Simulación numérica: Un enfoque distinto para las necesidades de tratamiento de aguas en minería.
Los principales
retos y necesidades que tiene la minería en la actualidad pueden listarse de la
siguiente manera: Acceso al agua, escasez de recursos y sostenibilidad;
infraestructura en expansión, requerimiento de nuevos materiales; eficiencia
energética; seguridad, reducción de emisiones, control de la contaminación y
modernización, automatización y control de procesos.
Dentro de
estos, podemos ahondar particularmente en los siguientes:
- Acceso al agua y escasez de recursos y sostenibilidad. Se debe procurar el control y uso eficiente del agua, afrontar su escasez y propiciar la sostenibilidad del recurso mediante medidas de control de impacto ambiental.
- Seguridad, reducción de emisiones y control de la contaminación: Se busca reducir el impacto ambiental de la minería: tener los medios necesarios para el control de vertidos (carga de químicos y metales pesados), prevención del cuidado del agua durante el proceso extractivo, mitigar contaminación en aguas subterráneas, asegurar un abastecimiento energético con menores emisiones y dejar la menor huella tras el cierre de las minas.
Nuevas
tecnologías en minería
Como
podemos ver el uso cauteloso del recurso hídrico y su cuidado en cuanto a
impacto ambiental son aspectos críticos con los que una operación minera debe
lidiar. La mejora en todos estos aspectos está relacionada con la innovación
para la producción impulsada por las nuevas tecnologías. Las empresas mineras
constantemente apuntan a esto para potenciar su éxito ya que, dentro de todo,
estas nuevas tecnologías proporcionan ganancias en productividad.
Dentro
del conjunto de nuevas tecnologías, tenemos la implementación de la simulación
numérica para realizar análisis de equipos y procesos en minería que nos
permitan mejorar el performance de estos.
Estas
nuevas tecnologías sientan las bases y el flujo de trabajo para la digitalización
de las empresas, la cual es imperativa en el contexto actual.
Implementación
de la simulación numérica en análisis de equipos y procesos
La simulación permite a las empresas gestionar los proyectos dirigidos por innovación, con mayor complejidad, con menores tiempos de desarrollo, reduciendo costos, lo que las hace más competitivas, incrementando la calidad de los productos o procesos y eliminando el riesgo de fallas en sus proyectos.
- De manera general, la simulación computacional nos permite:
- Comprender mejor los procesos que se llevan a cabo en cada equipo.
- Acceder a información en lugares de difícil acceso.
- Acceder a datos cuantificados en todo el sistema.
- Reducir el número de prototipos físicos necesarios para validar una propuesta de mejora.
- Permite gran cantidad de ensayos virtuales.
- Mejorar la calidad del proyecto o equipo e incluso llegar a la optimización.
- Lograr equipos o proyectos con mejor performance y más robustos en cuanto a la conservación de su buen desempeño en un rango mayor de condiciones de operación.
- Eliminar riesgos.
- Lograr innovaciones disruptivas.
- Reducir tiempos de desarrollo, incrementar ahorros y ganancias
Es
importante también destacar que históricamente la simulación ha sido usada en
los “extremos” de la vida del activo:
- Es usado como un análisis previo a la operación del equipo (durante su desarrollo).
- Como método de análisis cuando el activo falla/deja de operar, y los ingenieros necesitan descubrir que pasó con él.
Sin
embargo, en línea con la tendencia a la digitalización, los gemelos digitales
basados en simulación permiten usar los prototipos virtuales, para entender
toda la parte “intermediaria” de la vida del activo, para tener más información
de su funcionamiento, su vida, y con eso obtener informaciones importantes para
mejorarlos.
Aplicación
de la simulación numérica para tratamiento de aguas
El número
de aplicaciones que se pueden citar son numerosas, sin embargo, son descritas
aquí sólo algunas de ellas. Usando simulación computacional, podemos:
- Diseñar
sistemas de manejo de agua/lodos y redes de tuberías; predecir la distribución
de los flujos de fluidos dentro de los mismos.
- Estudiar
procesos de floculación, coagulación, clarificadores, tanques de sedimentación.
Identificar mala floculación/coagulación y detectar posibles cortocircuitos
hidráulicos.
- Tanques
de contacto para cloro, oxígeno, ozono o peróxido de hidrógeno, incluidos
aireadores de superficie.
- Digestores
anaerobios y aerobios.
- Transporte
de sólidos suspendidos sobre filtros.
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