diciembre 6, 2021 9:19 pm

El desafío de la pérdida de agua por evaporación en la minería

Según las proyecciones actuales del factor de emisión del Sistema Eléctrico Nacional, al año 2031 se emitirá del orden de 1,25 millones de toneladas de gases con efecto invernadero por este concepto.

Las proyecciones de demanda de agua en Chile son crecientes, llegando el agua de mar a representar aproximadamente la misma cantidad que el agua continental al año 2031. El consumo de energía asociado a los procesos de desalinización e impulsión de esta agua llegará a ser muy significativo, representando del orden de 3,5 TWh al final del período. 

En la minería de cobre, el principal uso del agua es en los procesos de concentración de sulfuros. Adicionalmente, en el transporte de relaves desde la planta concentradora al tranque de relaves se utiliza agua. 

Cuando el agua se separa del relave, se forma una laguna de aguas claras,  la que puede ser impulsada a la planta concentradora, para su reutilización. Esta laguna queda expuesta a fuertes procesos evaporativos. Por ejemplo, en una laguna de 50 ha ubicada en la zona de Calama, a 2500 msnm, se evaporan anualmente 1,5 millones de m³ de agua. Si se considera un costo medio de desalinización e impulsión hasta la faena minera de 3,5 USD/m³ (CAPEX y OPEX), la evaporación significa un costo de 5,3 MUSD/año. A esto habría que agregarle unas emisiones de gases con efecto invernadero del orden de 10 mil t/año, considerando el factor de emisión del Sistema Eléctrico Nacional. 

Existen varias tecnologías para reducir la evaporación en superficies de reservorios de agua. Las principales se muestran a continuación.

TecnologíaVentajasInconvenientesAhorro NominalAhorro Real Estimado
GeomembranaCubre la superficie sin intersticiosLimitación área a cubrir. Problema con vientos >90%>90%
Malla Raschel 300 g/m² BaratoLimitación área a cubrir70%40-50%
Hexágonos Flotantes o RombosAhorro nominal elevadoPor efecto del viento o ajustes de nivel se pueden montar unos sobre otros reduciendo el ahorro>90%50-70%
Químicos como  monocapas anfiáticas,  alcohol cetílico, estearílico ³Fácil de aplicar, baratoPor efecto viento se rompe su estructura y se aglomera. No visible al ojo humano50 %8 – 43
Discos FlotantesBarato Por efecto del viento o ajustes de nivel se pueden montar unos sobre otros reduciendo el ahorro 91%60-70%
Esferas sin carga de aguaMuy sensibles al viento.< 91%50-60%
Barrier Ball®Se ajustan perfectamente a los cambios de nivel del embalse91%83±2%
Cuadro comparativo de tecnologías

Para dejar de lado las limitaciones que pueda tener una empresa para comprar la solución Barrier Ball® de EXMA, ésta también está disponible como un servicio a través de su filial WASCO. Ahora es posible entonces contratar el servicio de ahorro de agua directamente a WASCO y entre ésta y el cliente se define quién será el tercero independiente que hará la medición de la evaporación en el lugar, de modo que el cobro del servicio sea por el ahorro de agua efectivamente realizado. 

Tanto la metodología de medición de la evaporación como la eficiencia de Barrier Ball® fueron validadas por el Centro Nacional de Pilotaje junto a la Universidad de Concepción a cargo del investigador Octavio Lagos PhD, utilizando Eddy Covariance, que es la más moderna tecnología de medición de la evaporación en grandes superficies. Los modelos matemáticos de estimación de la evaporación obtenidos mediante ANSYS Fluent fueron validados por el Profesor Álvaro Valencia M. del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile.

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