5 Investigacion y Tecnologia

Comisión Chilena del Cobre Dirección de Estudios

LA INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA EN LA MINERÍA DEL COBRE (DE / 13 / 2001)

Registro de Propiedad Intelectual   Nº 124.548

LA INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA EN LA MINERÍA DEL COBRE (DE / 13 / 2001) RESUMEN EJECUTIVO El presente estudio es un levantamiento de información sobre la investigación e innovación tecnológica que realizan las empresas mineras internacionales, con actividades transcendentes en la gran minería del cobre de Chile, con el objeto de conocer: 

Las áreas temáticas relevantes para la industria minera hacia los cuales orienta sus esfuerzos en investigación científica y/o innovaciones tecnológicas



Las políticas de las empresas matrices en estas materias y las estrategias que emplean  para ejecutarlas



Los montos que destinan a investigación e innovación i nnovación minera.



Las relaciones con las entidades científicas y tecnológicas nacionales y extranjeras para la ejecución de sus programas de investigación y/o innovación.

Los alcances del estudio llegan al ámbito del desarrollo tecnológico al interior de las compañías para ser más eficientes y competitivas, pero no toca materias indirectamente relacionadas como los incentivos gubernamentales que eventualmente podrían gozar por dicha labor, ni materias sobre la propiedad intelectual de los descubrimientos y su protección por   patentes. Tampoco cubre las investigaciones que desarrolla la industria para impulsar la demanda de productos de cobre de uso final, tema que ha distinguido a la industria del aluminio. El estudio entrega una visión prospectiva de la minería a largo plazo donde se esbozan las metas globales a lograr por la industria minera durante las primeras décadas de este siglo y los requerimientos tecnológicos que el cumplimiento de esas metas globales impone sobre las actividades de exploración minera, sobre la minería extractiva y sobre el procesamiento de minerales. De ello cabe destacar lo siguiente: •

•

•

La exploración minera debe tender a realizarse de un modo principalmente no invasivo e incrementar su capacidad de captar información geológica de los yacimientos y de caracterización de los minerales contenidos, útil para la toma de decisiones técnicas y económicas. Las líneas de investigación se orientan al desarrollo de sensores avanzados y de modelos tridimensionales de las áreas de interés. Frente a las dificultades que presentarán los nuevos yacimientos, cualitativamente inferiores a los actuales, se deberá crear una nueva generación de tecnologías mineras, entre otras materias, para el manejo de rocas y para hacer una extracción más eficiente que permita acercar el beneficio del mineral a la faena. Ello implica, entre otras cosas, el desarrollo de nuevos equipos altamente automatizados, de dispositivos de control y de modelos en tiempo real. El procesamiento de minerales es la fase más compleja y, por lo tanto, más demandante de soluciones tecnológicas para las tareas de preparación del material y su  procesamiento hasta la entrega del producto comercial. Los focos de investigación  principalmente se orientan a disminuir el consumo de energía en la l a comminución y en los procesos de separación, hacia una optimización del manejo y aprovechamiento del material fino, a procurar una aceleración de las reacciones químicas, a optimizar la eficiencia calórica y maximizar la continuidad de los procesos. También es relevante la  preocupación por incrementar el reaprovechamiento de los residuos y disminuir la  producción de desechos

Con esta visión prospectiva como referencia, el estudio avanza con la presentación de los casos de algunas empresas mineras que se destacan por la importancia que le otorgan a la investigación e innovación tecnológica como elemento clave para su competitividad en la industria. Además de CODELCO, se seleccionó a BHP BILLITON por ser una compañía multinacional de primera línea en la minería mundial, a OUTOKUMPU y a NORANDA, en razón más por sus altos niveles de desarrollo tecnológico que por su desarrollo minero actual. La labor en el ámbito de la tecnología de estas compañías se analiza comparativamente, de lo cual se desprenden las siguientes conclusiones. 1)

Las compañías están diversificadas en varios metales, en minerales no metálicos e incluso el carbón, excepto CODELCO. Por ello, realizan investigación en minería para resolver problemas específicos en algunas esas sustancias, pero sus logros tecnológicos se proyectan hacia otros minerales. Por lo tanto, la minería del cobre se beneficia de la investigación minera en otros metales, pues en aquella predomina más bien un proceso de adaptación de tecnologías creadas originalmente para otros minerales,  preferentemente del hierro y de otros metales metales básicos.

2)

Las compañías tienen explícitas políticas corporativas sobre tecnología donde se le reconoce como un elemento estratégico para la competitividad, la sustentabilidad en el largo plazo y en el aumento de valor de la compañía. En virtud de ellas, se promueve su incorporación intensiva a las operaciones para su mejoramiento continuo, en términos de productividad, de eficiencia y de relación con su entorno social y medioambiental Las políticas tecnológicas de cada compañía tienen los énfasis propios derivados de su respectivo lineamiento estratégico. Es así como unas la orientan a resolver situaciones claves para la sustentación de las operaciones, mientras que otras han hecho de la tecnología una de las líneas centrales de su negocio.

3)

Todas las compañías disponen de centros tecnológicos propios, concebidos como unidades especializadas capaces de identificar, desarrollar y transferir soluciones tecnológicas a problemas propios para ganar ventajas competitivas. Ellos han tenido como origen actividades de investigación surgidas dentro de las operaciones para resolver problemas puntuales. Pero han evolucionado a centros corporativos con una visión global y optando por dedicarse a temas relevantes y considerados estratégicos por  la compañía.

4)

Los gastos en investigación y desarrollo de los últimos años son los siguientes: Relación entre Gastos en Investigación y Desarrollo y Ventas de las Compañías EMPRESA

199 8

CODELCO: - Ventas (Mill US$) 2.730 - Gastos de Inv. & Des. (Mill US$) 21 - % Inv. & Des. sobre las ventas 0,8% OUTOKUMPU - Ventas (Mill US$) 2.663 - Gastos de Inv. & Des. (Mill US$) 36 - % Inv. & Des. sobre las ventas 1,3%  NORANDA - Ventas (Mill US$) 4.057 - Gastos de Inv. & Des. (Mill US$) 38 - % Inv. & Des. sobre las ventas 0,9% BHP BILLITON n. d. Fuente: Elaborado en la Comisión Chilena del Cobre

1 9 99

20 00

2.944 19 0,6%

3.610 17 0,5%

2.700 34 1,3

3.404 32 0,9

4.356 24 0,6% n. d.

4.688 32 0,7% n. d.

De las cifras indicadas en la tabla se aprecia una declinación en el nivel de gastos y su  participación sobre las ventas, que tiende a ser consistentemente menor del 1%, cifra que suele tenerse como referencia general para el sector minero. 5)

La labor de los Centros no se limita a los recursos propios. Por cierto que se mantiene una directa relación con las operaciones, tanto para la transferencia tecnológica como  para realimentarse con los desafíos reales que ellas siguen presentando y que requieren solución. Hacia el ámbito externo se establecen redes con otros centros científicos y tecnológicos competentes en el campo internacional que potencian la labor de las unidades tecnológicas internas. Además se procura proyectar los logros tecnológicos hacia otras compañías vía transferencia comercial c omercial y/o formas de asociatividad

6)

En relación a los temas tecnológicos destacados, lo más sobresaliente de los aportes tecnológicos surgidos en las compañías analizadas se refiere a los hornos de fusión y conversión que se emplean en las fundiciones de cobre. La tecnología más exitosa por su amplia aplicación en la industria es la Fusión Flash desarrollada por OUTOKUMPU, la que recientemente se ha complementado con la Conversión Flash, desarrollada en conjunto con Kennecott, lo que le ha permitido  proponer la combinación de ambos procesos en un nuevo nuevo proceso “Fusión Flash Directo a Blíster”. CODELCO con su “Convertidor Teniente” ha hecho una gran contribución tecnológica, lo que se refleja en su aplicación en numerosas fundiciones. fundiciones. La Corporación mantiene en pleno desarrollo su proyecto “Potenciamiento de la Tecnología Teniente” conducente a la operación continua de la fusión, conversión y limpieza de escorias, objetivo que está en línea con los requerimientos de continuidad de la pirometalurgia más avanzada.  NORANDA, también ha desarrollado una tecnología pirometalúrgica propia, que muy  pronto logrará tener una operación continua. Aunque es una tecnología de muy alto nivel, tiene pocas aplicaciones externas a las propias.

7)

En el campo de la hidrometalurgia, es necesario resaltar el gran desarrollo que ha tenido recientemente su aplicación, especialmente en Chile, y muy exitosa por los menores costos e impactos medioambientales en comparación a la pirometalurgia. En la actualidad se investiga fuertemente la aplicación de procesos hidrometalúrgicos  para le tratamiento de minerales sulfurados y /o de concentrados de cobre, que actualmente sólo pueden ser procesados vía fundición. Entre otros esfuerzos actuales, CODELCO y BHP Billiton trabajan asociados con este propósito en base a una tecnología creada por Billiton.

Existen muchos otros temas de menor envergadura, pero no de menor importancia, que son motivo de investigación e innovación tecnológica de aplicación en la minería. De las redes establecidas por las compañías con las Universidades y otros centros científicos fluye en ambos sentidos la información de las necesidades de la minería y del conocimiento científico para atenderlas. Esto debiera representar una oportunidad de desarrollo para el potencial científico chileno y su vinculación al progreso de la minería nacional.

INDICE Nº Pág. 3.-

I.

INTRODUCCIÓN

1.1 1.2 1.3

OBJETIVO DEL ESTUDIO CONTENIDO DEL INFORME METODOLOGÍA EMPLEADA

3.3.4.-

II.

CONCLUSIONES DEL ESTUDIO

6.-

2.1 SOBRE LOS REQUERIMIENTOS TECNOLÓGICOS 2.1.1 SOBRE LAS EMPRESAS MINERAS DEL COBRE

III.

VISIÓN PROSPECTIVA DE LA MINERÍA A LARGO PLAZO

3.1 3.2

METAS GLOBALES REQU REQUER ERIM IMIE IENT NTOS OS TECN TECNOL OLÓG ÓGIC ICOS OS PARA PARA LA EXPL EXPLOR ORAC ACIÓ IÓN N Y CARACTERIZACIÓN DE RECURSOS MINEROS 3.2.1 Principales barreras a la exploración y caracterización 3.2.2 Prin Princi cipa pales les nece necesi sida dade dess de inve invest stig igac ació ión n y desa desarro rrollo llo y sus sus prio priori rida dade dess 3.3 REQUERIMIENTOS TECNOLÓGICOS PARA LA EXTRACCIÓN DE MINERALES 3.3.1 Principales barreras para una extracción minera eficiente y segura 3.3.2 Principales necesidades de investigación y desarrollo y sus prioridades 3.4 REQUERIMIENTOS TECNOLÓGICOS PARA EL PROCESAMIENTO DE MINERALES 3.4.1 Principales barreras para un procesamiento minero eficiente y seguro 3.4.2 Principales necesidades de investigación y desarrollo y sus prioridades 3.4.2.1 Area 3.4.2.1 Area de preparación preparación del mineral  3.4.2.2 Area 3.4.2.2 Area de separaciones separaciones físicas físicas 3.4.2.3 Area 3.4.2.3 Area de separación separación química

IV.

CASOS DE EMPRESAS MINERAS DESTACADAS EN LA INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA

4.1 CODELCO-CHILE 4.1.1 Antecedentes generales 4.1.2. La importancia de la tecnología para CODELCO 4.1.3. El desarrollo tecnológico en CODELCO 4.1.3.1 Potenciamiento de la tecnología convertidor teniente (CT) 4.1.3.2 Minería subterránea

6.8.11.11.12.12.13.13.13.14.14.14.15.16.17.17.17.18.20.20.20.21.22.22.23.-

Nº Pág. 4.1.4. 4.1.4. Instituto Instituto de Innovació Innovación n en Minería y Metalurgia Metalurgia (IM2) 4.1.4.1 4.1.4.1 Descripc Descripción ión 4.1.4.2 Áreas y disciplinas de innovación 4.1.4.3 Logros 4.1.4.3 Logros alcanzados alcanzados 4.1.5 Alianzas tecnológicas 4.1.5.1 Alliance Copper Ltd. 4.1.5.2 Acuerdo 4.1.5.2 Acuerdo con Outokumpu 4.2 OUTOKUMPU 4.2.1 Antecedentes generales 4.2.2 La importancia de la tecnología para Outokumpu 4.2.3 Outokumpu Research Oy. 4.2.3.1 4.2.3.1 Descripc Descripción ión 4.2.3.2 Áreas de especialidad  especialidad  4.2.3.3 Venta de tecnología 4.3 BHP BILLITON 4.3.1 Antecedentes generales 4.3.2 Desarrollo minero 4.3.2.1 4.3.2.1 Exploraci Exploraciones ones 4.3.2.2 Tecnología 4.3.3 Estrategia tecnológica 4.3.4 Centro Tecnológico de Johannesburgo 4.3.5. Centro Tecnológico Newcastle 4.3.6 Gastos en investigación y desarrollo 4.4 NORANDA 4.4. 4.4.11 Antec Anteced eden entes tes gene genera rales les 4.4.2 La importancia de la innovación tecnológica 4.4.3 Noranda Inc. Technology Centre (NTC) 4.4.4 Falconbridge Technology Centre (FTC)

24.24.24.25.25.26.26.27.27.28.29.29.29.31.32.32.32.33.33.33.34.35.35.36.36.36.37.37.38.-

V.

ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS EMPRESAS

40.-

5.1 5.2 5.3 5.3.1 5.3.2 5.4 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4

DIVERSIDAD DE INTERESES MINEROS LAS POLITICAS CORPORATIVAS SOBRE TECNOLOGÍA LOS CENTROS TECNOLÓGICOS DE LAS COMPAÑÍAS Orígenes Gastos en Investigación y Desarrollo LOS TEMAS TECNOLOGICOS DESTACADOS Área de exploración Área de extracción minera Pirometalurgia Hidrometalurgia

40.41.41.41.42.43.43.43.43.45.-

2

I.

INTRODUCCIÓN

1.1

OBJETIVO DEL ESTUDIO

El presente estudio es un levantamiento de información sobre la investigación e innovación tecnológica que realizan las empresas mineras internacionales, con actividad relevante en la gran minería del cobre de Chile, con el objeto de conocer: •

•

• •

Las áreas temáticas relevantes para la industria minera hacia los cuales orienta sus esfuerzos en investigación científica y/o innovaciones tecnológicas Las políticas de las empresas matrices en estas materias y las estrategias que emplean para ejecutarlas Los montos que destinan a investigación e innovación minera. Las relaciones con las entidades científicas y tecnológicas nacionales y extranjeras para la ejecución de sus programas de investigación y/o innovación.

Estos antecedentes permiten situar lo que se realiza en Chile en un contexto internacional y mostrar el potencial que este sector minero representa como foco de interés para el sistema nacional de investigación e innovación tecnológica. Cabe precisar que los alcances del estudio llegan al ámbito del desarrollo tecnológico al interior  de las compañías para ser más eficientes y competitivas, pero no toca materias indirectamente relacionadas como los incentivos gubernamentales que eventualmente podrían gozar por dicha labor, ni materias sobre la propiedad intelectual de los descubrimientos y su protección por   patentes. Tampoco cubre las investigaciones que desarrolla la industria para impulsar la demanda de  productos de cobre cobre de uso final, tema que ha distinguido a la industria industria del aluminio.

1.2

CONTENIDO DEL INFORME

El informe se inicia en el Capítulo II con la presentación de las conclusiones recogidas en el estudio, el que está desarrollado en los Capítulos III al V. En el Capítulo III se entrega una “VISIÓN PROSPECTIVA DE LA MINERÍA A LARGO PLAZO” donde se esbozan las metas globales a lograr por la industria minera durante las  primeras décadas de este siglo y los requerimientos tecnológicos que el cumplimiento de esas metas globales impone sobre las actividades de exploración minera, sobre la minería extractiva y sobre el procesamiento de minerales. Para identificar los requerimientos tecnológicos de cada una de las tres actividades señaladas, se indican las principales barreras o dificultades que enfrenta la industria minera actualmente y los lineamientos de investigación tecnológica que se necesita desarrollar con mayor prioridad para superar las barreras indicadas.

3

En el Capítulo IV se presentan los “CASOS DE EMPRESAS MINERAS DESTACADAS EN LA INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA” Además de CODELCO, se seleccionó a BHP BILLITON por ser una compañía multinacional de primera línea en la minería mundial, a OUTOKUMPU OUTOKUMPU y a NORANDA, más por por sus altos niveles niveles de desarrollo tecnológico que su desarrollo minero actual. Por cierto que todas ellas se destacan por la importancia que le otorgan a la investigación e innovación tecnológica como elemento clave para su competitividad en la industria. La reseña de cada caso incluye una breve descripción de la compañía, la estrategia de desarrollo tecnológico que han seguido, las entidades dentro de su orgánica encargadas de liderar el proceso de investigación e innovación tecnológica al interior de la compañía, el nivel de gastos destinados a estos fines y las modalidades de como se relaciona con el ámbito externo para proyectar su desarrollo tecnológico alcanzado. Finalmente, en el Capítulo V, “ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS EMPRESAS” se entrega un análisis de los casos presentados, en términos de sus similitudes y los aspectos que las distinguen, destacando los aportes que realizan al desarrollo de la industria minera en general.

1.4

METODOLOGÍA EMPLEADA

El levantamiento de información sobre la investigación e innovación tecnológica en la minería del cobre consistió en una búsqueda de antecedentes bibliográficos, páginas web, memorias de las empresas, solicitud de información directa a empresas y reuniones con especialistas nacionales. Con los diversos antecedentes recogidos, recogidos, el estudio se focalizó a precisar cual es rol que le cabe a la tecnología en el contexto futuro en que se debe desenvolver la minería en general y la del cobre en particular. Determinado ese rol, se seleccionó a CODELCO, OUTOKUMPU, BHP BILLITON Y  NORANDA como los casos de empresas representativas de la minería y adecuadas para los objetivos del estudio. Cabe señalar que para situar las perspectivas de la minería en el largo plazo, el autor optó por   basarse en la visión de la industria minera del futuro plasmada por la Asociación Nacional de Minería de los EE.UU., como parte de un programa liderado por la Oficina de Tecnologías Industriales del Departamento de Energía de los EE.UU, documentada en los siguientes informes: •

•

•

The future begins with minings – A vision of the mining industry of the future (September 1998) Mining industry roadmap for crosscutting technologies – Mining industry of the future (October 1998) Mineral processing technology Roadmap (September 2000)

4

En la elaboración de esta serie de documentos participaron reconocidos representantes de compañías mineras, de proveedores de equipos, de universidades y centros científicos y de entidades gubernamentales, bajo la coordinación del comité tecnológico de la Asociación.  No obstante que el planteamiento original está orientado a la proyección futura de la minería norteamericana, el autor rescató lo que a su juicio es plenamente generalizable a la minería mundial, dada la primacía que la tecnología norteamericana tiene sobre la industria.

5

II.

CONCLUSIONES DEL ESTUDIO

Proyectando a la minería hacia las siguientes décadas es necesario destacar su rol de proveedor de  productos que contribuyan al mayor bienestar de la sociedad, desempeñándose eficientemente en lo económico y responsablemente considerando al respeto del medio ambiente, a la salud de los trabajadores y al ahorro de energía. Ello implica que la minería debe transformarse en una industria altamente sofisticada que hace uso intensivo de avanzadas tecnologías creadas en el sector y/o adaptadas de otros sectores industriales y militares. Del estudio “LA INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA EN LA MINERÍA DEL COBRE” se desprenden conclusiones referidas a los requerimientos tecnológicos para la minería del futuro y conclusiones sobre las formas como enfocan su desarrollo tecnológico las empresas seleccionadas como representativas de la minería del cobre.

2.2

SOBRE LOS REQUERIMIENTOS TECNOLÓGICOS

Las respuestas de la minería a sus desafíos de futuro tienen requerimientos de tipo tecnológicos  para sus tres fases de exploración, de minería minería extractiva y de procesamiento de de minerales.

2.2.1 Exploración y caracterización de recursos mineros La exploración minera debe tender a realizarse de un modo principalmente no invasivo e incrementar su capacidad de captar información geológica de los yacimientos y de caracterización de los minerales contenidos, útil para la toma de decisiones técnicas y económicas. Las líneas de investigación y desarrollo prioritarias en este campo se orientan al desarrollo de sensores avanzados que midan en tiempo real las estructuras geológicas, el contenido de mineral, sus leyes y otros datos relevante que permitan modelar tridimensionalmente las áreas de interés. i nterés.

2.2.2 Extracción de minerales Para la minería extractiva se espera lograr a aumentos de productividad, disminución del consumo de energía, reducir las descargas de materiales de desecho, minimizar los riesgos de accidente y salud profesional e integrar completamente a los planes de producción las metas medioambientales. Por cierto que la minería del futuro enfrenta dificultades por el decrecimiento de leyes,  profundidad de los frentes de trabajo, ubicaciones más remotas, etc., las que requieren de diversos adelantos tecnológicos para superarlas. De ellas cabe destacar:

6

•

•

•

•

•

La creación de una nueva generación de tecnologías mineras, entre otras materias, para el manejo de rocas y para hacer una extracción más eficiente que permita acercar el  beneficio del del mineral a la faena. Desarrollo de sistemas de información que integre los datos geológicos a los datos disponibles en tiempo real para alimentar modelos aplicables en simulación y control de operaciones Desarrollo de nuevos equipos mineros de alta automatización y autónomos para faenas riesgosas, apoyados por sistemas que prolonguen su vida útil Desarrollo de dispositivos electrónicos avanzados (sensores, monitores, telecomunicaciones, control automático) requeridos para sistemas de información integrados en la mina para actuar en tiempo real. Investigar el empleo de nuevas formas de energía que no impliquen emisión de contaminantes en el ámbito laboral

2.2.3 Procesamiento de minerales Los avances tecnológicos deben permitir logros de más y mejores productos, de reducir los costos unitarios de producción, mejorar la eficiencia energética, minimizar las emisiones e incrementar  los niveles de seguridad y salubridad laboral. Las principales barreras se encuentran en la interfase entre la minería extractiva y el  procesamiento del mineral, en el diseño de los procesos, en la calidad y rendimiento de los equipos y en los sistemas de información de apoyo. Esta fase es más compleja y, por lo tanto, más demandante de soluciones tecnológicas desde las tareas de preparación del material hasta su procesamiento con la entrega del producto final. Los focos de atención principal se orientan a lo siguiente: a)

Las operaciones unitarias de preparación del mineral más relevante son la comminución o reducción de tamaño del material y la de clasificación de las partículas según sus diversos tamaños, densidades, forma, composición, etc. En este campo es necesario avanzar en métodos que ahorren energía aprovechando las debilidades del material y de mejores métodos de control de emisiones del polvo generado.

 b)

Los procesos de separación física del mineral deseado del resto del material acompañante, entre los que se encuentran la clasificación por tamaño de partículas, la flotación, etc., requieren de avances tecnológicos para reducir sus consumos de energía , para manejar y aprovechar la fracción de material particulado muy fino que se escapa o se descarta y en el diseño de procesos más eficientes. efi cientes.

c)

Los procesos de separación química que se requieren para aislar al metal de interés del resto de los elementos contenidos en el mineral, comprende las complejas áreas de la metalurgia. Los tópicos más relevantes para la investigación se orientan a incrementar la cinética o velocidad de las reacciones químicas involucradas, a optimizar la eficiencia calórica en

7

los procesos pirometalúrgicos y disminuir el número de procesos para que la conversión a metal sea lo más directa posible.

2.2 2.2

SOBR SOBRE E LAS LAS EMP EMPRESA RESAS S MIN MINER ERAS AS DEL DEL COB COBRE RE

Del análisis del comportamiento sobre la investigación e innovación tecnológica que desarrollan empresas mineras del cobre CODELCO, OUTOKUMPU, BHP BILLITON Y NORANDA, se desprenden las siguientes conclusiones:

2.2.1 2.2.1 El cobre cobre se beneficia beneficia de la la investig investigación ación minera minera genérica genérica Los intereses de las compañías consideradas, excepto CODELCO, están diversificados en varios metales, minerales no metálicos, incluyendo el carbón, realizan investigación en minería para resolver problemas específicos en algunos de ellos, permitiendo que sus logros tecnológicos se  proyecten hacia otros minerales. Por lo tanto la minería del cobre se beneficia, pues en ella  predomina un proceso de adaptación de tecnologías creadas originalmente para otros minerales,  preferentemente del hierro hierro y de otros metales básicos. básicos.

2.2.2 La importancia estratégica de la tecnología Las compañías tienen explícitas políticas corporativas sobre tecnología donde se le reconoce como un elemento estratégico para la competitividad, la sustentabilidad en el largo plazo y en el aumento de valor de la compañía. En virtud de ellas, se promueve su incorporación intensiva a las operaciones para su mejoramiento continuo, en términos de productividad, de eficiencia y de relación con su entorno social y medioambiental Las políticas tecnológicas de cada compañía tienen los énfasis propios derivados de su respectivos lineamientos estratégicos. Ellas difieren desde las que se orientan a resolver  situaciones claves para la sustentación de las operaciones hasta otras que han hecho de la tecnología una de las líneas centrales de su negocio.

2.2.3 2.2.3 Mantención Mantención de centros centros tecnológ tecnológicos icos y redes con otras otras entida entidades des científic científicas as Todas las compañías disponen Centros Tecnológicos, que en general son concebidos como unidades especializadas capaces de identificar, desarrollar y transferir soluciones tecnológicas a  problemas propios para ganar ganar ventajas competitivas. Ellos han tenido como origen actividades de investigación surgidas dentro de las operaciones  para resolver problemas puntuales. Pero han evolucionado a centros corporativos con una visión global y optando por dedicarse a temas relevantes y considerados estratégicos por la compañía. En el caso de CODELCO su Instituto de Innovación en Minería y Metalurgia (IM2), de más reciente creación, no sigue exactamente el modelo de los otros centros, pero en líneas generales cabe asimilarlo a ellos.

8

La labor de los centros no se limita a los recursos propios. Por cierto que se mantiene una directa relación con las operaciones tanto para la transferencia tecnológica como para realimentarse con los desafíos reales que ellas siguen presentando y que requieren solución. Hacia el ámbito externo se establecen redes con otros centros científicos y tecnológicos competentes en el campo internacional que potencian la labor de las unidades tecnológicas internas. Además se procura proyectar los logros tecnológicos hacia otras compañías vía transferencia comercial y/o formas de asociatividad.

2.2.4 2.2.4 Gastos Gastos en inve investi stigac gación ión y desa desarrol rrollo lo Los datos disponibles para los gastos en I&D y su relación con las ventas totales en las empresas consideradas, para el período 1998 – 2000, son los siguientes: si guientes: a)

CODELCO:

Año 1998 (0,8% de las Ventas, Mill US$ 21), Año 1999 (0,6% de las Ventas, Mill US$ 19), Año 2000 (0,5% de las Ventas, Mill US$ 17).

 b)

OUTOKUMPU:

Año 1998 (1,3% de las Ventas, Mill US$ 36), Año 1999 (1,3% de las Ventas, Mill US$ 34), Año 2000 (0,9% de las Ventas, Mill US$ 32).

c)

 NORANDA:

Año 1998 (0,9% de de las Ventas, Mill US$ 38), Año 1999 (0,6% de las Ventas, Mill US$ 24), Año 2000 (0,7% de las Ventas, Mill US$ 32).

De las cifras se aprecia una declinación en el nivel de gastos y su participación sobre las ventas, que tiende a ser consistentemente menor del 1%, cifra que suele tenerse como referencia general  para el sector minero. No se dispuso de datos consistentes para BHP Billiton

2.2.5 Temas tecnológicos destacados Lo más sobresaliente de los aportes tecnológicos surgidos en las compañías analizadas se refiere a los hornos de fusión y conversión que se emplean en las fundiciones de cobre. La tecnología más exitosa por su amplia aplicación en la industria es la Fusión Flash desarrollada  por OUTOKUMPU, la que recientemente se ha complementado con la Conversión Flash, desarrollada en conjunto con Kennecott, lo que le ha permitido proponer la combinación de ambos procesos en un nuevo proceso “Fusión Flash Directo a Blíster”. CODELCO con su “Convertidor Teniente” ha hecho una gran contribución tecnológica, tecnológica, lo que se se refleja en su aplicación en numerosas fundiciones. fundiciones. La Corporación se encuentra en pleno desarrollo de su proyecto “Potenciamiento de la tecnología Teniente” conducente a la operación continua de la fusión conversión y limpieza de escorias, objetivo que está en línea con los requerimientos tecnológicos tecnológicos de la pirometalurgia más avanzada.

9

 NORANDA, también ha desarrollado una tecnología pirometalúrgica propia, que muy pronto logrará tener una operación continua. Aunque es una tecnología de muy alto nivel, tiene pocas aplicaciones externas a las propias. En el campo de la hidrometalurgia, es necesario resaltar el gran desarrollo que ha tenido recientemente su aplicación, exitosa por los menores costos e impactos medioambientales en comparación a la pirometalurgia. En la actualidad se investiga fuertemente la aplicación de procesos hidrometalúrgicos para le tratamiento de minerales sulfurados y /o de concentrados de cobre, que actualmente sólo pueden ser procesados vía fundición. Entre otros esfuerzos actuales CODELCO y BHP Billiton trabajan asociados con este propósito, basados en la tecnología BIOCOP creada por Billiton. Finalmente, es preciso concluir que existen muchos otros temas de menor envergadura, pero no de menor importancia, que son motivo de investigación e innovación tecnológica para su aplicación en la minería. De las redes establecidas por las compañías con las Universidades y otros centros científicos debiera fluir recíprocamente la información de las necesidades y del conocimiento científico para atenderlas y con ello representar una oportunidad de desarrollo para el potencial científico chileno y una mayor vinculación al progreso de la minería nacional.

10

III. III. VISIÓN VISIÓN PROSPE PROSPECTI CTIVA VA DE LA MINERÍ MINERÍA A A LARGO LARGO PLAZO PLAZO 3.5

METAS GLOBALES1

La Asociación Nacional de Minería de EE.UU. realza la importancia de la minería con el concepto de que “cada cosa comienza con la minería”. Esta expresión resume la evidencia empírica que en la elaboración de la mayoría de los bienes de consumo y durables se insume alguna materia prima de origen mineral. De allí la permanente necesidad de acceder y desarrollar  nuevos recursos minerales. Es la actividad minera el origen de una amplia gama de productos metálicos y no metálicos satisfactores de los requerimientos de la industria, la construcción y la agricultura, cuyas demandas son esencialmente variables en el tiempo debido al desarrollo económico, social y tecnológico. Por lo tanto, el primer desafío de largo plazo para la minería es responder al dinámico entorno cambiante, con materiales que, en mayor cantidad y grados de calidad cada vez más estrictos, vayan satisfaciendo las demandas de un mayor bienestar de la sociedad. En su relación con el entorno, las metas para par a la industria minera serán: •

•

•

Mantener y crear nuevos mercados para los productos mineros en alianzas cooperativas con las industrias que los procesan para manufacturar bienes de uso final. Esta estrecha relación debe conducir a desarrollar productos avanzados, de naturaleza limpia, eficientemente transportables y reciclables, atendiendo su ciclo de d e vida. Trabajar con los gobiernos para establecer un marco legal y regulatorio que brinde a la minería un trato equitativo con las otras industrias productoras de materiales y energía, que también participan en el mercado internacional. Hacer de la industria minera una actividad atractiva y prometedora para las mejores  personas y más brillantes, sea para trabajar en ella profesionalmente o para ella en investigación y desarrollo tecnológico

El segundo desafío para la minería es alcanzar un desempeño altamente eficiente en términos de costos y beneficios, considerando su responsabilidad por el respeto del medio ambiente, las condiciones de seguridad seguridad y salud de los trabajadores tr abajadores y el ahorro de energía. Para la minería, entendida como el conjunto de actividades de exploración, extracción y  procesamiento de minerales, minerales, las metas a lograr en el curso de las primeras décadas del siglo XXI, son las siguientes: •

Uso de avanzadas tecnologías en los procesos productivos tendientes a una producción más eficiente y de menor costo.

1

The National Mining Association : “THE FUTURE BEGINS WITH MINING – A vision of the t he mining Industry of  the future” Sept. 1998 ( www.oit.doe.gov/mining/ ).

11

•

•

•

Desarrollar métodos de exploración superiores a los actuales, con mínimo impacto ambiental para encontrar reservas de interés en magnitud y ley, además de técnicas de caracterización para definir con mayor ma yor precisión los minerales contenidos. Incrementar la seguridad y eficiencia de las faenas mineras, reduciendo a prácticamente cero la exposición de los trabajadores a los riesgos de accidente y enfermedades laborales que generan pérdidas de horas de trabajo. Asumir responsablemente el manejo de las emisiones y residuos, integrando las metas medio ambientales en los planes de producción, a fin de minimizar los impactos de las actividades mineras sobre el ambiente y la comunidad.

Para alcanzar las metas globales señaladas, la minería debe transformarse en una industria altamente sofisticada que hace uso intensivo avanzadas tecnologías. Ellas podrán provenir desde la adaptación de tecnologías disponibles en otras industrias hasta la creación de tecnologías para solucionar problemas específicos. La incorporación de tecnologías a las operaciones mineras será el resultado de políticas empresariales inductoras de procesos de innovación tecnológica continua, potenciadas por la interactividad entre los especialistas establecidos en los frentes de trabajo que captan los requerimientos y los científicos encargados de concebir y desarrollar las soluciones pertinentes. A continuación se desarrolla un planteamiento de los requerimientos tecnológicos que tendrían cada una de las tres macro actividades mineras, considerando la existencia de barreras de diversa índole que dificultan actualmente alcanzar sus metas específicas y la orientación que debe tener  las investigaciones científicas conducentes conducentes a generar las tecnologías t ecnologías apropiadas para superarlas.

3.6

REQUERIMIENTOS TECNOLÓGICOS PARA CARACTERIZACIÓN DE RECURSOS MINEROS 2

LA

EXPLORACIÓN

Y

El desarrollo minero está supeditado al hallazgo de nuevos depósitos, lo que se logra con el incremento de los esfuerzos de exploración y de su tasa de éxitos. La exploración minera debe reducir el impacto ambiental de las técnicas invasivas, generalmente usadas actualmente, para lo cual se requiere incrementar el uso de tecnologías de sensibilidad remota para encontrar yacimientos y definir su mineralogía, reduciendo significativamente la  perforación. También debe disminuirse el nivel de incertidumbre y el costo de dichas operaciones, para lo cual se requiere de tecnologías que permitan definir el recurso in situ y en tiempo real. La industria minera debe conocer mejor sus recursos para incrementar su procesamiento en el mismo lugar (run-of-mine).

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The National Mining Association : “MINING INDUSTRY ROADMAP FOR CROSSCUTTING TECHNOLOGIES – Mining Industry of the Future” Oct.. 1998 ( www.oit.doe.gov/mining/ ).

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3.6.1 Principales barreras a la exploración y caracterización Las principales barreras se detectan en la insuficiente disponibilidad de tecnologías no invasivas, tales como las de sensores remotos y de procesamiento de imágenes de alta resolución. Las actuales tecnologías de sensibilidad remota aún no permiten cuantificar el valor del mineral in situ, no sirven para hacer predicciones de costos sin muestras físicas ni para analizar la  presencia de elementos a niveles de ppm, sus alcances no son suficientemente profundos y no funcionan bien para terrenos con frondosa forestación. Además se carece de sensores capaces  para navegación y guía de máquinas subterráneas, aplicables tanto en exploración como en operación. En las tecnologías de imágenes hace falta su aplicación mientras se taladra y aún hay falencias en la generación de imágenes tridimensionales entre pozos de sondajes, en técnicas para modelar  yacimientos dispersos, en los métodos para interpolar valores va lores entre perforaciones, etc. Otros factores que se consideran como barreras se refieren a los tamaños, peso y costo de la maquinaria usada en exploración, la carencia de conocimientos sobre las condiciones de seguridad para las labores en lugares situados en condiciones ambientales extremas, los altos gastos impuestos por las regulaciones medioambientales y la poca disponibilidad de lugares apropiados para testear las tecnologías en desarrollo.

3.6.2 Principales necesidades de investigación y desarrollo y sus prioridades Las carencias que la industria minera detecta como barreras para la exploración, significan oportunidades para la focalización de la investigación y desarrollo en este campo. Es así como se distinguen como necesidades prioritarias avanzar en el desarrollo de tecnologías avanzadas, entre las cuales cabe destacar: a)

Desarrollar avanzados sensores de contenido de mineral en tiempo real, para aplicar en maquinas semiautónomas y sensores para su guía y navegación remota

 b)

Desarrollar proyectiles dotados de sensores que a medida que penetra el terreno van captando la información geológica del área circundante y transmitiéndola a la superficie

c)

Mejorar los métodos para captar, visualizar, interpolar, modelar y predecir anomalías geológicas. Al ser aplicados sensores en la parte frontal de equipos mineros se podría medir en tiempo real la ley del mineral, las estructuras y discontinuidades en el frente de trabajo para alimentar un modelo tridimensional que permita describir los detalles geológicos prevalecientes, prevalecientes, a fin de evitar el trabajo en áreas de bajo rendimiento.

d)

Mejorar la exactitud de las mediciones remotas a profundidades mayores de 300 metros

 No sólo es necesario crear tecnologías originales. También se reconoce la conveniencia de evaluar técnicas usuales en otras disciplinas industriales y/o militares para determinar la aplicabilidad en la exploración y la minería. Entre ellas se visualizan las tecnologías de información satelital. 13

3.7

REQUERIMIENTOS MINERALES3

TECNOLÓGICOS

PARA

LA

EXTRACCIÓN

DE

La extracción de materiales minerales desde la corteza terrestre requiere de procesos cada vez más eficientes y seguros. Los principales aspectos que centran la atención de la minería son los siguientes. • • • • • •

Duplicar la productividad en tonelaje extraído por hora-trabajador  hora-tr abajador  Incrementar la rentabilidad del capital invertido Disminuir a la mitad mit ad el consumo de energía consumida por tonelada de mineral Minimizar la descarga desechable de residuos sólidos, líquidos y gaseosos Reducir a la mitad los l os accidentes y enfermedades profesionales Integrar completamente las metas medioambientales a los planes de producción

3.7.1 Principales barreras para una extracción minera eficiente y segura Las dificultades que afectan las posibilidades actuales de lograr mayor eficiencia y seguridad en la minería extractiva se arrastran de las insuficiencias en la evaluación geológica y la  planificación minera, tratadas en el punto punto anterior. De las barreras más relevantes cabe destacar: a)

Crecientes dificultades en las condiciones de explotación de los yacimientos en el futuro. Por ejemplo, mayor profundidad, menores leyes, estratos más delgados, vetas más  pequeñas, cuerpos cuerpos más diseminados, diseminados, ubicaciones más remotas, remotas, etc.

 b)

Insuficiencias en las habilidades para detectar y evaluar dichas dificultades, para poder  incorporarlas en los planes mineros y programas de operación.

c)

Carencias de sensores suficientemente confiables y resistentes para la operación minera. Ellos se requieren para la caracterización de minerales y estructuras geológicas, para detectar gases, polvos y ruidos, para evaluar minerales, para determinar la posición y estructura de rocas, para determinar la posición y orientación de la maquinaria, etc.

d)

Personal adiestrado para participar en sistemas utilizando equipos complejos.

3.7.2 Principales necesidades de investigación y desarrollo y sus prioridades La industria minera identifica un conjunto de necesidades de investigaciones orientadas al equipamiento, la planificación, los procesos, además del tema de la salud y seguridad laboral. Los aspectos más prioritarios se orientan a desarrollar tecnologías, sistemas y equipos, tales como:

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The National Mining Association : “MINING INDUSTRY ROADMAP FOR CROSSCUTTING TECHNOLOGIES – Mining Industry of the Future” Oct.. 1998 ( www.oit.doe.gov/mining/ ).

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a)

Desarrollar equipos mineros autónomos para tender a una máxima automatización de la minería, con especial relevancia para faenas en condiciones adversas para la salud y la  productividad.

 b)

Crear una nueva generación de tecnologías mineras para el manejo de rocas (corte,  perforación, movimientos de materiales, etc.), dada las insuficiencias de los mejoramientos graduales actuales.

c)

Llegar a disponer de sensores capaces de identificar y medir el material que está adelante en el frente de trabajo

d)

Diseñar sistemas avanzados de reservas mineras que consistiría en una red que integre los datos geológicos a los datos en tiempo real para alimentar modelos tridimensionales. Ellos serían aplicables tanto en simulación como en control de operaciones mineras.

e)

Desarrollar tecnologías para una extracción in situ más eficiente, incluyendo mayores grados de beneficio del mineral en el lugar, es decir llevar a la superficie un material de mas valor sin arrastrar materiales de desecho.

f)

Desarrollar sistemas que permitan medir en línea el estado operacional de las máquinas a fin de diagnosticar oportunamente un problema antes de que ocurra.

g)

Mejorar las técnicas de control para permitir manejar adecuadamente complejas situaciones imprevistas en minería a rajo abierto y subterránea. Por ejemplo, investigar  sobre mecánica de rocas y sobre medios para evaluar cambios en las condiciones geológicas y estabilidad del suelo.

h)

Investigar nuevas y más eficientes formas de suministro de energía, que no impliquen emisiones contaminantes para el ámbito laboral.

i)

Desarrollo de sistemas de información integrados para la administración del flujo de datos y comunicaciones en el ámbito de la mina de modo que las personas y/o las máquinas  puedan efectuar los ajustes necesarios en la operación en tiempo real. Ello requiere de adecuados sensores, monitores y equipos de comunicación y de control automático.

3.8

REQUERIMIENTOS TECNOLÓGICOS PARA EL PROCESAMIENTO DE MINERALES4

El procesamiento de los minerales comprende la amplia gama de actividades necesarias para convertir el material extraído en productos de interés comercial. Estas actividades se refieren  principalmente a la preparación del material extraído, a la separación física del mineral de interés de los materiales inertes y finalmente, si es necesario, a la conversión química de la sustancia 4

The National Mining Association : “MINING INDUSTRY ROADMAP FOR CROSSCUTTING TECHNOLOGIES – Mining Industry of the Future” Oct.. 1998 “MINERAL PROCESSING TECHNOLOGY ROADMAP – Mining Industry of the future” ( www.oit.doe.gov/mining/ ).

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contenida en el mineral original en el producto final de interés (metalurgia, en el caso de los metales, y procesos químicos en algunos casos de minerales no metálicos). Por cierto que ello debe incluir el tratamiento de los residuos generados en el curso de dichas actividades. a ctividades. Los mejoramientos en las tecnologías de procesamiento de minerales se proyectan a logros globales, tales como: • • • • •

Mejorar la eficiencia energética por unidad de d e producto obtenido Minimizar las emisiones por unidad de producto obtenido Reducir los costos unitarios de producción Desarrollar productos de mayor valor  Incrementar la seguridad y la salubridad de los ambientes laborales destinados a  procesamiento

3.8.1 Principales barreras para un procesamiento minero eficiente y seguro Las principales barreras se encuentran en la interfase entre la minería extractiva y el  procesamiento del mineral, en el diseño de los procesos, en la calidad y rendimiento de los equipos y en los sistemas de información de apoyo. a)

La alimentación de minerales aún está sujeta a altas variabilidades en el contenido de mineral y una alta dispersión de su fragmentación y no se dispone de buenos modelos  para la integración i ntegración de la minería y el procesamiento. Se necesita de mayor conocimiento  para avanzar hacia el procesamiento in situ, lo que mejoraría la integración operacional de ambas fases.

 b)

Las tecnologías de reducción de tamaño y de separación de materiales son de baja eficiencia energética

c)

Se requiere minimizar los cuellos de botella dentro de los procesos, mejorar las tecnologías de monitoreo en línea y hacer mejor uso de tecnologías de información para  permitir la integración de los procesos procesos unitarios.

d)

 No se ha logrado hacer h acer significativas reducciones r educciones de tamaño en los equipos. También la calidad de los materiales con que son fabricados los equipos, afectan su vida útil y su confiabilidad.

e)

Insuficiencias en los sistemas de información por carencias de datos en tiempo real, limitaciones en la transmisión de datos, modelos inefectivos, acceso limitado a bases de datos mineras, etc.

f)

Dificultad para detectar parámetros de protección ambiental, junto a la necesidad de contar con modelos más adecuados al mejoramiento ambiental de las operaciones.

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3.8.2 Principales necesidades de investigación y desarrollo y sus prioridades Esta es la fase de la industria minera más atractiva como campo de investigación y desarrollo de tecnologías más eficientes, por la variedad y complejidad de los procesos involucrados, por el nivel de inversiones requeridas y la magnitud de los costos de operación, además de los relevantes impactos ambientales que genera. Las necesidades de investigación tecnológica se han segmentado en las tres áreas que comprenden el procesamiento de minerales:

3.8.2.1 Area de preparación del mineral Consiste en el tratamiento a dar al mineral extraído que lo deja en condiciones sea para su uso directo o para ser recibido por las etapas siguientes de separación física y/o química. Las operaciones unitarias más relevante son la comminución o reducción de tamaño del material y la de clasificación de las partículas según sus diversos tamaños, densidades, forma, composición, etc. Los aspectos más significativos se refieren a lo siguiente: a)

Maximizar el control de emisiones de polvo, mejorando los métodos activos y pasivos a fin de llegar a reducirlas en un 90% a largo plazo. Parte de las investigaciones debieran conducirse a la etapa de minería mejorando el conocimiento de los depósitos y las técnicas de perforación y explosión para generar un material original de menor tamaño  para la entrada a los equipos de chancado chancado y molienda.

 b)

Desarrollar esquemas avanzados de comminución que permitan aprovechar de las debilidades naturales de las rocas y nuevos métodos para liberar la energía de impacto sobre el material a moler.

c)

Desarrollar tecnologías para romper rocas sometidas a esfuerzos de tensión en vez de compresión

d)

Mejorar las tecnologías de molienda y clasificación, para alcanzar óptimos rangos de tamaños de partículas necesarios para aumentar el material liberado a proceso, bajar el material rechazado y disminuir la emisión de polvos. Para ello se requiere el desarrollo de modelos para optimizar el tamaño de partículas p artículas y el empleo de sensores e instrumentación en línea para caracterizar el material de alimentación a los molinos y sensores de imágenes en equipos de clasificación.

e)

Avanzar en el desarrollo de nuevos materiales más resistentes para los equipos de comminución que trabajan en condiciones de alta agresividad mecánica.

3.8.2.2 Area de separaciones físicas Los procesos de separación física del material valioso de aquel sin valor, están basados en sus  propiedades físicas. Según éstas, el material puede requerir una separación seca (procesos de 17

tamizado, ciclonado, separación magnética, etc.) y/o húmeda, donde el material se trata con agua y reactivos especiales a fin de que el material indeseado quede como sedimento y el material de interés pase a la fase acuosa para su posterior recuperación (procesos de flotación, el espesamiento, la floculación, el filtrado, la centrifugación, la clasificación húmeda, el lavado y el secado). Los avances en este campo procuran mejorar la eficiencia energética, la productividad, las condiciones de trabajo y la protección ambiental. Los focos de mayor interés para la investigación tecnológica están en el tratamiento y utilización de las partículas finas, en el diseño y en el control de procesos más eficientes y de menor costo. a)

Mejorar los actuales métodos de separación de partículas finas a niveles entre 50µ a 20µ y desarrollar nuevos métodos para la separación de partículas más finas aún.

 b)

Incrementar el aprovechamiento de material particulado fino, incluyendo estudios para desarrollar nuevos métodos que permitan congregar las partículas hasta un tamaño que las haga utilizables en el procesamiento posterior.

c)

Disminuir el consumo de energía para deshumidificar y secar el material previo a su  procesamiento, incluyendo investigaciones investigaciones sobre el empleo de otros líquidos diferentes al agua aptos para separaciones húmedas.

d)

Identificar y modelar las operaciones unitarias críticas para eliminar las discontinuidades en el flujo del procesamiento actual y. tender a automatizar los procesos de separación

e)

Desarrollar sistemas de análisis y sensores aplicados en línea a la alimentación de materia  prima y a los procesos siguientes para automatizar las decisiones críticas que afectan el rendimiento y calidad de los productos.

f)

Identificar y aplicar los mejores materiales disponibles para ser empleados en las superficies expuestas a un uso más agresivo, tanto mecánico como químico, de los equipos de proceso.

3.8.2.3 Area de separación química Dado que en los minerales metálicos, los metales se encuentran naturalmente en sustancias compuestas, generalmente combinados con oxígeno, azufre, fierro, arsénico, etc., se precisa separar el metal deseado de los elementos de combinación, mediante procesos químicos de tipo metalúrgicos apropiados para cada metal. Por ejemplo, los minerales sulfurados de cobre, zinc, plomo y níquel, se someten a típicos tratamientos pirometalúrgicos. Ellos son una secuencia de procesos que se desarrollan a alta temperatura para fundir el mineral, reducir químicamente el elemento metálico combinado a un estado de metal conjuntamente con su separación de los restantes componentes indeseados (parte de ellos se liberan en forma gaseosa y el resto en forma de escoria fundida) y finalmente refinar  el metal primario por un proceso electrolítico para obtener un producto puro.

18

Algunos tipos de minerales de los metales básicos responden a tratamiento trat amiento hidrometalúrgicos. En general ellos comprenden comprenden la lixiviación (tratamiento (tratami ento del mineral con agua acidificada para extraer  las sales solubles del metal), el proceso de extracción por solvente (trasferencia del metal desde la solución acuosa a un solvente orgánico, dejando las impurezas en la solución original, seguido de una nueva transferencia del metal desde la fase orgánica a una solución acuosa limpia) y el  proceso de electroobtención electroobtención del metal metal puro. Este es un complejo campo para la investigación de procesos químicos y metalúrgicos, pues en ellos se encuentran más comprometidas la eficiencia energética, los impactos sobre el medioambiente y la salud de los trabajadores. Los tópicos más relevantes para la investigación se orientan a incrementar la cinética o velocidad de las reacciones químicas involucradas, a optimizar la eficiencia calórica en los procesos  pirometalúrgicos y disminuir el número de procesos para pa ra que la conversión a metal sea lo más directa posible. Entre ellos cabe destacar la necesidad de: a)

Incrementar la comprensión de la cinética de las reacciones químicas de los procesos metalúrgicos, desarrollar y mejorar los sistemas de bioprocesamiento de minerales e incrementar su aplicación a nuevas formas de minerales. Además investigar nuevos métodos que aceleren la cinética de las reacciones.

 b)

Aumentar la eficiencia termodinámica y operacional de los hornos y disminuir las  pérdidas de calor desechado, procurando avanzar a procesos pirometalúrgicos continuos y/o de menor número de etapas.

c)

Crear métodos de beneficio de minerales más cercanos a la mina, procurando incrementar  la participación de la producción de metales directa in situ.

d)

Desarrollar y aplicar tecnologías para la simulación y modelamiento de los procesos, las que implican contar con sensores en tiempo real más avanzados y el empleo de sofisticadas tecnologías de información.

A lo anterior hay que agregar diversas consideraciones en vista del cierre final de las operaciones mineras a realizar en menos tiempo y a menor costo. Ello implica, entre otras cosas, usar el análisis de ciclo de vida en cada operación de procesamiento y maximizar el aprovechamiento de los materiales de residuos para minimizar los que se destinan a disposición final en formas inocuas.

19

IV. IV.

CASO CASOS S DE DE EMP EMPRE RESA SAS S MIN MINER ERAS AS DES DESTA TACA CADA DAS S INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA

EN LA

De acuerdo a los objetivos del estudio se ha focalizado el interés en el análisis de los casos de empresas mineras relevantes en la minería del cobre mundial, que se destaquen por acreditar un desarrollo tecnológico y que tengan operaciones en la minería chilena. De ellas se han seleccionado los casos de CODELCO-CHILE, OUTOKUMPU de Finlandia, BHP-BILLITON de Australia Australia y NORANDA de Canadá.

4.1

CODELCO-CHILE

4.1. 4.1.11 Ante Antece cede dente ntess Ge Gene nera rales les5 La Corporación Nacional del Cobre de Chile, CODELCO-CHILE, es una empresa del Estado, dedicada a la explotación de minerales de cobre a gran escala, gracias a lo cual es el primer   productor mundial de este metal (1.612 Kton/año de cobre). Conjuntamente con el cobre, coproduce molibdeno, molibdeno, oro y plata. Al año 2000 su patrimonio contable era de Mill US$ 2.777 y sus ventas alcanzaron a los Mill US$ 3.610, de los cuales un 91,7% corresponden a ventas de cobre y el resto a subproductos. Posee 5 yacimientos en explotación, operaciones que están organizadas como Divisiones 6:, que corresponden a unidades productivas con alto grado de autonomía de gestión. Ellas son: Chuquicamata (630 Kton/año de cobre), Radomiro Tomic (190 Kton/año de cobre), Salvador (80 Kton/año de cobre), Andina (258 Kton/año de cobre) y El Teniente (355 Kton/año de cobre). Además participa con un 49% en la sociedad con Phelps Dodge que explota el Yacimiento del El Abra (200 Kton/año de cobre). Las Divisiones Chuquicamata, El Teniente y Salvador son operaciones minero metalúrgicas complejas. Las dos primeras se caracterizan por poseer el rajo abierto y la mina subterránea de mayor tamaño en la minería del cobre mundial. Ellas tienen integradas a las fases mineras, las respectivas fundiciones para el tratamiento pirometalúrgico del cobre para llegar a cobre blíster  (ánodos). Chuquicamata y Salvador refinan electrolíticamente sus ánodos para obtener cátodos de cobre electro-refinados. En cambio El Teniente refina a fuego una parte de su blíster y el resto lo envía a refinación en otras refinerías electrolíticas del país. Adicionalmente, estas tres Divisiones tienen operaciones hidrometalúrgicas para lixiviación de óxidos y sulfuros secundarios seguido de la producción de cátodos de cobre SX-EW, siendo las faenas en Chuquicamata de grandes dimensiones (140 Kton/año de Cátodos SX-EW). 5

Memoria anual 2000. Las cifras de producción de cada división corresponden a la producción neta del año 2000, sin perjuicio que algunas unidades productivas (fundición y/o refinería) pueden haber tratado mayor cantidad vía maquilas por cuenta de otras divisiones y/o de terceros. 6

20

La División Radomiro Tomic es una operación de lixiviación de óxidos de cobre y produce cátodos SX-EW. De las mismas características es la operación en El Abra. Ambas son las dos operaciones hidrometalúrgicas de mayor envergadura mundial. La División Andina produce sólo concentrados de cobre, de los cuales una fracción se trata en el  país y el resto se exporta. CODELCO dispone de vastos terrenos en el territorio nacional amparados con pertenencias mineras, los que explora principalmente con recursos propios, con hallazgos exitosos que le ha  permitido plantear nuevos proyectos mineros de gran escala a desarrollar en el mediano plazo, como reposición de sus actuales explotaciones. Otro elemento esencial es la política corporativa de asociaciones estratégicas con otras empresas, con el objeto de potenciar su capacidad de hacer negocios. Es así como la exploración de  prospectos no considerados como yacimientos de reposición se ha optado por establecer  convenios de asociación con otras empresas. Igualmente, se han establecido sociedades con otras empresas para la exploración de diversos distritos mineros en el extranjero, potenciando así la internacionalización de la empresa. En este contexto también se inscriben objetivos de desarrollo de tecnología compartida con otras empresas. En virtud de ello, se han materializado acuerdos de colaboración con BILLITON, en el campo de la hidrometalurgia, con OUTOKUMPU, en el área pirometalúrgica, y, anteriormente, con INCO, que dio origen a CMS, hoy empresa filial dedicada al desarrollo de maquinarias especializadas en minería, comercialización y servicios. Cabe destacar que la responsabilidad de la investigación y desarrollo tecnológico en CODELCO radica en su Vicepresidencia de Desarrollo.

4.1.2. 4.1.2. La importa importancia ncia de la tecnología tecnología para CODELCO CODELCO La Corporación ha asumido un fuerte compromiso con la investigación e innovación tecnológica, luego de un proceso de reconocimiento de su valor estratégico para su competitividad y sustentabilidad en el largo plazo. Esto se fundamenta en la realidad que debe enfrentar desafíos tecnológicos y científicos singulares, algunos de los cuales son únicos en el mundo, por la naturaleza y calidad de sus recursos minerales de cobre y molibdeno y por el tamaño de las l as operaciones que los explotan. La política corporativa es realizar investigación e innovación tecnológica sistemática y  permanentemente. Ella se materializa en tres modalidades complementarias: complementarias: a)

El mejoramiento continuo en las operaciones, introduciendo perfeccionamientos en los sistemas de trabajo, en el equipamiento empleado y en las destrezas del personal.

 b)

Las adaptaciones tecnológicas disponibles en el mercado a las realidades de CODELCO,  principalmente en el momento momento de concebir concebir e implementar los proyectos proyectos de inversión.

21

c)

Desarrollos tecnológicos propios cuando no se encuentran respuestas satisfactorias en el mercado a problemas singulares y de alta significación para la Corporación

En el año 2000 la Corporación destinó al ámbito de la investigación e innovación tecnológica unos Mill US$ 17, gastos que en gran parte se incurrieron en el país.

4.1.3. 4.1.3. El desarrollo desarrollo tecnológic tecnológicoo en CODELCO CODELCO El desarrollo tecnológico propio parte en su base en las Divisiones operativas, desde donde surgen los desafíos a resolver. Grupos de trabajo se han ido constituyendo, lo que actualmente se ve fortalecido con un creciente compromiso del personal y la gestión hacia la innovación,  permitiendo la generación de numerosos casos de desarrollos tecnológicos originales. ori ginales. Entre los ejemplos más recientes se pueden citar: proceso para descobrizar concentrados de molibdenita (Andina), máquina semirobotizada para el reemplazo de revestimientos de aceros en molinos SAG (Chuquicamata) y el proceso de disolución del cobre contenido en concentrados de cobre vía tratamiento con ácido sulfúrico concentrado y aplicación de microondas (El Teniente). Para abordar situaciones complejas y que trascienden a una División, se han planteado “Programas Tecnológicos Corporativos”, cuyas soluciones tecnológicas pueden tener aplicación generalizada dentro de la Corporación, incluyendo la potencial exportación hacia otras compañías mineras. Los programas en actual ejecución son: “Potenciamiento de la tecnología Convertidor Teniente” y “Minería subterránea”. Adicionalmente se encuentran en preparación programas corporativos en el área de procesamiento de minerales e hidrometalurgia.

4.1.3.1 Potenciamiento de la Tecnología Convertidor Teniente (CT) ( CT) El programa CT es un perfeccionamiento de la Tecnología Teniente, que tuvo sus orígenes en la década de los ’70, consistente en la alimentación por inyección de concentrado seco a un horno de fusión y conversión continua de concentrados de cobre a metal blanco (Convertidor Teniente CT), seguido por el procesamiento del metal blanco en Convertidores Peirce-Smith (CPS) y el respectivo tratamiento de escorias en Hornos de Limpieza (HLE). El avance tecnológico esperado es dar continuidad al conjunto de las tres etapas, originalmente separadas, con lo que se obtiene un mayor rendimiento de los equipos, mejor recuperación metalúrgica y estabilidad en la composición y captura de los gases generados para alcanzar altos niveles de abatimiento del azufre y arsénico contenido. Este programa se inició en 1997 y consiste en un conjunto de 19 proyectos de investigación con un presupuesto de mill US$ 8,5. Los avances logrados han permitido probar la operabilidad de un esquema semicontinuo, semicontinuo, es decir el CT y el HLE funcionando en forma continua y la fase del CPS separada aún. Además ello es factible de realizarla con pequeñas transformaciones a los equipos actualmente empleados.

22

La importancia de este desarrollo alcanzado es que es aplicable a numerosas fundiciones en Chile y en el extranjero, con muy bajas inversiones al requerir sólo modificaciones en el equipamiento disponible. El siguiente esquema muestra el diagrama de proceso de la Tecnología Teniente Continua.

T e c n o l o g ía í a T e n i een n te t e C o n t in in u a

2400 tpd

1.900 tpd esc.

ESCORIA < 10 % Cu

Pta.Acido

AIRE + O 2 CONVERTIDOR  TENIENTE

1100 tpd MB

5 m x 22 m CONVERTIDOR  CONTINUO

H . L IM IM P . E SC SC O R I A CONTINUO

METAL 75 % Cu

36 - 40 % O x ESCORIA A BOTADERO < 0,8 % C u

COBRE BLISTER  9 9 ,0 ,0 % C u

METAL A PSC H.REFINADOR 

MOLDEO

Fuente: “Hacia un proceso continuo de concentrados de cobre a cobre blíster usando la Tecnología Teniente” Roberto Mackay y otros – 51ª Convención Inst. Ingerieros de Mina de Chile

4.1.3.2 Minería subterránea Este programa es el resultado del gran esfuerzo tecnológico a que se vio enfrentada la División Teniente al presentarse estallidos de rocas en uno de los frentes de trabajo de mineral primario y que debió paralizar en 1992, a pesar de representar una de las zonas más promisorias para su explotación. Sucesivos estudios y trabajos experimentales han permitido recuperar la operabilidad del sector, habiendo ganado una gran experiencia en métodos de extracción y socavación con mínimos riesgos para la explotación de mineral primario. Dada la importancia otorgada por la Corporación al dominio de tecnologías originales para la minería subterránea, incluyendo explotación minera a distancia y en profundidad, se diseñó este  programa en 1998, compuesto compuesto por 47 proyectos proyectos y con un un presupuesto de mill US$ 15,3.

23

4.1.4. 4.1.4. Instituto Instituto de de Innovació Innovación n en Minería Minería y Metalurgia Metalurgia (IM2) (IM2)7 Las capacidades tecnológicas que se han ido formando en las diversas Divisiones de CODELCO desde su creación, no bastan por sí sólo ante la globalización y aceleramiento del cambio tecnológico. Por ello la Corporación considera que los componentes de su sistema de innovación tecnológica deben estar integrados como un equipo especializado, que recoja desarrollos en las más distintas disciplinas y las transforme en productos y procedimientos que optimicen las operaciones, lo que exige focalizar más recursos de su potencial científico y tecnológico y vincularlo a la producción. Por esta razón, en 1998, CODELCO creó su filial, denominada Instituto de Innovación en Minería y Metalurgia (IM2), cuya misión se orienta a la prospección y desarrollo de innovaciones tecnológicas en el ámbito minero y metalúrgico, cuya aplicación contribuya al incremento del valor de la Corporación.

4.1.4.1 4.1.4.1 Descripció Descripción n El IM2 opera autónomamente, pero vinculada funcionalmente a CODELCO. Su oficina principal se encuentra en Santiago y dispone de sedes en Rancagua y Calama. Su dotación de especialistas alcanza a los 24 profesionales de alta calificación, complementada con investigadores asociados en función de los requerimientos de los proyectos. Su presupuesto anual es del orden de los mill US$ 4. Su labor está centrada en la formulación y ejecución de proyectos tecnológicos con visión de largo plazo, la que realiza de un modo flexible a través redes internas y externas para potenciar el uso de las capacidades científicas y técnicas. Como estos proyectos se generan para atender situaciones divisionales relevantes, el IM2 se vincula con los equipos internos de la Corporación, complementando las capacidades disponibles y aportando el efecto sinérgico de establecer las conexiones con entidades externas, nacionales e internacionales (Universidades, institutos de investigación, proveedores tecnológicos y empresas). En su ejecución se emplean principalmente las infraestructuras de laboratorios e instalaciones experimentales disponibles en las entidades asociadas. Es en esencia un agente articulador de conocimientos en el ámbito de la innovación minero metalúrgica, potenciando el desarrollo de proyectos y acelerando la transferencia tecnológica hacia las unidades productivas.

4.1.4.2 Áreas y disciplinas disciplinas de innovación El IM2 organiza sus actividades por áreas siguiendo la secuencia del proceso del cobre, es decir  Minería, Procesamiento de minerales, Pirometalurgia, Hidrometalurgia y Electrometalurgia, más el área de Medio Ambiente. 7

Instituto de Innovación en Minería y Metalúrgica S.A., filial CODELCO, Memoria Anual 1999

24

Cada área se aborda con un criterio multidisciplinario. De este modo asigna los profesionales especialistas en función de las disciplinas que ellas requieren, siguiendo un modelo de trabajo matricial. Las disciplinas de innovación donde se dispone de competencias son: •

•

•

•

• •

•

•

•

Automatización, control de procesos y las telecomunicaciones integrantes del sistema de control. Ciencia de los materiales, especialmente de aquellos que permiten extender la vida útil de los partes y componentes de equipos usados en las operaciones Diseño de equipos al nivel de prototipos que optimicen la operación, aplicando avances de la mecánica, de la electrónica y de la informática Estudio de fenómenos de transporte de masas y calor en materiales sólidos, líquidos y gaseosas actuando en situaciones extremas en los diversos procesos metalúrgicos Conceptualización fisicoquímica para el diseño de nuevos procesos metalúrgicos Ingeniería Geológica para estudiar y comprender el comportamiento de rocas y suelos, especialmente en explotaciones subterráneas. Tecnología y Planificación Minera, que procura diseñar una explotación de minas como un proceso continuo, selectivo y automatizable, especificar el equipamiento requerido y definir la mejor secuencia de explotación para maximizar el valor del negocio. Tecnología de la información para permitir la generación de conocimiento para mejorar  las decisiones y la planificación tecnológica Modelación Matemática, como herramienta fundamental de apoyo para los trabajos en las diversas disciplinas

4.1.4.4 Logros alcanzados En su aún corta vida el IM2 se ha posicionado positivamente en el quehacer tecnológico de CODELCO. Es así como participa activamente en los “Programas Tecnológicos Corporativos” sobre minería subterránea, tecnología convertidor teniente y el de procesamiento de minerales. En su relación directa con las Divisiones, le ha prestado diversas asesorías y ha estado comprometido en más de 80 proyectos, 11 de los cuales han adquirido relevancia una vez terminados. Adicionalmente el IM2 ha participado como unidad ejecutora de 3 proyectos FONDEF, donde CODELCO actuaba como contraparte industrial de la Universidad U niversidad de Chile y el CIMM junto con aportar unos KUS$ 370 para el financiamiento compartido de dichos proyectos. Cabe destacar que algunos al gunos de los proyectos han dado origen a verdaderos productos tecnológicos a escala de prototipo, algunos de los cuales ya están patentados. Estos productos están en condiciones de ser comercializados posiblemente en asociación con terceros.

4.1. 4.1.55 Alia Alianz nzas as Tecn Tecnol ológ ógic icas as La Corporación ha establecido alianzas con empresas y centros de investigación para abordar  temas tecnológicos de interés común, compartiendo los beneficios obtenidos y los riesgos

25

asociados. De ellos cabe destacar los acuerdos de colaboración con BILLITON, en el campo de la hidrometalurgia y con OUTOKUMPU, en el área pirometalúrgica.

4.1.5.1 Alliance Copper Ltd. Ltd. En 1997, CODELCO-CHILE y BILLITON establecieron un convenio de colaboración destinado a estudiar y desarrollar la tecnología de biolixiviación bacterial de concentrados complejos  producidos por CODELCO, en base a la tecnología BICOP de BILLITON, desarrollada en su centro tecnológico de Johannesburgo. Como resultado de ese acuerdo se constituyó en Agosto del 2000 la empresa Alliance Copper  Ltd., con participación igualitaria de ambos socios con el objeto de instalar en Chuquicamata una  planta prototipo comercial para tratar concentrados obtenidos de minerales de la zona de d e Mansa Mina, caracterizados por su alto contenido de arsénico, con una capacidad estimada de 20 Kton/año de cobre contenido. Adicionalmente, una vez demostrada la factibilidad técnica y económica del proceso a escala industrial, la empresa se encargará de la l a comercialización internacional de la tecnología. Cabe señalar que el IM2 participa en el desarrollo de procesos periféricos al proceso BIOCOP, relacionados con la separación del arsénico y con la recuperación de más cobre y plata en el concentrado residual. 4.1.5.3 Acuerdo 4.1.5.3 Acuerdo con Outokumpu En el año 2000 se estableció un acuerdo de colaboración en el área pirometalúrgica para el desarrollo de una tecnología de conversión de cobre para las fundiciones de CODELCO a fin de incrementar tanto su competitividad como su capacidad para lograr el cumplimiento de las más estrictas normas ambientales internacionales. Los estudios se orientan a técnicas de conversión continua y directa a blíster, como también el desacoplamiento de las fases de producción en algunas fundiciones, de manera de interrumpir el  proceso con la producción intermedia de metal blanco granallado, el cual se transportaría a otra fundición para completar su conversión a blíster. Ello implicaría una optimización de la funcionalidad del sistema de fundiciones de CODELCO y una drástica disminución de los impactos por emisión de gases sulfurados y material particulado.

26

4.2

OUTOKUMPU

4.2. 4.2.11 Ante Antece cede dente ntess gene genera rales les8 OUTOKUMPU Oyj es una compañía finlandesa que se define como un grupo de empresas líderes en el campo de los metales y de la tecnología. Sus orígenes se remontan a 1910 con el inicio de la explotación de un rico yacimiento de cobre (6% de Cu contenido) en la localidad de Outokumpu al Norte de Finlandia. Las complejidades de la explotación minera y metalúrgica que debió resolver la compañía le han servido de sólida base para pa ra alcanzar su desarrollo actual. Sus operaciones se encuentran organizadas en tres entidades de negocios estratégicos y una cuarta sección de otras operaciones, todas las cuales reportan directamente a la Administración Corporativa del Grupo Outokumpu residente en Espoo, Finlandia. Ellas son a)

Acero inoxidable: Tiene una cadena integrada de producción, desde mina de cromo, fundición de ferrocromo y plantas para producir planchas y flejes de acero inoxidable, incluyendo aceros resistentes al ácido. En enero del 2001 fusionó este negocio con una empresa sueca manteniendo un 55% de la compañía resultante (Avesta Polarit Oyj) que  pasó a ser la segunda compañía mundial en este rubro, donde se complementan las fortalezas de producción integrada, diversidad de productos y red de distribución mundial.

 b)

Productos de Cobre: Comprende las actividades de manufacturas de cobre que realiza en sus plantas ubicadas en los tres principales mercados de EE.UU., Europa y Asia, con una  participación del 10% en el mercado mundial. Sus ventas al año 2000 superaron los Mill US$ 1.400. Entre los productos más destacados se encuentran flejes flej es para equipos intercambiadores de calor, de uso industrial y automotriz, cables para las telecomunicaciones y, recientemente,  productos superconductores. superconductores. Outokumpu hace ha ce uso de su amplia experiencia tecnológica en manufacturas de cobre, entre las que destaca las tecnologías de fabricación de tubos extra-delgados para la refrigeración y aire acondicionado, además de su creciente conocimiento en el campo de las telecomunicaciones e informática.

c)

Metalurgia: Esta área comprende la producción metalúrgica de metales de zinc y cobre, como el manejo del centro de investigación tecnológica en Pori y la venta de tecnología a nivel mundial. La producción de Zinc se realiza en plantas situadas en Finlandia (Kokkola, 260 Kton/año de Zinc) y Noruega (Odda, 150 Kton/año de Zinc), alcanzando un 4% de la producción de mundial de Zinc refinado. La producción de Cobre se realiza en plantas situadas en Harjavalta y Pori, (165 Kton/año de blíster y 125 Kton/año de cátodos), cerca de un 1% de la producción de mundial de Cobre refinado. El abastecimiento de concentrados de zinc y cobre es esencialmente importado. Recientemente se desprendió de intereses en el níquel.

8

Outokumpu Oyj Memoria anual 2000. A History of Outokumpu

27

En el año 2000, las ventas de metales alcanzaron a Mill US$ 864. A su vez el negocio de ventas de tecnología logró Mill US$ 230. d)

Otras Operaciones: Corresponde a las actividades de apoyo a los negocios centrales. Ello comprende la Minería para abastecer parcialmente a sus plantas metalúrgicas, un Holding de compañías industriales que contribuyen a la capacidad de creación de valor de la corporación y los servicios corporativos, tales como marketing de metales, financiamiento, suministro de energía, asuntos legales, recursos humanos, informática, etc.

El balance consolidado del Grupo Outokumpu en el año 2000 indica que posee un capital de Mill US$ 1.490, maneja activos por Mill US$ 2.970, logró ventas por Mill US$ 3.404 y obtuvo una utilidad neta de Mill US$ 290, equivalente al 19,5% del capital. Sus acciones se transan en la Bolsa de Helsinki. El Estado de Finlandia posee una participación del 40% de las acciones, un 25,9% está en poder  de inversionistas internacionales y el resto en poder de inversionistas finlandeses. La ley obliga a mantener al menos un 33% en poder estatal, pero se tramita en el parlamento una rebaja de dicha  participación a sólo el 10% del del capital y de los derechos derechos accionarios.

4.2.4 La importancia de la tecnología para OUTOKUMPU Si bien Outokumpu tuvo su origen origen en la explotación minera, su permanencia en el tiempo se debe  principalmente a las competencias competencias tecnológicas adquiridas adquiridas en la minería y la metalurgia. Hoy en día ya casi no es un productor minero, es sólo un productor mediano de zinc y cobre refinado, pero sí es un líder mundial en la elaboración de productos metálicos de mayor valor, tanto en cobre como acero inoxidable. El desarrollo tecnológico generado en la compañía, no sólo la ha potenciado para ingresar a mercados de mayor valor agregado y rentabilidad, sino que se ha transformado en una de las líneas que forman parte del núcleo central de su negocio. Outokumpu tiene sobre 50 años de experiencia en el diseño y suministro de tecnologías para la minería y la industria metalurgia. Su estrategia corporativa es proyectar sus fortalezas tecnológicas hacia el cliente proveyéndole de soluciones soluciones avanzadas y ajustadas a sus necesidades. Aunque el método de Fusión Flash, es su contribución de mayor reconocimiento por su aplicación en las fundiciones de cobre y níquel, sus competencias cubren la producción y  procesamiento de cobre, zinc, níquel, aluminio, metales ferrosos, minerales industriales, ácido sulfúrico, incluyendo maquinaria para la industria química y otros procesos industriales. Gran  parte de su desarrollo tecnológico tecnológico se realiza en su su propio centro de investigación. El Grupo Outokumpu ha destinado a la investigación y desarrollo entre 26 y 39 Mill Euros anualmente en el período 1996 – 2000. Ello corresponde a porcentajes que oscilan entre el 0,9% y el 1,3% de sus ventas totales del Grupo en el período señalado.

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4.2.5 OUTOKUMPU RESEARCH OY. 4.2.3.1 4.2.3.1 Descripc Descripción ión Es su centro de investigación y desarrollo de productos, situado en Pori, Finlandia, que estudia y diseña procesos, equipos y productos productos para la producción de metales y la industria metalúrgica. Sus actividades tradicionalmente han estado al servicio de las otras unidades productivas del grupo, pero actualmente está crecientemente involucradas en cooperar con la atención de clientes externos, tanto de sus actuales como en nuevos requerimientos. El centro cuenta con un presupuesto anual del orden de los 10 Mill Euros. La dotación la integran 176 personas, de los cuales 62 son científicos e investigadores de alto nivel académico. Dispone de avanzados laboratorios en la materia, de una completa biblioteca con documentación científica y técnica y de acceso en línea a numerosas bases de datos internacionales. En complemento a su labor ha establecido una extensa red de investigaciones bajo la modalidad de subcontratos, además de estrechos lazos con universidades y otros centros de investigación. La política corporativa del centro es que sus actividades deben guiar a resultados conducentes rápidamente a beneficios prácticos. Además debe considerar que la resolución del problema  planteado será efectiva si contempla tanto la solución del aspecto técnico como financiero involucrado. Por ello considera esencial para el centro lograr una verdadera comprensión del  proceso técnico técnico y del negocio del cliente en que éste se encuentra encuentra inmerso. 4.2.3.2 Áreas de especialidad  especialidad  Entre las competencias desarrolladas por el Centro de Investigación destacan las áreas de tecnología de minerales, la hidrometalurgia y la pirometalurgia. a)

Tecnología de minerales

Las investigaciones procuran una mejor comprensión de los procesos geológicos de formación de los yacimientos y de los factores químicos y mineralógicos que afectan el rendimiento en el  beneficio de los minerales. Importantes estudios se realizan en el procesamiento de minerales, especialmente para la flotación de sulfuros. Es así el aporte de esta área al núcleo tecnológico de Outokumpu se refleja en lo l o siguiente: • • • • • • •

Tecnologías de exploración Minería selectiva Procesos mineros automatizados y autónomos Control en tiempo real Tecnologías de comminución (chancado, trituración y molienda fina) Filtros capilares Espesadores 29

• •

b)

Analizadores de rayos X Indicadores de tamaño de partículas  Hidrometalurgia

Los procesos hidrometalúrgicos son constantemente investigados para optimizar sus condiciones, rebajar costos y enfrentar nuevos tipos de minerales posibles de lixiviar. Importantes avances se han logrado en biolixiviación de sulfuros de baja ley, purificación de soluciones, lixiviación directa de concentrados de zinc y el diseño de equipos para reactores de lixiviación y de extracción por solvente. Cabe destacar la tecnología VSF (vertical smooth flow)  para la extracción por solvente solvente de cobre, cuyo método está patentado. patentado. Un resumen del aporte de esta área al núcleo tecnológico de Outokumpu Outokumpu es el siguiente: • • • • • • • •

c)

Tecnologías de lixiviación atmosférica y a presión Purificación de soluciones Extracción por solvente Electroobtención Refinación electrolítica Procesamiento de barros anódicos Evaporación Tecnologías para el ácido sulfúrico  Pirometalurgia

Los principales desarrollos del horno de fusión flash han sido desarrollados en este centro de investigación, lo que le ha dado a Outokumpu un liderazgo mundial en la pirometalurgia del cobre. Adicionalmente Outokumpu en conjunto con Kennecott (compañía cuprífera norteamericana, de  propiedad de RTZ) han desarrollado el proceso de conversión flash, que permite reemplazar los antiguos convertidores Peirce-Smith, con menores costos e impactos ambientales. Más recientemente, ha sido probado a escala piloto en el centro de investigación el “Proceso Flash Directo a Blíster”, mediante el cual se realiza en un solo horno flash las etapas de fusión de concentrado y conversión a blíster. Este procesamiento conjunto permitiría notables incrementos de productividad y de calidad ambiental. La larga experiencia adquirida en este campo le permite hacer modelos a escala y simulaciones computacionales de comportamientos de fluidos y termodinámica de los materiales, con el objeto de lograr un diseño óptimo de los diagramas de procesos y de los reactores involucrados en éstos. Los principales procesos donde se aplica exitosamente la tecnología Outokumpu son:

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• • • • • •

Secado de concentrados Pelletización y sinterizado Fundición de ferro-aleaciones Fusión flash Conversión flash Moldeo de ánodos

En todas las áreas mencionadas se encuentran incorporadas tecnologías de control de procesos, ahorro de energía, protección ambiental, reciclaje y tratamiento tratami ento de materiales residuales. 4.2.3.4 Venta de tecnología La transferencia tecnológica se ha transformado en una oportunidad de negocio para Outokumpu, gracias a su propia experiencia como productor minero y metalúrgico, a la consistente I&D para el diseño de procesos y equipos, la sólida ingeniería y las referencias que puede acreditar por las exitosas aplicaciones de su tecnología en otras compañías. Es así como en el año 1999 sus ventas tecnológicas alcanzaron a los 201 Mill de Euros, creciendo en el año 2000 a los 242 Mill Mi ll de Euros. En síntesis Outokumpu busca constituirse constituirse en un socio preferido para las compañías que requieren recibir una transferencia tecnológica confiable. Ello se materializa mediante la formulación de soluciones metalúrgicas, que pueden incluir algunas formas de asociatividad en el negocio, que generen un real valor agregado. Ello se debiera reflejar en un incremento de la rentabilidad de la compañía, dado los menores tiempos de implementación y más rápido logro de la plena utilización de la capacidad de diseño, contando con un rendimiento garantizado y cooperación para un desarrollo tecnológico continuo. Uno de los ejemplos de asociatividad por razones tecnológicas es el acuerdo suscrito el año 2000 con CODELCO-CHILE, para desarrollar una nueva aplicación de la tecnología de fusión flash en su fundición de cobre en Chuquicamata. Allí se estudia modificar el actual horno de fusión flash  para permitir su funcionamiento funcionamiento como horno flash directo directo a blíster.

31

4.3

BHP BILLITON

4.3. 4.3.11 Ante Antece cede dente ntess gene genera rales les9 BHP BILLITON es una compañía minera surgida de la reciente fusión de BHP Ltd. (Australia) y Billiton Plc (Reino Unido), que en su conjunto constituyen uno de los productores líderes y de menor costo en la minería del aluminio, del hierro, del carbón, del cobre y del titanio. Además tiene una importante posición en la producción de petróleo, gas, diamantes y níquel. Su patrimonio al año 2000 ascendía a US$ 11.900 millones y su nivel de venta anual fue del orden de los US$ 18.600 millones, orientadas a clientes en los seis continentes. Sus acciones se transan en las Bolsas de Londres, Australia, Johannesburgo y ADR’s en la de Nueva York. Sus principales áreas de negocios mineros metálicos son: a) Aluminio: Comprende todas las fases desde la producción de bauxita hasta aluminio a luminio primario, siendo uno de los principales productores mundiales. Sus operaciones claves están en Australia, Sudáfrica, Mozambique, Brasil y Surinam.  b) Metales básicos: Cubre la producción de cobre, plata, zinc y plomo. Las principales operaciones de cobre donde participa están en: Chile (Escondida, 900 Kton/año, 57,5% del capital y Cerro Colorado, 120 Kton/año, 100% del capital); Canadá (Highland Valley, 191 Kton/año, 100% del capital, Selbaie, 13 Kton/año, 100% del capital), Perú (Tintaya, 90 Kton/año, 100% del capital, Antamina 300 Kton/año, 33,7% del capital) Argentina (Bajo de la Alumbrera, 145 Kton/año, 25% del capital). •

•

•

•

c) Materias primas siderúrgicas: Es un gran productor de hierro, carbón, y manganeso, con operaciones en Australia, Brasil y Sudáfrica. Con ello es un abastecedor líder de materias  primas para la industria del acero, tales como carbón coke, hierro en forma de mineral, pellets y briquetas, además de manganeso en forma de mineral y aleaciones. d) Carbón energético: Es el mayor productor de carbón para plantas térmicas, con operaciones en Australia, Indonesia, Colombia, y Sudáfrica.

4.3. 4.3.22 Desa Desarr rrol ollo lo mine minero ro El área de desarrollos mineros es una función de apoyo a los negocios principales y tiene por  objeto el crecimiento del negocio minero a través de la exploración, tecnología y servicios para el desarrollo exitoso de proyectos.

9

Página web www.bhpbilliton.com

32

4.3.2.1 4.3.2.1 Exploraci Exploraciones ones El programa de exploraciones tiene cobertura mundial y está focalizado en la búsqueda de depósitos nuevos de alta calidad y explotables durante un largo tiempo, además de agregar valor  a las operaciones vigentes por incremento de sus reservas. La política seguida para este fin es incorporar las nuevas tendencias e ideas a las actividades  propias de exploración y unirse en joint-ventures o alianzas con otras compañías, especialmente “juniors de exploración”, bajo variados modelos de desarrollo de negocios que pueden incluir  financiamiento, aporte de capital en las propiedades y transferencia tr ansferencia tecnológica. Una de las fortalezas en este rubro es su sistema FALCON, herramienta que permite desde el aire medir pequeñas variaciones en la gravedad terrestre, fenómeno que puede estar relacionado con la ocurrencia de depósitos mineros. Esta metodología es más rápida y no invasiva en comparación a las tradicionales faenas de exploración en el terreno. FALCON tiene aplicación en la prospección de depósitos de metales básicos, de hierro y, también, de diamantes. 4.3.2.2 Servicios 4.3.2.2 Servicios para para el desarrollo de proyectos Este grupo procura asegurar una superior definición y ejecución de los proyectos de inversión,  para lo cual provee la conducción en la compañía para las decisiones de inversión y una amplia gama de servicios expertos para las tareas de geología, ingeniería de mina y administración de  proyectos. 4.3.2.3 Tecnología La compañía dispone de dos grandes centros de investigación y desarrollo y un grupo para la  protección de la propiedad propiedad intelectual de sus descubrimientos. En Sudáfrica se encuentra el “Centro Tecnológico de Johannesburgo”, creado anteriormente por  BILLITON y orientado a investigaciones sobre biotecnología biotecnología en minería. A su vez, en Australia, sede principal de BHP, funciona el “Centro Tecnológico de Newcastle” dedicado a programas de tecnología aplicable en minería sobre una base multidisciplinaria. El grupo de especialistas para la “Propiedad intelectual”, radica en Melbourne (Australia), dedicado al manejo de todos los aspectos legales y comerciales relacionados a la adquisición y aplicación de nuevas tecnologías, incluyendo las patentes, marcas registradas y convenios contractuales, con el fin de proteger el patrimonio corporativo generado por el conocimiento desarrollado.

4.3. 4.3.33 Estr Estrat ateg egia ia tecno tecnoló lógi gica ca La compañía considera que disponer de tecnologías superiores otorga ventajas competitivas para adquirir y operar rentablemente los recursos minerales, más aún que las tendencias de la minería 33

se orientan hacia la explotación de yacimientos cada vez más complejos, de menor ley y ubicados en lugares más remotos. A ello debe agregarse el interés público por el desarrollo sustentable, la salud, la seguridad laboral, la protección del medio ambiente, etc. Todo lo cual requiere de avanzadas soluciones. En consecuencia, los centros tecnológicos de la compañía cumplen una función para agregarle valor siguiendo la siguiente estrategia corporativa: •

•

•

Apoyar el desarrollo evolutivo de las tecnologías existentes en los centros productivos, optimizando su uso mediante el aporte de servicios especializados que no pueden ser   justificados localmente en las operaciones, junto con facilitarles los contactos con redes externas de I&D. Gestar el desarrollo de tecnologías revolucionarias capaces de dar ventajas competitivas en el mediano y largo plazo, sea mediante el desarrollo propio o vía la adquisición de ellas. Proveer de un soporte técnico al marketing de sus productos.

4.3.4 4.3.4 Centro Centro Tecnol Tecnológi ógico co de Joha Johanne nnesbu sburgo rgo Este centro cuenta con unos 40 especialistas cubriendo principalmente los campos de la ingeniería de procesos, la química, la microbiología y la mineralogía. Con ello ha adquirido capacidades para la gestión de las investigaciones, el diseño de procesos, de plantas y su puesta en marcha, además de la comercialización de las tecnologías desarrolladas. Sus mayores logros están en el campo de las tecnologías para la biolixiviación de minerales sulfurados complejos. La de mayor desarrollo ha sido la biolixviación de minerales de oro mediante el proceso BIOX, la cual ha sido implantada en seis plantas en mundo. De ella se han derivado tecnologías para los minerales de níquel (BIONIC), de zinc (BIOZINC) y de cobre (BIOCOP). BILLITON acordó con CODELCO-Chile un joint-venture para probar la tecnología BIOCOP a escala industrial con los minerales complejos existentes en el yacimiento Mansa Mina de CODELCO (Calama). Con este fin se formó la sociedad Alliance Copper Ltd. encargada de montar una planta que biolixiviará concentrados de cobre con alto contenido de arsénico, con una capacidad anual de 20 mil toneladas de cobre fino. Los resultados positivos de estas pruebas permitirán a la sociedad difundir y comercializar  internacionalmente la tecnología desarrollada, pues constituye una real alternativa al  procesamiento pirometalúrgico pirometalúrgico de los concentrados. concentrados. En términos generales el proceso BIOCOP en experimentación consiste en lo siguiente: •

A partir de concentrados de cobre con alto contenido de arsénico (enargita), se prepara una pulpa ácida (pH 1,5) al 12% de material sólido y se le agregan bacterias mesófilas que actúan a temperatura ambiente.

34

La pulpa se alimenta al reactor de agitación. Durante el proceso se airea permanentemente y se controla la dosis adecuada de nutrientes para las bacterias, la acidez, el nivel de oxígeno disuelto y la temperatura. En el reactor se producen diversas reacciones químicas conducentes a la oxidación del cobre bajo la forma de sulfato de cobre soluble. La solución de sulfato de cobre obtenida está en condiciones de continuar hacia los  procesos tradicionales tradicionales de extracción por solvente solvente y electro-obtención electro-obtención (Sx-Ew).

•

•

•

4.3.5. 4.3.5. Centro Centro Tecn Tecnoló ológic gicoo Newcas Newcastle tle El Centro dispone de unos 60 especialistas sobre una base multidisciplinaria, lo que le permite operar a lo largo de las sucesivas etapas en la cadena de valor de los minerales. Ello implica capacidades en tecnologías para la extracción minera, la pirometalurgia e hidrometalurgia, el modelamiento y control de procesos y tecnologías asociadas a la sustentabilidad. Un aspecto esencial es la comprensión detallada del negocio minero como un todo, lo que le  permite tener una visión integrada para el desarrollo y aplicaciones tecnológicas en las unidades de negocio. Esta asociatividad se complementa con el apoyo técnico al marketing de dichas unidades. Entre los logros principales del centro se encuentra el desarrollo del sistema FALCON para la exploración minera. Sin perjuicio del apoyo tecnológico a todas las actividades mineras, la mayor  cobertura se ha prestado a llaa minería del hierro, carbón y níquel.

4.3.6 4.3.6 Gastos Gastos en inve investi stigac gación ión y desa desarrol rrollo lo Dada la reciente fusión entre BHP y Billiton, no se dispone de antecedentes actualizados sobre los gastos en investigación y desarrollo que realiza BHP Billiton. La información disponible hasta 1998, registrada en las memorias anuales de las empresas individuales indican lo siguiente: a)

El Grupo BHP destinaba globalmente entre 180 10 y 195 Millones de Dólares Australianos anualmente para investigación, desarrollo y asistencia técnica. Ocupaba a unos 1.175 especialistas, entre científicos, ingenieros y personal de apoyo, 60% de los cuales estaban asignados a cuatro centros tecnológicos, uno de los cuales sería el de Newcastle, orientado a la actividad minera.

 b)

Billiton Plc declaraba destinar unos 5 Mill US$ a desarrollo tecnológico, especialmente destacado en el área de biolixiviación y aplicación de la tecnología de plasma en la fusión de minerales de hierro y aluminio.

10

Equivalentes a unos 113 Millones US$ en 1998

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4.4

NORANDA

4.4. 4.4.11 Ante Antece cede dente ntess gene genera rales les 11  Noranda Inc. es una compañía internacional, con sede en Toronto, Canadá, orientada a la minería y la metalurgia, además de intereses en los rubros forestales y de los hidrocarburos. Según cifras globales del año 2000, sus activos suman Can$ 11.760 millones de dólares canadienses12 y su patrimonio alcanza a los Can$ 4.094 millones de dólares canadienses. Sus ingresos globales fueron de Can$ 6.957 millones de dólares canadienses y las utilidades netas, Can$ 293 millones de dólares canadienses Sus acciones se transan en las Bolsas de Toronto y de  Nueva York. Sus unidades de negocios se distribuyen en las siguientes áreas: a)

Cobre, orientada a la metalurgia de concentrados de cobre limpios, concentrados complejos y de chatarra (dos fundiciones en Canadá que suman 300 Kton/año de blíster, una fundición en Chile –ALTONORTE, de 150 Kton/año de blíster- y una refinería en Canadá de 320 Kton/año de cátodos, más recuperación recuperación de oro y plata). Además tiene tres  plantas especializadas en reprocesar materiales electrónicos y chatarra.  NORANDA se ha especializado en fundiciones comerciales, es decir adquiere los concentrados de terceros y/o los recibe para maquilar, gracias a sus capacidades tecnológicas para tratar un amplio rango de materiales permitiéndole alcanzar mejores niveles de rentabilidad en este negocio.

 b)

Falconbridge; compañía minera de la cual tiene el 54,9% de la propiedad. Esta compañía es una de las más importantes productoras de níquel con minas y fundiciones en Canadá, Rep. Dominicana y una refinería en Noruega (75 Kton/año de Ni globalmente). Además es un creciente productor de cobre, a través de participaciones en otras compañías mineras, fundiciones y refinerías. Ellas son generalmente coproductoras cobre/níquel o cobre/zinc, o sólo de cobre. Cabe señalar que en Chile Falconbridge posee el 44% de la Cía. Minera Doña Inés de Collahuasi (50 Kton/año de cátodos y 380 Kton/año de cobre en concentrados). Además en el curso del 2001 adquirió la Cía. Minera Lomas Bayas (60 Kton/año de cátodos). A su vez en Perú, NORANDA participa directamente en el proyecto Antamina (305 Kton/año de Cobre y 285 Kton/año de Zinc, contenidos en concentrados) con el 33,75% del capital. Considerando las participaciones de NORANDA en las diversas compañías (Unidad de negocio Cobre más Falconbridge), se calcula que el año 2000 NORANDA acumuló una  producción de 163 Kton/año de cobre de mina, de 510 Kton/año de cobre blíster y de 400

11 12

NORANDA Inc. Annual Report 2000 Paridad año 2000: 1,484 Dólar canadiense por 1,000 Dólar americano

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Kton/año de cobre refinado. Dicha participación se incrementa significativamente a partir  del 2002, con la incorporación de Lomas Bayas y Antamina, más la expansión de la fundición Altonorte para el 2003 y el proyecto pro yecto de expansión de Collahuasi. c)

Aluminio, focalizada a la producción de aluminio primario (1 fundición en EE.UU. 225 Kton/año de Al) y a productos de valor agregado (4 plantas procesadoras de planchas y  papel aluminio y 3 plantas en EE.UU más 1 en México elaboradoras de llantas de automóviles)

d)

Zinc, que tiene tres minas propias y una refinería, más participación en otras dos minas y una refinería (392 Kton/año de Zinc mina y 335 Kton/año de Zinc refinado como  participación global de NORANDA), más una fundición y refinería de plomo (105 Kton/año de Plomo).

e)

Magnesio, que comprende un 80% de participación en una nueva planta que tratará un desecho de la minería del asbesto con alto contenido de Magnesio, con tecnología propia (63 Kton/año de Magnesio) y que entra en operaciones el 2001.

f)

Exploraciones, focalizadas al zinc, cobre y níquel a objeto de desarrollar operaciones mineras que le permitan a NORANDA aumentar su nivel de producción global. En los casos del Zinc y del Cobre espera controlar una producción de 500 Kton/año en cada metal. Para ello desarrolla un programa de exploraciones que el año 2000 alcanzó a los Can$ 98 millones, de los cuales la mitad corresponden a Falconbridge. Utiliza tecnologías de punta para la exploración, algunas al gunas de las cuales son creadas en la compañía.

4.4.5 La importancia de la innovación tecnológica La compañía tiene claramente identificado que la tecnología es una de sus palancas estratégicas esenciales para mejorar la productividad y ganar ventajas competitivas. Por ello considera como uno de sus activos claves, a la disponibilidad dentro de la organización de expertos en varias áreas de especialización, que tienen la l a habilidad colectiva para par a conseguir desarrollos tecnológicos que sólo pocas compañías internacionales, en el ámbito de la minería y la metalurgia, están en condiciones de lograr. En consecuencia con su política de liderazgo tecnológico, NORANDA mantiene dos centros de investigación y transferencia tecnológica: Noranda Inc. Technology Centre y Falconbridge Technology Centre.

4.4.6 Noranda Inc. Technology Centre (NTC) El centro está situado en Pointe-Claire, Quebec, Canadá, desde sus orígenes en 1963. Su trabajo está ligado con las unidades de negocio de la compañía y, como tal, está comprometido en la identificación, desarrollo y transferencia de tecnologías aplicables a ellas. Las principales líneas de investigación se orientan tanto al negocio minero- metalúrgico como a los productos finales. En el área minera- metalúrgica m etalúrgica destacan:

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• • • • •

Procesos de pirometalurgia e hidrometalurgia Extracción minera, mecánica de rocas y robótica Software para ingeniería y exploración Control de procesos, instrumentación y química analítica Control ambiental

Entre las mayores contribuciones de este centro a la industria del cobre está el desarrollo del “Reactor Noranda”, destinado al proceso de fusión continua en reemplazo de los hornos reverberos, con un aporte muy significativo en la reducción de costos y en la reducción de las emisiones de gases sulfurados y de material particulado. Puesto originalmente en marcha en 1973, ha sido continuamente perfeccionado, encontrándose entre los reactores de más alta tecnología en la industria. Recientemente ha desarrollado un “Convertidor Noranda”, cuya primera fase se instaló en 1997 a un costo de Can$ 55 millones. La segunda fase se implementará durante el 2002, con lo cual la fundición podrá fijar más del 90% del anhídrido sulfuroso generado. Con ello se logra un sistema de conversión continua, es decir en un solo paso se tratan t ratan concentrados de cobre hasta obtener un  producto del tipo “semi-blíster”. “semi-blíster”. El Centro cuenta con 170 personas, 81 de los cuales son científicos con post-grado. Aunque el Centro está orientado a las necesidades propias de Noranda, complementa su labor mediante alianzas con otras organizaciones, tales como: “Canadian Centre for Mineral and Energy Technology” (CANMET), “Mineral Research Centre” (MRC), “Canadian Mining Industry Research Organization” (CAMIRO) y diversas universidades canadienses y americanas. Los gastos destinados por Noranda a investigación y desarrollo han sido: Can$ 56 millones, el año 1998, Can$ 36 millones, el año 1999, y Can$ 48 millones, el año 2000.

4.4.4 4.4.4 Falco Falconbr nbridg idgee Techno Technolog logyy Centr CentrE E (FTC) (FTC) Falconbridge, la principal filial de Noranda, es un productor integrado de metales básicos (Níquel, Cobalto, Cobre y Zinc) y de metales especiales (Platino y Paladio) con ventas anuales del orden de los Can$ 2.600 millones. La compañía sitúa la investigación y desarrollo para soportar sus metas estratégicas de largo  plazo y proveer de amplio apoyo a poyo operacional a sus divisiones metalúrgicas, a fin de asegurarle la la competitividad en el futuro. El Falconbridge Technology Centre constituye el núcleo de su estrategia tecnológica, lo que se complementa con pequeños grupos en las principales operaciones metalúrgicas. El FTC está emplazado en Sudbury, Ontario, Canadá, y fue construido en 1997 a un costo de Can$ 18 millones, donde trabajan unas 70 personas, con un presupuesto anual entre 0,75% a 1% de las ventas anuales (Can$ 26 millones el año a ño 2000).

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Está organizado en tres grupos: “Metallurgical Technology Group” (MTG), Exploraciones y Química analítica. El MTG es el grupo más relevante, dedicado preferentemente a nuevos desarrollos en hidrometalurgia y pirometalurgia para el tratamiento de minerales de níquel. También se  preocupa de temas relacionados con mineralogía, control de procesos, ciencias de los materiales, etc. Adicionalmente, brinda apoyo al marketing de sus productos. En lo relacionado al cobre, la labor del FTC se centra en la búsqueda y evaluación de nuevos recursos mineros, especialmente en Sudamérica, como también en la aplicación tecnologías mineras para la explotación de actuales y nuevos yacimientos. Falconbridge ha dado un sentido estratégico y global al tema tecnológico, lo que significa que su desarrollo no se confina a Canadá sino que los proyectos pueden ser realizados a través tr avés de grupos competentes en otros lugares del mundo.

Technology Transfer at Falconbridge Shifting to a Strategic Strategic and Global Focus Focu s Falconbridge Technology Centre

30-0 1-2002

Fa lconbridge Technology Centre

39

1

V.

ANÁL ANÁLIISIS SIS COM COMPA PARA RAT TIVO IVO DE DE LA LAS EM EMPRE PRESAS SAS

En base a los antecedentes reseñados de las cuatro compañías mineras, a continuación se desarrolla una comparación de ellas con el objeto de identificar las similitudes y singularidades en sus propósitos y acciones tendientes a su desarrollo tecnológico.

5.2

DIVERSIDAD DE INTERESES MINEROS

Sólo CODELCO es una empresa minera de nivel mundial dedicada exclusivamente a la explotación de minerales de cobre. En cambio, OUTOKUMPU, BHP-BILLITON y NORANDA son verdaderos holdings mineros, con intereses en la explotación de diversos minerales, incluyendo industrias metalúrgicas manufactureras de bienes de uso intermedio y final. No obstante ello, estas compañías son relevantes en la minería del cobre y en las investigaciones relacionadas a su desarrollo. De esta realidad se desprende lo siguiente: a)

 No es posible estudiar la investigación tecnológica en las empresas sobre la minería del cobre, sino es en el contexto de la minería en general.

 b)

Las investigaciones sobre mejores métodos de exploración minera son generalizables en gran medida para la diversidad de minerales que tienen ocurrencias en ambientes geográficos y geológicos similares.

c)

De igual modo, la fase de extracción minera presenta similitudes para los yacimientos de grandes dimensiones, donde las soluciones encontradas para las faenas de un mineral  pueden ser adaptadas a la explotación explotación de otros minerales. minerales.

d)

El procesamiento de minerales presenta una mayor especificidad. Aún esta fase, en la metalurgia de los metales básicos (cobre, zinc, níquel, etc.) se desarrollan tecnologías  pirometalúrgicas e hidrometalúrgicas, traspasables vía modificaciones experimentales de unos a otros.

Lo señalado anteriormente es la principal fortaleza de los desarrollos tecnológicos que han realizado las compañías mineras polimetálicas, dado que las hace más competitivas en sus rubros operacionales y generan mercados más amplios para la proyección comercial de sus inversiones en tecnología. Por lo tanto, en la industria minera del cobre predomina un proceso de adaptación de tecnologías creadas originalmente para otros minerales, preferentemente del hierro y de otros metales  básicos.

40

5.2 5.2

LAS LAS POLI POLITI TICA CAS S CO CORP RPOR ORAT ATIV IVAS AS SOBR SOBRE E TECN TECNOL OLOG OGÍA ÍA

Las compañías tienen explícitas políticas corporativas sobre tecnología desde larga data, tendencia a la que se sumó CODELCO a mediados de los ’90. En ellas se aprecian rasgos comunes en las políticas tecnológicas, de las l as cuales cabe destacar los siguientes conceptos: •

•

•

•

•

La tecnología se reconoce como un elemento estratégico para la competitividad, la sustentabilidad en el largo plazo y en el aumento de valor de la compañía. Se promueve la incorporación intensiva de tecnología a las operaciones para su mejoramiento continuo, en términos de productividad, de eficiencia y de relación con su entorno social y medioambiental Se dispone de unidades especializadas capaces de identificar, desarrollar y transferir  soluciones tecnológicas a problemas propios para ganar ventajas competitivas. Se establecen redes con otros centros científicos y tecnológicos competentes en el campo internacional que potencian la labor de las la s unidades tecnológicas internas Se procura proyectar los logros tecnológicos hacia otras compañías vía transferencia comercial y/o formas de asociatividad.

Dentro de las políticas corporativas hay elementos singulares que distinguen a cada compañía, tales como: a)

CODELCO: Su énfasis es abordar desarrollos tecnológicos propios para dar solución a situaciones de alta significación para la corporación y que no encuentran respuestas satisfactorias en el mercado.

 b)

OUTOKUMPU: El desarrollo tecnológico generado le permite orientar sus operaciones a la producción de bienes de mayor valor agregado y transformar a la venta de tecnología en una de las áreas que forman parte del núcleo central del negocio corporativo.

c)

BHP BILLITON: Desarrolla y/o adquiere tecnologías superiores para sustentar sus ventajas competitivas en la adquisición, desarrollo y explotación de recursos minerales. Además, el marketing de sus productos debe estar apoyado en una sólida base tecnológica.

d)

 NORANDA: Compañía conducida sobre una fuerte base tecnológica propia, donde el desarrollo tecnológico debe estar en línea l ínea con los objetivos estratégicos corporativos.

5.5

LOS CENTROS TECNOLÓGICOS DE LAS COMPAÑÍAS

5.3.1 Orígenes Los centros tecnológicos de las compañías mineras fueron surgiendo como una respuesta orgánica para aunar los trabajos de investigación tecnológica que crecientemente se iban realizando al interior de sus principales unidades productivas. Al concentrar recursos humanos especializados, laboratorios, plantas pilotos, etc., se buscó pontenciar la actividad de investigación abriéndola a nuevas áreas sin perder su vinculación con las operaciones.

41

 NORANDA formalizó en 1963 su primer centro tecnológico, ubicado en Pointe-Claire (Canadá) y OUTOKUMU, lo hizo en 1967 con su centro ubicado en Pori (Finlandia), luego de importantes desarrollos tecnológicos realizados en décadas anteriores. Posteriormente lo hicieron BHP en  Newcastle (Australia) y BILLITON en en Johannesburgo (Sudáfrica). En cambio CODELCO formó su Instituto de Innovación en Minería y Metalurgia IM2 recién en 1998, aunque anteriormente había trabajado estrechamente con con la entidad estatal Centro de Investigación Minero Metalúrgica CIMM. Este Instituto difiere de los otros Centros en que no ejecuta directamente las labores de investigación, sino que realiza la gestión de la innovación tecnológica de CODELCO de un modo flexible a través de redes internas y con el medio externo, actuando como un efectivo articulador de conocimientos.

5.3.2 5.3.2 Gastos Gastos en Inve Investi stigac gación ión y Desa Desarro rrollo llo Las cifras disponibles sobre gastos en investigación y desarrollo se indican en la tabla ta bla siguiente.

Tabla Nº 1 Relación entre Gastos en Investigación y Desarrollo y Ventas de las Compañías 13 EMPRESA CODELCO: - Ventas (Mill US$) - Gastos de Inv. & Des. (Mill (Mil l US$) - % Inv. & Des. sobre sobre las ventas ventas OUTOKUMPU - Ventas (Mill US$) - Gastos de Inv. & Des. (Mill (Mil l US$) - % Inv. & Des. sobre sobre las ventas ventas NORANDA - Ventas (Mill US$) - Gastos de Inv. & Des. (Mill (Mil l US$) - % Inv. & Des. sobre sobre las ventas ventas BHP BILLITON

1998

1999

2000

2.730 21 0,8%

2.944 19 0,6%

3.610 17 0,5%

2.663 36 1,3%

2.700 34 1,3

3.404 32 0,9

4.057 38 0,9% n. d.14

4.356 24 0,6% n. d.

4.688 32 0,7% n. d.

Fuente: Elaborado en la Comisión Chilena del Cobre

13

Los datos obtenidos de las respectivas memorias de las compañías y expresados en Euros E uros y Dólar Canadiense se convirtieron a US$ según la paridad promedio de cada año 14 No se dispone de datos consolidados para BHP Billiton debido a la reciente fusión. Datos de 1998 indican que el Grupo BHP destinaba globalmente entre 180 y 195 Millones de Dólares Australianos anualmente para investigación, desarrollo y asistencia técnica. A su vez Billiton declaraba destinar unos 5 Mill US$ a desarrollo tecnológico.

42

5.6

LOS TEMAS TECNOLOGICOS DESTACADOS

La labor de cada centro tecnológico está naturalmente ligada a la situación específica de cada compañía, pero en los últimos años se aprecia una clara tendencia tendencia a situar la temática tecnológica al nivel estratégico de cada compañía. De esta manera los proyectos de investigación e innovación tecnológica se focalizan en áreas seleccionadas dentro del núcleo central del negocio minero y metalúrgico y donde se estima que puedan hacer una efectiva contribución al incremento de valor de la compañía. Un segundo elemento a considerar es el creciente pragmatismo aplicado a la inversión tecnológica. Los proyectos deben ser desarrollados y aplicados dentro de un razonable plazo de tiempo y que puedan lograr un significativo impacto en el negocio corporativo y la recuperación de la inversión. Otro elemento es que, dado que las compañías desarrollan fortalezas en sólo algunas áreas,  procuran ampliar su ámbito de cobertura con alianzas estratégicas con otras compañías en busca de las sinergias correspondientes. Las alianzas de CODELCO con Outokumpu y con Billiton son ejemplo de ello, lo que se repite entre otras diversas asociaciones. a sociaciones. Las compañías analizadas han alcanzado niveles de liderazgo tecnológico en diversos temas tecnológicos, entre los cuales cabe destacar:

5.6.1 Área de exploración BHP Billiton acredita un aporte tecnológico con su sistema FALCON TM, que consiste en medir  desde el aire pequeños cambios en la gravedad terrestre, lo que se relaciona con la ocurrencia de depósitos de minerales. Es una tecnología no invasiva , aplicable a la exploración de diversos tipos de minerales y desarrollada por adaptación de tecnologías militares

5.6.2 Área de extracción minera En esta área las compañías abordan problemas singulares, en los cuales no reciben soporte suficiente de los proveedores. Una de las líneas destacadas son los avances logrados por  CODELCO en minería subterránea, particularmente en el control de los estallidos de rocas en frentes de trabajo de material primario.

5.6.3 Pirometalurgia Este es el campo de mayores éxitos de tecnologías creadas desde el interior de las compañías. La creación de OUTOKUMPU de la tecnología del Horno Flash, a fines de los ’40 ha sido un hito en la metalurgia de los metales básicos, especialmente para el cobre. CODELCO ha hecho un significativo aporte al mejoramiento de las fundiciones de cobre con su tecnología basada en el Convertidor. Igualmente NORANDA ha desarrollado una destacada tecnología de fundición basada en el Reactor Noranda.

43

Las principales tecnologías pirometalúrgicas del cobre y la cantidad de plantas que las emplean en el mundo se muestran en las siguientes tablas:

Tabla Nº 2 Tecnologías Pirometalúrgicas en la Minería del Cobre Fusión Batch Continua Reverbero

Ausmelt

Blast Fu Furnace

Noranda

Horrno Eléct Ho léctri rico co

Conversión Refinación Batch Continua Batch Convertidores Peirce Smith Convertidores Hoboken

Flas Flash h Inc Incoo Isa Smelt Mitsubishi Vanyukov Convertidor Teniente Flash Outokumpu

Flash Converter Noranda

Limpieza Escorias Batch Continua

Anódico Pirometalúrgico Pirometalúrgico Basculante Teniente Teniente Anódico tipo Eléctrico Eléctrico Reverbero

Teniente Continuo (en desarrollo) Mitsubishi

Flotación

Fuente: Elaborado en CODELCO

Tabla Nº 3 Cantidad de Plantas por Tecnologías Pirometalúrgicas Tecnologías Pirometalúrgicas Ausmelt Baiyin Copper Smelting Oxygen Flame Furnace Reactor Noranda Flash Inco Isa Smelt Mitsubischi Vanyukov Convertidor Teniente Horno Eléctrico Conv.Teniente/Reverb./OK Blast Furnace Reverbero Conv.Teniente y Reverbero Flash Outokumpu

Plantas 1 1 1 3 3 3 3 3 4 5 10 11 17 23 28

TOTAL PLANTAS EN OPERACIÓN Fuente: Elaborado en CODELCO

44

116

De la Tabla Nº 3 se aprecia el liderazgo tecnológico alcanzado por la Tecnología Flash de Outokumpu y la importante participación de la Tecnología Convertidor Teniente Las tendencias más recientes de la pirometalurgia del cobre se orientan hacia el procesamiento continuo, es decir llevar a cabo la fusión de concentrado y conversión a blíster en un solo  proceso. Outokumpu está avanzando en el proceso “Fusión Flash Directo a Blíster” para procesar  concentrados de leyes normales, pues actualmente ya se aplica para concentrados de alta ley (Olimpic Dam, Australia). Otra propuesta pirometalúrgica de Outokumpu, basada en la experiencia del Convertidor Flash Kennecott-Outokumpu, es el desacoplamiento del proceso de fusión del proceso de conversión, de manera que la Fusión Flash u otro horno de fusión entregue granallas de eje de cobre, producto intermedio que puede ser transportado a larga distancia para continuar allí con el proceso de Conversión Flash, para optimizar las condiciones operacionales y medioambientales del procesamiento global. A su vez, NORANDA está avanzando en la puesta en marcha m archa del Convertidor Continuo Noranda, iniciada en 1997 y que culminará en el año 2002, alcanzando a fijar más del 90% del azufre contenido en el concentrado de alimentación. Cabe destacar que su fortaleza tecnológica en  pirometalurgia le permite mantenerse competitiva en el negocio de la fundición comercial (“Custom Smelter”) CODELCO mantiene como programa corporativo de investigación el potenciamiento de su Tecnología Teniente con el propósito de alcanzar la continuidad del proceso de fusión en un Convertidor Teniente que produce “matas” de alta ley (68% a 75% de Cu), acoplado tanto con una conversión a blíster en un reactor basculante (Convertidor Teniente ó Peirce Smith modificados) y como a la limpieza de escorias. A la fecha ya se está aplicando exitosamente la fusión a matas de cobre de alta ley y limpieza de escorias continua, completándose el proceso de conversión en modalidad batch (Convertidor  Peirce Smith), mientras que la conversión continua se encuentra en etapas de pruebas a nivel industrial.

5.6. 5.6.44 Hidr Hidrom omet etal alur urgi giaa15 La hidrometalurgia tiene sus orígenes en la antigüedad y algunos procesos creados el siglo XIX aún tienen aplicación en la minería del cobre de baja escala. Pero los avances tecnológicos en hidrometalurgia y electrometalurgia, creados en los ’60 e implementados en gran magnitud partir  de los ’80, permitieron a la minería del cobre un cambio estructural en la industria reflejado en  procesos de menor costo y menor menor impacto ambiental. Sin duda, Chile ha sido un protagonista con desarrollos tecnológicos originales 16 y aplicaciones de vanguardia, incluyendo las mayores operaciones a nivel mundial, en las cuales CODELCO tiene una relevante participación. 15

Esteban Domic M.: “Hidrometalurgia, fundamentos, procesos y aplicaciones”. Agosto 2001

45

Al respecto, CODELCO en la década del ’80 inició la aplicación de lixiviación in-situ en el cráter  de la mina El Teniente y lixiviación de ripios (sulfuros de baja ley) en Chuquicamata, recuperando cobre de material descartado. Más recientemente desarrolló el proyecto Radomiro Tomic, hoy la mayor operación hidrometalúrgica de cobre, aplicándole tecnología de punta creada e implantada en gran parte por Outokumpu. Destaca la tecnología Outokumpu por el desarrollo de equipos para procesos hidrometalúrgicos, tales como reactores de lixiviación, agitadores, y mezcladores - decantadores para extracción por  solvente. Una de las líneas de investigación fundamentales para el futuro de la minería del cobre es la lixiviación de sulfuros de cobre, a fin de evitar la etapa pirometalúrgica de alto costo e impacto medio ambiental. A través de la lixiviación bacteriana se ha podido solubilizar el cobre contenido en los sulfuros simples o secundarios, pero aún no se ha podido lograr eficientemente en los sulfuros primarios o complejos (contienen además Fe y/o As). Billiton ha desarrollado un proceso de lixiviación bacterial para sulfuros primarios de cobre, conocido como “Proceso Biocop 17”, cuya experimentación a escala industrial se está llevando a cabo en Chuquicamata por Alliance Copper, en virtud del joint-venture CODELCO y BHP BILLITON. Cabe señalar otros dos procesos hidrometalúrgicos patentados, que ofrecen la posibilidad de lixiviar concentrados de cobre: Proceso Intec 18 y Bio-Deshidrometalurgia19. Sus características generales son las siguientes: a)

El proceso Intec consiste en un circuito de lixiviación de tres reactores agitados en secuencia. De la primera etapa se separa la solución solución cuprosa y el residuo sigue sigue a las dos etapas posteriores para recuperar el oro contenido. La solución cuprosa es tratada para recuperar la plata y eliminar las impurezas, luego de lo cual ingresa a la celda de electroobtención. Allí se obtiene cobre en forma de dendritas (estructura similar a un árbol) y se recupera el electrolito que se recircula porque es el agente lixiviante. El cobre dendrítico de grado A, por su estructura no compacta es fácilmente trabajable en la misma planta. Incluso puede ser fundido en un horno eléctrico de inducción y moldeado a cualquier forma de producto final, sin necesidad de pasar por cátodo.

16

Proceso de Lixiviación T.L. “Thin Layer” (Aglomeración y curado ácido seguido de lixiviación en pilas no inundadas), patentado por la S. M. Pudahuel en 19981, más su aplicación posterior a la lixiviación bacteriana T L de sulfuros de cobre y a la lixiviación TL con agua de mar. 17 Reseñado en el punto 3.3.4 referente al Centro Tecnológico Johannesburgo de BHP BILLITON 18 “The Intec Process, superior and sustaintable copper production”, Intec Copper Pty Ltd., Australia (www.intec.com) 19 “Bio-Deshidrometallurgy”, LEACHING SRL, Argentina, (www.bio-deshidrometallurgy.com)

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 b)

El proceso Bio-Deshidrometalurgia permite obtener metales a partir de minerales sulfurados y/o concentrados. Consiste en acondicionar el material con una solución ácida inoculándolo con bacterias xerófilas (adictas a la sequedad). Luego se seca el material  para permitir la acción de las bacterias que oxidan el metal, controlando el nivel de sequedad y el rango adecuado de temperatura para ello. Una vez completada la bio-oxidación el material se somete a un lavado para recuperar el cobre oxidado soluble y del material sólido residual que contiene las bacterias se recicla  para inocular al material fresco. La solución sigue el normal proceso SxEw.

Finalmente es necesario señalar que los procesos hidrometalúrgicos requieren superar numerosas dificultades que son campo propicio para líneas de investigación e innovación tecnológica 20, por  ejemplo: • •

•

•

•

Desarrollar procesos eficaces para lixiviar metales contenidos en materiales descartados Empleo de nuevos aglomerantes para mejorar la conductividad hidráulica de las pilas e implantar sistemas de riego en las 3 dimensiones  Nuevos diseños hidrodinámicos de celdas de Ew, de elementos sensores y de sistemas robustos de control automático para incrementar productividad y eficiencia en las la s plantas Reducción de la sobretensión anódica, bajando el consumo actual de energía de 2.000 KWH/ton en un 10%. Lixiviación de sulfuros por bio-lixiviación y por lixiviación a presión, con creciente interés por recuperar los metales nobles contenidos en los concentrados.

20

Jorge Menacho Ll.: “Estado del arte y tendencias tecnológicas de la hidrometalurgia en el siglo XXI”, tr abajo expuesto en la 51ª Convención Anual IIMCH, Septiembre 2000

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Este trabajo fue realizado por: VICENTE PÉREZ VIDAL Diciembre 2001 (DE / 13 / 2001)

48