“Desde el punto de vista geomecánico, aspectos como la calidad del macizo rocoso, la orientación de discontinuidades, la presencia de zonas de falla o fracturación intensa, y las condiciones de esfuerzo in situ, son determinantes para definir tanto el método de excavación como el sistema de fortificación. Además, variables hidrogeológicas —como la presencia de agua subterránea— pueden afectar la estabilidad y el diseño del sostenimiento”, expresó David Blanco, académico de la Facultad de Ciencias de la Construcción y Ordenamiento Territorial de la Universidad Tecnológica Metropolitana.

“Otro factor crítico es la interacción entre el diseño del túnel y la operación minera en curso. La necesidad de mantener condiciones seguras, garantizar la continuidad operacional y optimizar recursos impone restricciones al diseño del soporte”, añade el profesional, quien es además director de Desarrollo Académico de esta casa de estudios.

En ese contexto, Alejandra Villouta, Team Leader Geotechnical de GHD Chile Región, destacó que “la geomecánica desempeña un papel fundamental en la estabilidad del macizo rocoso durante una excavación subterránea, que, al alterar el medio circundante, compuesto por diversas estructuras geológicas, se convierte en un factor relevante para la fortificación. Comprender estos aspectos hace que las especialidades de geología, hidrogeología y geotecnia sean esenciales en el diseño de túneles mineros”.

En tanto, Gonzalo Herrera, gerente general de Ischebeck Chile, advirtió que “la planificación y ejecución de túneles mineros implica mucho más que excavar, requiere una comprensión detallada del terreno, porque las condiciones geotécnicas son claves para definir el tipo de sostenimiento, la secuencia de trabajo y la tecnología que se va a utilizar”.

Y resaltó que “la profundidad del túnel y la carga del terreno sobre él influyen directamente en los esfuerzos que se generan y por lo tanto, en el diseño del sistema de fortificación. Además, no se pueden dejar de lado aspectos como la actividad sísmica de la zona, que puede representar un riesgo importante, ni las condiciones propias del proyecto: tiempos de avance, logística, ventilación y el uso eficiente de materiales”.

Planificación

Daniel Martínez, subgerente de Proyectos Especiales de CBB, mencionó que factores como la calidad y resistencia de la roca, la presencia de humedad y presiones de agua entre otros, inciden directamente en la estrategia de sostenimiento.

En este escenario, “CBB Ready Mix ha consolidado una propuesta de valor basada en soluciones integrales de ingeniería, adaptadas a los requerimientos de cada proyecto. Su enfoque se centra en optimizar la eficiencia constructiva y garantizar la seguridad estructural, integrando no solo el suministro de materiales, sino también un acompañamiento técnico desde las etapas de diseño, planificación y ejecución”, agregó.

En tanto, Alejandra Villouta aludió al hecho que “los riesgos y características geológicas, geotécnicas e hidrogeológicas son determinantes en el desarrollo de túneles, que se caracterizan por su complejidad e incertidumbre full 3D. Estas obras subterráneas se llevan a cabo bajo condiciones que no se pueden observar con la facilidad de una obra superficial, y donde el terreno circúndate actúa como parte fundamental del revestimiento del túnel, incrementando así la necesidad de una evaluación precisa de estos factores”.

“La definición del método constructivo, la orientación, tipo de sección, las dimensiones, el tipo de fortificación y el programa de construcción de un túnel se determina en función de los estudios de detección de riesgos y una caracterización geológica, geotécnica e hidrogeológica detallada”, afirmó.

Esto es complementado por Francisco González, jefe de la Unidad Rocas del Idiem, quien mencionó que la planificación de túneles mineros “exige una comprensión profunda de las condiciones del terreno y de su comportamiento frente al proceso de excavación”.

“No todas las rocas responden igual ante una excavación: algunas presentan alta resistencia y estabilidad, mientras que otras pueden estar fracturadas, alteradas o contener zonas débiles que comprometen su integridad. Las estructuras geológicas también desempeñan un rol crítico, ya que pueden actuar como planos de debilidad o convertirse en vías de ingreso de agua. En este sentido, las condiciones hidrogeológicas son otro elemento determinante. La presencia de agua subterránea puede afectar tanto la estabilidad del terreno como las condiciones de trabajo, especialmente si los materiales pierden resistencia al saturarse o si se generan altas presiones. Además, la profundidad del túnel implica mayores esfuerzos sobre el macizo, lo que puede desencadenar fenómenos como estallidos de roca o deformaciones significativas, sobre todo en minas profundas, como las que actualmente se están desarrollando”, comentó.

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La actividad, orientada a estudiantes de pregrado de ingeniería de minas, química y carreras afines, fue moderada por el investigador titular del AMTC, Dr. Humberto Estay.

La primera presentación estuvo a cargo de la Dra. Norelys Águila, investigadora del AMTC y académica del Departamento de Electricidad de la UTEM, quien se refirió a los desafíos y oportunidades tanto operaciones remotas como en automatización.

Tras detallar, a modo de contexto, las nociones básicas de automatización y control, destacó que este conocimiento se ha usado en minería para aumentar la eficiencia, mejorar la seguridad laboral y para contar con una recolección de datos más fiable, a fin de ser usados en el manejo de temas medioambientales.

Resaltó la poca disponibilidad de fuerza de trabajo calificada en lugares remotos, seguimiento de normativas cada vez más rigurosas relativas a seguridad y medioambiente, y volatilidad del mercado sumada a la disminución de calidad de las reservas de mineral como desafíos que la industria minera debe enfrentar y que están encontrando solución en la integración de operaciones mineras desde la mina hasta el puerto.

En este sentido, la automatización en minería, y los avances en comunicaciones, sensores, control, navegación e imágenes, han permitido finalmente que varias operaciones puedan realizarse en centros de operación remotos, permitiendo que los trabajadores estén lejos de la mina, en ambientes seguros y con proximidad física entre varios operadores y supervisores a cargo de distintos procesos, lo que permite tener una visión integral de toda la faena minera.

En cuanto a oportunidades específicas para los centros de operación remotos, la investigadora destacó el desarrollo de sistemas de predicción de variables que hoy no pueden medirse (por ejemplo, contenido de molinos SAG en tiempo real), como una forma de aumentar los ámbitos de automatización y mejorar la gestión, y diseñar estrategias de control avanzado para abarcar todos los niveles de la pirámide de control.

Experiencia en terreno

A continuación, tres profesionales de BHP expusieron la experiencia de Minera Escondida en operación remota de plantas de procesos mineros.

El primer turno fue de la ingeniera química Amanda Cerda, especialista de control de la planta concentradora Laguna Seca 2, quien describió cómo es la operación remota en dicha planta, que procesa 152.000 toneladas diarias de material.

Tras explicar cómo funcionan los procesos de chancado, molienda y flotación y el trabajo de un molino SAG, detalló cómo tales tareas pueden ser manejadas de manera remota: “En la sala de control recibimos gráficas y datos en tiempo real, alarmas de diferentes criticidades y comunicación directa con los operadores en terreno, quienes nos entregan información que no está en pantallas”.

Agregó que entre las funciones esperadas de un operador de sala de control se encuentra mantener estable la operación mediante el control de sus variables, mantener conocimiento de procesos estándar, manejo de situaciones anormales (por ejemplo, fallas eléctricas), conocimiento del sistema de alarmas y operar el software y sistema experto que usa el centro. Entre los equipos que se monitorean remotamente están los molinos SAG, correas de transporte, chancadoras e hidrociclones.

La siguiente expositora fue la ingeniera química Fernanda Escorza, especialista titular de control en lixiviación de sulfuros de BHP-Escondida, quien habló sobre el funcionamiento del proceso de cátodos en su faena, incluyendo plantas de lixiviación de óxidos y sulfuros. En cuanto a su experiencia como titular, la ingeniera destacó la importancia de conocer todo el proceso, sus variables y el terreno, además de tener la capacidad de tomar decisiones rápidas para enfrentar cualquier contingencia, especialmente al considerar que Escondida posee la pila de lixiviación más grande del mundo.

Como desafío destacó la puesta en marcha de la planta tras mantenciones que pueden durar un día completo para estabilizar la operación, por lo que es crítico mantener una buena comunicación con todos los operadores en terreno. En cuanto al control remoto de la planta, señaló que su función principal es el monitoreo de variables (información que entregan sensores de temperatura, nivel, presión, etc.), resolución de anomalías gracias a las herramientas remotas con que cuenta la sala de control, analizar constantemente lo que sucede en la planta e identificar los lazos de control (para evitar que la planta se detenga y para optimizar su puesta en servicio), y conocer las alarmas y sus categorías.

La última ponente fue Katherine Menzel, ingeniera principal de procesos NPI&CHO de BHP-Escondida, quien se refirió a los desafíos, las tecnologías y el uso de machine learning (aprendizaje de máquina) en la empresa. Afirmó que se busca que a futuro aumente la automatización de procesos, de forma de que los sistemas puedan tomar decisiones y que no dependan de personas que deban estar pendientes de múltiples variables; implementar sistemas de control inteligente; implementar recomendadores operacionales; optimización del uso de agua mediante machine learning en conjunto con los mencionados recomendadores, e implementar procesos más seguros, como sistemas anticolisión en camiones y medidores en tiempo real de resistencia a la fatiga de operadores de vehículos.

Consultada sobre las recomendaciones que darían a estudiantes con interés en trabajar en un centro integrado de operaciones, Fernanda Escorza insistió en que se debe tener gran rapidez en la toma de decisiones y disposición a aprender a trabajar con distintos tipos de personas. “Hay que tener la mente muy fría, cero ansiedad y nervios de acero. Una aprende mucho y se empodera. Además se aprende del modelo de negocios ya que el CIO contempla toda la operación de Escondida, por lo que se adquiere una visión global”, finalizó.

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