones desde los US$ 1.900 millones, previstos anteriormente, entre otras cosas, debido a que se amplió al doble el sistema de impulsión de agua de mar dejándolo con capacidad para conducir hasta 1.200 l/s, listo para futuras ampliaciones de las operaciones.

Al respecto, el gerente de Tecnologías de Minera Esperanza, Luis Bernal, y el jefe de especialidad de Procesos de Proyecto Esperanza, Leonardo Parraguez, señalan que AMSA siempre se ha caracterizado por ser un conglomerado muy innovador. Prueba de ello -dicen- es que la primera operación minera en utilizar agua de mar en su planta de flotación, primero, y posteriormente en su operación de lixiviación de óxidos, fue Michilla. Posteriormente -destacan ambos ejecutivos- Minera Los Pelambres, también controlada por AMSA, también innovó al utilizar por primera vez en la industria minera una correa de transporte de mineral regenerativa de 17 MW.

Ambos ejecutivos también destacan que El Tesoro fue la primera operación en realizar lixiviación en pilas de mineral exótico, un proceso que hasta entonces siempre era efectuado en bateas y que en Chuquicamata nunca pudieron llevar a cabo con sus propios minerales exóticos.

Consultado acerca de cómo se llegó a determinar el uso de agua de mar para las futuras operaciones de Esperanza, Luis Bernal recuerda “que el proyecto partió con los primeros estudios entre los años 1999 y 2000. Sin embargo, cuando nos metimos en el tema del agua de mar, uno de los temas vitales del proyecto, fue el 2001”

Sin embargo -dice- entre el año 2001 y hasta el 2005, el proyecto Esperanza estuvo en una fase de letargo, debido a que, un bajo precio del cobre de ese momento y la baja ley de cobre del yacimiento, no hacía atractivo desarrollar el proyecto.

Bernal, recuerda que hasta ese momento se pensaba en un suministro de 200 l/s de agua dulce para una operación destinada a procesar hasta 50.000 tpd de mineral. Sin embargo, -explica- que para hacer más rentable el proyecto era muy importante aumentar esa capacidad.

Sin embargo, explica “siempre nos topábamos con el tema del agua porque en la zona no existen recursos disponibles, entonces comenzamos a buscar distintas alternativas de suministro”.

El ejecutivo indica que la idea de utilizar agua de mar surgió debido a la experiencia que AMSA tenía en su operación de Michilla, donde una planta concentradora llegó a procesar hasta 2.000 tpd de mineral junto a la costa. Posteriormente -explica Bernal “cuando Michilla pasó de una planta concentradora a una operación de lixiviación y SX/EW del mineral de Lince, en donde también se utilizó agua de mar, pero para un proceso distinto al de flotación”.

No obstante, -dice- “en este proyecto ya se analizaron los problemas de transporte del agua, debido a que el rajo de Lince está ubicado a unos 30 km. de la costa y a una altura de 800 m sobre el nivel del mar”. Añade que “a raíz de esto pudimos sumar la experiencia en los temas de corrosión y en los temas del uso de agua de mar en plantas de flotación”.

Bernal afirma que “en 2001 se realizaron las primeras pruebas de flotación para ver cómo respondía el mineral con el uso de agua de mar en los laboratorios de Lakefield”.

Posteriormente, en 2005, AMSA comenzó a realizar una campaña más intensiva de pruebas con agua de mar y, paralelamente, inició los análisis destinados a ampliar el proyecto Esperanza a una escala mayor a una planta con capacidad para procesar 75.000 tpd de mineral, lo que luego fue ampliado a 95.000 tpd de mineral que corresponde a la capacidad actual del proyecto porque “ya el agua no es una limitante y si quisiéramos, podríamos doblar esa capacidad”, afirma Bernal.

Concentradora descubierta

En relación a otras aplicaciones tecnológicas del proyecto, Leonardo Parraguez y Luis Bernal, indican que “una cuestión importante fue preguntarnos cómo hacer un proyecto más económico”. Agregan que “en Chile en general las plantas de flotación son muy sobredimensionadas y se construyen en edificios bajo techo lo que las hace muy costosas”.

Debido a esto -dicen- AMSA comenzó a buscar alternativas y a realizar estudios de trade-off, es decir, de comparación.

Los ejecutivos indican que por esta razón en 2005 visitaron las instalaciones de la mina Cadia, ubicadas en Australia.

Al respecto Bernal explica que “Cadia es la primera planta en que se instaló un molino SAG de 40´´, el de mayor tamaño en el mundo”. De hecho -agrega- “a nivel mundial sólo operan dos molinos de ese tamaño y el otro pertenece a la mina Collahuasi”.

A partir de estas visitas -dice el ejecutivo- surgió la idea de construir en Esperanza una planta moderna en la que se aplicaran nuevas tecnologías como por ejemplo el molino SAG de 40´´ y, entre otros equipos, grandes celdas de flotación Flash que operan actualmente en las faenas de Cadia. El gerente técnico y el jefe de especialidad de Procesos explican que para racionalizar costos, al igual que la planta concentradora de Cadia, la planta de Esperanza operará a techo descubierto, tendrá un diseño muy compacto y funcionará con una mínima dotación de personas.

Al respecto Luis Bernal dice que “la motivación que tenemos para buscar este tipo de economías es la baja ley de cobre del yacimiento”. Añade “que esto es lo que nos obliga a buscar alternativas más económicas para que el proyecto sea más rentable”.

Hay que pensar, dice Bernal “que la ley promedio del yacimiento Esperanza es de 0,5% de cobre, es decir, por cada tonelada de mineral obtendremos cinco kilos de cobre”.

Relaves espesados

En relación a la tecnología de relaves espesados que utilizará la futura operación, Luis Bernal explica que “el primer encuentro que tuve con los relaves espesados fue en el proyecto Mansa Mina”. El ejecutivo recuerda que siendo consultor del proyecto Mansa Mina, Codelco Central estudió la alternativa de llevar a cabo este proyecto como una unidad separada. Al respecto, Bernal comenta que “en ese momento la gente de Codelco también buscaba reducir costos y, en lugar de utilizar el tradicional tranque de relaves Talabre, próximo al fin de su vida útil, se analizó como alternativa utilizar el sistema de relaves espesados”. Agrega que “nos contactamos con la empresa sudafricana, SRK y el consultor David Luppnow, quien fue el que realizó las primeras pruebas de relaves espesados en Mansa Mina en 2002”.

Bernal dice que en el caso de Esperanza “en 2006 hicimos una visita a Australia, y vimos más de 5 operaciones con relaves espesados, acompañados de la gente de SRK que había trabajado en esas plantas que, en realidad eran más chicas” En tal sentido el ejecutivo subraya que “hay que reconocer que David Luppnow nos trajo la idea de los relaves espesados para Esperanza.

El gerente de Tecnologías de Minera Esperanza, Luis Bernal, resalta en cuanto a nuevas tecnologías que serán aplicadas que la mina Esperanza contará con un centro de control integrado desde del cual se va a monitorear la totalidad de la operación, desde el chancado hasta lo que la planta de filtros y transporte y embarque de concentrados en el muelle, con el consiguiente ahorro de personal.

¿Cuáles son los principales desafíos tecnológicos del proyecto?

Tener una operación estable desde la puesta en marcha, la que estimamos se prolongará por tres meses. Nuestra meta es alcanzar en los plazos programados la capacidad de diseño de la planta concentradora de 95.000 tpd de mineral y obtener una producción promedio de 2.000 tpd de concentrado con un contenido de 28% de cobre. Asimismo, nuestros principales desafíos corresponden a llevar todos los sistemas de procesos en los cuales se desarrollaron las innovaciones a sus capacidades de diseño y dentro de los costos programados. Entre ellos se cuentan:

• Uso de agua de mar
• Depósito de relaves espesados
• Molino SAG de 30.000 Hp y molinos de Bolas de 25.000 Hp; ambos los equipos de máxima potencia y mayor tamaño instalados a nivel mundial.
• Celdas de flotación Flash para recuperación de oro de SK2400, también las de mayor tamaño de la industria.
• Celdas de flotación de 300 m3 tipo DOE autoaspiradas, las de mayor tamaño instaladas en el mundo.
• Filtros de presión Larox de 168 m2; también los de mayor tamaño instalados en el mundo y,
• Cumplir con los estándares de productividad de la dotación de la planta que son muy exigentes y que se apoyan en la utilización de estas nuevas tecnologías, más eficientes y con menor utilización de mano de obra.

¿Cuáles son los aspectos de innovación en la industria minera del proyecto que usted destacaría?

Yo destacaría el desarrollo de un mega-proyecto minero en un yacimiento de cobre-oro de baja ley que implicó resolver temas técnicos nuevos en todas las áreas, desde la mina, pasando por la planta concentradora, las líneas de impulsión de agua de mar y el transporte de concentrado.

El utilizar agua de mar en forma directa sin desalinizar independiza al proyecto de fuentes de agua dulce no disponible en la Segunda Región, a un costo aceptable.

Esta opción genera un escenario de sustentabilidad muy potente en cuanto al uso de recursos hídricos, característica que ha sido muy valorada por las autoridades ambientales y por la comunidad de Sierra Gorda en la cual está emplazado el proyecto.

Otro aspecto clave a subrayar es el sistema de disposición de relaves en forma de pasta, utilizando la tecnología de relaves espesados. Esta permite disminuir el consumo de agua a 0,5 m3/ton de mineral en una zona en la que, debido a la alta evaporación, un sistema de relaves convencional -con muro y laguna de lamas- generaría un consumo de 0,8 m3/ton.

El menor consumo señalado influye también en hacer viable y no incrementar la inversión en el sistema de impulsión de agua de mar.

Hay que destacar que Esperanza aplica esta tecnología en una escala de producción que triplica la existente a nivel mundial, y las utilizadas, por ejemplo en plantas concentradoras en Australia .

¿Qué significa que el proyecto utilice agua de mar y no agua desalada?

Minera Esperanza utilizará agua de mar en forma cruda, como agua industrial, sin desalinizar, dado el alto costo que significaría instalar una planta de osmosis para producir agua desalada.

El costo de desalar agua de mar y de energía paa su transporte alcanza los US$ 2,2 por metro cúbico.

Nosotros podemos utilizar agua salada a la mitad de ese costo, es decir, US$ 1,2 por metro cúbico.

El agua de mar tiene un alto contenido de sales. Del orden de 35 gr/l que interfieren en el proceso de flotación para recuperar cobre-oro y molibdeno.
No obstante, no es la primera vez que se utiliza agua de mar para flotación. En Indonesia, por ejemplo, opera planta concentradora de la mina de cobre Batu Hijau, ubicada junto a costa cuya capacidad es de 120.000 tpd de mineral.

Como mencioné anteriormente, las operaciones de Michilla de Antofagasta Minerals operaron durante casi 15 años una planta concentradora ubicada al lado del mar con una capacidad de 2.000 tpd. Además, en la zona norte de Chile y sur del Perú, también se han hecho aplicaciones aunque en menor escala.

Lo innovador de Esperanza son tres factores. Primero, la distancia de la futura planta a la costa. Son casi 150 km., el segundo punto es la diferencia de altura de 2.200 m.s.n.m y la tercera es la escala a una capacidad de 95.000 tpd de mineral en una sola línea de producción con todos los problemas de ingeniería a resolver que esto significa, como por ejemplo, los de corrosión y la aplicación de agua de mar para concentrados de cobre-oro con toda la problemática de depresión de pirita.

La flotación con agua de mar requiere entender la físico-química de esta fuente de agua natural y su interacción con la cal como modificador del pH para abatir la pirita, así como su efecto en la degradación de reactivos y la estabilidad de la espuma.

Todas estas interrogantes fueron estudiadas y desarrolladas desde 2001 a la fecha en un estudio metalúrgico que comprendió el procesamiento de 150 muestras de sondajes con los cuales se han realizado más de 1.000 pruebas de flotación primaria (rougher) y más de 100 test de flotación en ciclo cerrado. Para el desarrollo de esta etapa también se construyó un túnel de exploración para la extracción de una gran cantidad de muestras de las cuales se han procesado 2.000 toneladas, acumulando, en total, 3.000 horas de operación en plantas piloto del CIMM y SGS Lakefield utilizando agua de mar traída desde la V Región a Santiago.

Se han realizado, además, estudios de microscopía especializada de QemScan y microscopía de superficie par entender los fenómenos asociados que nos permiten respaldar recuperaciones de un 90% para el cobre y de un 77% m para el oro. Estas cifras han sido validadas por empresas auditoras de nivel mundial como Pincock-Allen & Holt.

¿Cómo se avienen estas innovaciones con el cuidado del medio ambiente?

Ambas innovaciones tienen un impacto muy positivo en el medio ambiente.
El uso de agua de mar evita acceder a fuentes de agua dulce que son escasas en la zona y cuyo uso debe estar orientado al consumo como agua potable o para la agricultura.

Al respecto, un 5% del agua de mar que será impulsada se transformará en agua potable para el campamento y uso industrial, evitando de esta manera también el consumo de fuentes hídricas de la zona.En relación a los relaves espesados, el impacto sobre el medio ambiente de estos es mínimo por las siguientes características: es un relave seco y con mayor densidad de depositación que tiene una alta estabilidad sísmica, por su composición homogénea y su contenido de sal tiene una alta resistencia a la erosión con una mínina generación de material particulado. Asimismo, por depositarse en capas delgadas es un relave no saturado (poros sin agua) y que, al contar con capilaridad, el agua sube a la superficie y se evapora evitando la infiltración en el suelo.

¿Por qué diría usted que Esperanza es el proyecto más moderno de la industria minera del país?

Principalmente por el uso de agua de mar que pone a disposición de la minería una nueva fuente de agua para sus proyectos, lo cual da sustentabilidad a la futura operación de Esperanza por ser ése un recurso permanente en el tiempo y que permitirá realizar ampliaciones o abrir nuevos yacimientos en el distrito de Sierra Gorda, evitando de paso, la utilización de fuentes de agua dulce requeridas por la comunidades de la zona.

En segundo lugar, debido al uso de la más moderna tecnología en todas las áreas de la planta concentradora. Esta utilizará los equipos de mayor tamaño disponibles en la industria y contará con un diseño exterior y compacto que incluirá una sola línea de producción de gran capacidad.

¿Qué aspectos usted destacaría como “diferenciadores” del proyecto Esperanza?

Esperanza tiene un sello de innovación en todos los aspectos de desarrollo con el objetivo de hacer rentable un recurso de cobre baja ley mediante el uso de la tecnología disponible y sin caer en el riesgo de utilizar prototipos.
La selección de equipos se realizó principalmente realizando un “benchmarking” para la transferencia tecnológica.

Para esto fueron visitadas varias operaciones a nivel mundial localizadas en Australia, Sudáfrica, Canadá e Indonesia. En estos países se realizaron más de 10 visitas a plantas de relaves espesados y a otras tantas faenas que utilizan aguas saladas.

Destacaría, además, el desarrollo e investigación propia en el desarrollo del pilotaje para la flotación con agua de mar y el bombeo y depositación de relaves espesados, junto a la asesoría de especialistas de Sudáfrica y Australia.

Finalmente también señalaría los acuerdos con proveedores para la construcción de los molinos y motores gearless más grandes del mundo, el desarrollo de la celda piloto e industrial de flotación Flash, y también la innovación en la gestión de los recursos humanos preparando personal con una fuerte motivación de manera de hacer las cosas siempre mejor.

Avance del Proyecto

A agosto de 2009, el avance físico consolidado del proyecto alcanzaba a más de un 47,%, mientras que el avance físico del prestripping o movimiento de lastre en el rajo de la futura Mina alcanzaba a más un 50%. Estas obras involucran remover un total de 150 millones de toneladas de lastre para preparar el rajo, convirtiéndose en el mayor prestripping realizado en Chile.

Asimismo, a la fecha 5.544 personas trabajan en el desarrollo de Minera Esperanza, entre dotación propia y colaboradores.

El 50% de la dotación propia de la compañía pertenece a la Región de Antofagasta.

Obras Relevantes

Algunas de las principales obras ejecutadas a la fecha en el Área Mina corresponden a la entrega del taller de camiones, con una capacidad para 8 camiones. En estas instalaciones obtendrán servicio y mantención, lavado, reparación de neumáticos y soldadura. Asimismo, Minera Esperanza ha adjudicado el desarrollo del sistema de impulsión de agua de mar y transporte de concentrado a la empresa Techint.

Paralelamente, continúan las obras de construcción del chancador primario (29% de avance), stock pile (32% avance), sistema de correas transportadoras de mineral, molinos SAG y Bolas, celdas de flotación, molinos verticales, hidrociclones; y espesadores de relaves y de concentrado.

También se encuentra operativo el campamento para la construcción, con capacidad de 4.500 camas e instalaciones de recreación -cancha de pasto sintético; dos canchas de tenis; gimnasios; entre otros-. La faena cuenta, además, con casinos diseñados para atender 3.000 personas en 4 turnos.

Suministro de Energía

La línea de 1 x 220 kV se encuentra en la etapa final de su construcción, específicamente con un 99% de avance. La línea va desde Minera El Tesoro a Esperanza en un tramo de 12,5 km. En tanto, la Subestación Principal Esperanza presenta un avance del 79%.

Por otra parte, se encuentran prontas a su instalación la línea 1 x 110 kV destinada a alimentar la Subestación Muelle -en el sector costero- y las estaciones de bombeo para la cañería de agua de mar y concentraducto. También se instalará línea 2 x 220 kV Línea Esperanza-El Cobre, para la cual ya se ha adquirido el cable y las torres de alta tensión. La empresa que se adjudicó la instalación de estas líneas eléctricas es Abengoa Chile S.A. Posterior a la reunión de arranque del contrato (Kick-off meeting), se está trabajando en la topografía de los vértices.

Area Muelle

En el área Muelle en Michilla, la Compañía presenta un avance de un 13%. La empresa Constructora Belfi S.A. comenzó con los trabajos en el muelle mecanizado de Esperanza. A la fecha están en funcionamiento la planta de hormigones, el casino y el campamento para los trabajadores de esta área. En este contexto, prontamente se iniciarán las obras terrestres del muelle, tales como las instalaciones para la recepción del concentrado, filtrado, acopio, transporte hasta la torre de transferencia a puerto e infraestructura y servicios. También está previsto que comiencen las obras para la construcción del sistema de aducción y transporte de agua salada.

Proyecto Esperanza

El proyecto Esperanza está ubicado a 30 kilómetros al este de la comuna de Sierra Gorda y a 2.300 metros sobre el nivel de mar. El proyecto está basado en reservas de 583 millones de toneladas de mineral con una ley promedio de 0,54% de cobre y 0,22 onzas de oro por tonelada. El yacimiento está proyectado para ser explotado a rajo abierto y a plena capacidad produciría 714.000 toneladas anuales de concentrado de cobre que contendría 191.000 toneladas anuales de cobre fino más 215.000 onzas de oro por año. La vida útil de la faena está proyectada en aproximada de 16 años.

El proyecto comenzó su construcción a mediados de 2008 y su puesta en marcha está prevista para el último trimestre de 2010.

Esperanza incluirá significativas medidas de mitigación y compensación destacándose por sobre el resto de las operaciones mineras. La compañía minera contempla a su vez la construcción de un muelle en el sector de caleta Michilla, comuna de Mejillones, zona en la que se extraerá el agua de mar y, además, donde recibirá el concentrado de cobre por medio de tuberías paralelas a la línea de abastecimiento de agua de mar.

El proyecto Esperanza, de inversión total de US$ 2.300 millones, actualmente se encuentra en su fase de construcción en la cual empleará a cerca de 10.000 trabajadores en el período de mayor actividad. Durante la operación, la mina generará 1.500 empleos.

ITT realiza bombeo de agua de mar para Proyecto Esperanza

Minera Esperanza y Antofagasta Minerals S.A. (AMSA) dieron la oportunidad a ITT para participar en este importante proyecto y para suministrar los equipos de bombeo que traerán el agua desde el mar hasta la futura planta de proceso.

El recorrido para conducir el agua será de 145 km, desde el nivel del mar hasta los 2,300 m.s.n.m. aproximadamente.

Esperanza es uno de los proyectos pioneros en utilizar grandes volúmenes de agua de mar directamente en su proceso. El suministro será de aproximadamente 650l/s que serán bombeados desde la costa en forma continua, motivo por el cual los equipos de bombeo necesarios están siendo fabricados en acero de alta aleación, el cual permite el apropiado manejo del agua de mar y asegurará la vida útil de los equipos a lo largo de la vida útil del proyecto.

Para cumplir con lo solicitado por el proyecto Esperanza, la empresa seleccionó bombas multietapas modelo 3600, un equipo de altísima disponibilidad que viene de la industria del petróleo y que en realidad ya ha sido largamente probado en Chile en impulsiones de agua en la mina Los Bronces.

El sistema de bombeo tendrá instalados, en total, 33.600 HP y contará con 16 bombas y sus respectivos motores eléctricos de media tensión.

Cabe destacar que los equipos -4 estaciones de bombeo proyectadas- estarán en ubicaciones remotas en el desierto por lo que las bombas y sus motores eléctricos que las accionan deberán estar preparados para operar remotamente para que el suministro no sea afectado, permitiendo una operación segura de la planta.

Adicionalmente, la empresa también está suministrando los equipos de bombeo contra incendio en el área del Puerto de embarque, los cuales serán íntegramente armados en Chile. ITT ha asumido este desafío en Esperanza como una tarea corporativa, ya que desde su fábrica en Seneca Falls NY USA, hasta sus oficinas en Santiago y talleres en Antofagasta, ha armado una red de servicio que ya le ha permitido despachar la gran mayoría de los equipos hacia Chile. La red de servicio local realizará también la puesta en marcha del sistema de bombas para Esperanza asegurando con esto el suministro de agua a estas instalaciones.