Mine to Mill: De la mina al molino

El concepto Mine to Mill (M2M) es ampliamente conocido y usado hoy en día en la ingeniería de minas. Es un concepto en el cual se engloban todos los procesos que se llevan a cabo en una mina que se consideran como un conjunto y no como entidades separadas.

¿Qué significa esto? Que Mine to Mill es una optimización de todo el proceso minero desde la planificación de la voladura, la geología, la geotecnia pasando por la carga, el transporte hasta llegar al “molino”, en realidad hasta la planta de beneficio o de tratamiento. Existen algunos autores que denominan a estos procesos en un rango más amplio como por ejemplo: “Pit to Port” o “Resources to Market”; englobando en estas frase todo el proceso de venta del mineral, pero en nuestro caso nos centraremos en cuestiones más técnicas.

Un poco de historia

Todos los ingenieros de minas sabemos que el proceso de extracción de un mineral se compone de varias fases, desde la geología hasta su salida de la planta de tratamiento.

En un principio y desde que se editó el primer manual de minería el Re Metallica de Georgius agrícola (1556) se ordenan los procesos mineros con una secuencia lógica pero se considerada cada uno de ellos como entes independientes: minería, beneficio y separación.

Hasta los años 90 del pasado siglo se siguió considerando como unidades independientes y en todos los libros de texto de las escuelas de ingeniería de minas así se enseñaba. La mina tenía como objetivo producir la mayor cantidad de mineral posible para trasladarlo a la planta y de ahí obtener un beneficio, independientemente de lo difícil que fuese este objetivo y sin considerar una relación entre ellos. Dicho a grosso modo, extraer mineral llevarlo a la planta y el estéril a la escombrera.

Pero a pesar de todo ello ya existía una interacción entre los diferentes procesos, en una mina situada en ámbitos geológicos diferentes con diferentes menas (consideremos una mina polimetálica) ya tenemos que hacer una separación y una optimización del proceso ya que un ingeniero de minas no puede enviar a la planta cualquier roca y es posible que ésta sea alimentada desde diferentes puntos en función del tipo de mena que entra, es decir, debe saber que se carga y se transporta a la planta para poder realizar el proceso correctamente. Aquí ya tenemos un ejemplo sencillo de coordinación en mina y planta.

La mina como un todo

Con la llegada de la informática se comienzan a realizar los primeros estudios enfocados a las voladuras y como se podría relacionar voladura vs. fragmentación de la roca. Por ejemplo Claude Cunningham en 1983 ya publica estudios sobre estos temas y crea uno de los primeros modelos de fragmentación de roca en sus estudios en minas sudafricanas. Con el tiempo siguieron las investigaciones, para llegar al modelo de Kuz-Ram y otros modelos posteriores, los cuales relacionaban una serie de parámetros geológicos y geotécnicos de la roca con el explosivo y con ello el tamaño de roca obtenido en dicha voladura.

¿Qué importancia tiene todo esto?, mucha. Si podemos triturar la roca a un tamaño adecuado para alimentar la planta, ahorramos tiempo y dinero en procesos de trituración previos a la alimentación de los molinos, por ejemplo. Dos procesos que están muy relacionados.

Por lo tanto hoy en día y como ingenieros de minas y profesionales de la minería tenemos que ver los procesos que se realizan en las minas como un conjunto y no como compartimentos estancos.

Un buen estudio geológico nos lleva a conocer la roca lo mejor posible, a fragmentarla de una forma lo más precisa para satisfacer la demanda de la planta, además de analizar y estudiar las voladuras realizadas para optimizar el proceso, mejorar o cambiar parámetros y conseguir los objetivos.

Pero el control de costes no afecta solamente a la voladura, el transporte y la carga son muy importantes. Un buen posicionamiento de la máquina de carga (retro, pala, excavadora) que los camiones no tengan que realizar muchas maniobras en la carga y descarga (ahorro de combustible), un constante mantenimiento de las pistas mineras (ahorro de neumáticos), estabilidad de taludes, drenajes externos e internos, mantenimiento preventivo de todas las maquinarias, formación correcta y continua de todos los operarios, todo ello y muchas más cosas afectan al buen proceso de extracción de los minerales.

Por eso la mina debe considerarse como un todo, como un organismo en el que todas sus partes deben funcionar correctamente y compartir información entre ellas, para que el beneficio obtenido sea el máximo posible y lo mejor para todos.

Para terminar indicar que los puntos básicos en los que se fundamenta el concepto Mine to Mill son:

• • La energía más barata para arrancar y fragmentar la inmensa mayoría de las rocas y minerales son los explosivos y además proporcionan los ritmos más rápidos de producción.
  • Una pila de roca bien fragmentada conlleva mejores operaciones de carga y transporte: menores tiempos de carga (mejor aprovechamiento del cazo de la excavadora o pala, penetración más rápida en la pila), menores costes de operación, mejor aprovechamiento del transporte y menores costes de mantenimiento en maquinaria de ambas operaciones.
  • Un material más fragmentado en origen (mayor abundancia de tamaños pequeños) conlleva menores costes de trituración y molienda y mayores flujos horarios.
  • Los bloques medianos de material fragmentado mediante explosivos presentan una resistencia estructural interna inferior a la de bloques de igual tamaño no arrancados por voladura (teoría de las microfracturas, que se basa en que en una roca volada existen una serie de fracturas a nivel estructural que reducen su capacidad resistente).
  •  Las menores necesidades energéticas para trituración de material volado frente a no volado se justifican por aplicación directa de la ley mineralúrgica de Bond, la cual establece una relación entre la energía necesaria para romper un material y la superficie de fractura creada.

Autor: Alfonso Gutiérrez, profesor del Máster en Minería, Planificación y Gestión de Minas y Operaciones Mineras y del Curso de Explosivos en Minería. Obras subterráneas en Explotaciones Mineras