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Investigadores logran medir en línea la temida “neblina ácida”

Fecha: 10 diciembre, 2015

Investigadores logran medir en línea la temida “neblina ácida”

Instrumento de alta tecnología desarrollado en la UCN busca proteger la salud de los trabajadores y evitar la corrosión en equipos e instalaciones de la industria minera.

Tras diversos estudios y pruebas de laboratorio, investigadores de nuestra Universidad dieron a conocer un innovador sensor que permite monitorear en línea la denominada “neblina ácida”, que es la forma como se conoce al nocivo aerosol de ácido sulfúrico que es generado durante las operaciones de las plantas de electro-obtención de cobre.

Conscientes de los problemas que genera este subproducto, que afecta la salud de los trabajadores y daña y corroe las instalaciones industriales, los ingenieros de la UCN diseñaron un instrumento de detección que constituye un hito, al ser el primer equipo de estas características diseñado a nivel mundial para medir en forma continua la concentración de ácido directamente.

Este avance tecnológico, 100% chileno, fue posible gracias a un proyecto de I+D Innova Corfo de 2 años de duración que consideró recursos por 123 millones de pesos.

El diseño conceptual y las primeras unidades partieron con un trabajo de memoria en Ingeniería Química y la empresa 3M, que terminaron con un prototipo de operación batch. Como resultado del proyecto Innova Corfo los ingenieros UCN lograron implementar una unidad prototipo que en la actualidad está plenamente operativa y en proceso de obtención de patente a nivel nacional e internacional, con apoyo de la Oficina de Transferencia y Licenciamiento (OTL) de la UCN.

El moderno sensor tiene la capacidad de medir en línea la neblina ácida en las plantas de electro-obtención (electrowinning), y así contar con una nueva variable de control de procesos, que asegura la salud de las personas y optimiza la producción de cobre en límites seguros de generación de neblina.

Lo anterior es relevante para proteger la salud de los operadores y disminuir los daños en equipos e instalaciones de la industria cuprífera, sector que constituye el principal motor de la actividad económica de un país minero como Chile.

PROTOTIPO
El Director del proyecto, Dr. Claudio Acuña, explicó que el prototipo ya es funcional y tiene la capacidad de medir en línea la neblina ácida que es generada en las plantas de electrowinning, donde el cobre se deposita en forma de cátodos o láminas de cobre.

“No hay ningún aparato comercial en el mundo que tenga esta capacidad. La Universidad lo está patentando y ya se le asignó un código”, resaltó el académico y Director del Departamento de Ingeniería Química de la UCN, al señalar las potencialidades del sensor.

En la actualidad, la industria realiza este tipo de mediciones mediante muestreos y análisis químicos en laboratorio, lo que tiene como inconveniente desfases de incluso días. Los resultados obtenidos de esta forma son sesgados e inexactos, lo cual impide que las empresas puedan adoptar medidas preventivas, limitándose solo a dar respuestas reactivas y tardías.

Al no existir en el mercado dispositivos para la medición continua y en línea de la neblina ácida, el foco de las empresas está centrado en reducir sus efectos a través de distintos medios, como campanas de extracción, entre otros. Esta realidad espera ser cambiada en el futuro mediante la incorporación del nuevo sensor, que busca optimizar las operaciones en el área de la hidrometalurgia.

Las particularidades de la temida neblina ácida son descritas por el Director Alterno del proyecto, Dr. Gerardo Fuentes, quien señala que durante el proceso de electrodepositación del cobre hay una reacción en la nave electrolítica, que además de cobre precipitado produce oxígeno gaseoso en forma de burbujas que ascienden y arrastran parte de la solución que contiene ácido. “Luego, esta burbuja revienta en el aire en forma de aerosol, produciendo gotitas del tamaño de entre uno y diez micrones”, explica el Profesor Asociado del Departamento de Ingeniería Metalúrgica y Minas de la UCN, al indicar el origen de la corrosiva neblina.

DESARROLLO
El equipo que diseñó e hizo operativo el sensor incluye a los académicos de la UCN, Claudio Acuña, Gerardo Fuentes y Claudio Leiva, a quienes se suma el aporte de cuatro estudiantes memoristas de la Institución.

La herramienta tiene como base investigaciones previas hechas en la Universidad Católica del Norte y las empresas IMASERV (starup de la UCN) y 3M-Chile, donde se desarrollaron los primeros prototipos.

El Dr. Acuña resaltó la contribución realizada por los estudiantes que han participado en la materialización del instrumento. “Ellos son parte de la invención y son dueños de un porcentaje de la patente”, sostuvo el investigador, junto con destacar el aporte de los jóvenes de la Carrera de Ingeniería en Procesos Químicos.

Este desarrollo, agrega, constituye un ejemplo de innovación de alto impacto realizado en una Casa de Estudios Superiores chilena, pese a las limitaciones que existen en comparación con los recursos que manejan instituciones de Europa o Estados Unidos.

“El número de patentes generadas en Chile es muy escaso. Lo importante es siempre hacer prototipos, aunque sean simples. La idea es probar y validar, y sobre eso ir mejorando”, acotó el investigador.

El grupo de estudiantes participantes lo integraron los alumnos Mijali Karapas, María Cristina Carmona, Felipe Ávila y Pablo Campos, quienes intervinieron en el proyecto, tanto en la parte del diseño conceptual, como en los aspectos técnicos y en el montaje de la unidad.

“No todos los alumnos tiene la oportunidad de crear un proyecto que se lleve a cabo y se patente. Pudimos hacer algo que está escrito, llevarlo al laboratorio y luego a la empresa”, enfatizó el alumno Mijali Karapas.

FUTURO
Las perspectivas de comercialización del producto son promisorias. Solo en Chile existen al menos 17 plantas de electrowinning de gran tamaño, con una cantidad estimada de 7.500 celdas, donde el sensor podría ser instalado.

Lo anterior constituye un mercado atractivo que abre oportunidades para perfeccionar y hacer mejoras contantes en el producto. A esto se suma que en el futuro las regulaciones ambientales serán más exigentes, escenario que abre puertas para avanzar en la innovación tecnológica y desarrollar nuevos productos que contribuyan a mejorar las condiciones de seguridad en estos procesos.

El impacto que el sensor tendrá en las empresas es positivo y variado. Mejorará las condiciones de higiene y seguridad de los trabajadores y extenderá la vida útil de los equipos en ambientes corrosivos.

Otros beneficios implican dotar a los supervisores de proceso de una herramienta que les permita controlar la neblina ácida, asegurar el cumplimiento de la normativa vigente y optimizar recursos como energía y reactivos. Todo lo anterior tendrá un impacto en la disminución de los costos de mantención y mejorará la producción de las plantas que lo utilicen.

7 comentarios

Lorenzo Urrutia Díaz

martes 15 de diciembre 2015 6:36 pm

Felicitaciones por este desarrollo.
Primero me presento: Soy Ingeniero Civil Químico titulado de UCN, con más de 40 años de experiencia en la minería del cobre., de los cuales 32 trabajé en Codelco.
Cómo puedo a acceder a mayores antecedentes sobre el desarrollo del instrumento.
Me interesa conocer en grandes términos su funcionamiento para poder conversar al respecto con algunos profesionales de Codelco y otras mineras.
Conozco en detalle el impacto que tiene el aerosol ácido en naves de EW. Este tema es clave para reducción de costos y protección de la salud.
Por supuesto que tengo interés es ver si puedo lograr motivarlos a la empresas a realizar algunas pruebas para la adquisición del desarrollo a la UCN y realizar asesorías en ese ámbito.

Atte.
Lorenzo Urrutia D.
Gerente General
LUD Consultora y Servicios de Ingeniería EIRL.
Mail: lurrutia@ludconsultora .cl / lurrutia@hotmail.cl

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Ignacio H. Muñoz

lunes 3 de octubre 2016 3:26 pm

Estimados.-
Vivo y trabajo en Antofagasta, como Efan creamos unas esferas que tiene una cubierta hidrofilica en su superficie, son como erizos, estos “erizos” logran atrapar una parte importante de la neblina ácida. La neblina ácida en la cubierta de la Efan se seca y queda un sulfato de cobre que se puede lavar despues de un tiempo instalada.
No se requieren equipos adicionales, las Efan reemplazan ( pero con eficiencia ) las bolitas plástica que al tener superficie Hidrofobica no atrapa neblina
Correo : 9988 33335 Mail : ignacio.munoz@efan.cl / alexis.zarate@efan.cl

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Jose Antunes

miércoles 4 de enero 2017 12:55 pm

Trabajamos con equipos y tecnologia para el control de neblina acida. Me gustaria de conocer este sistema de medicion y saber si ya es comercializado.

Saludos,

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Juan de Dios Vega Gonzalez

miércoles 23 de agosto 2017 9:36 am

Estimados Señores
Apreciaré conocer detalles de las mediciones a fin de ver aplicaciones para ver el tamaño de las partículas y concentración de estas.
En donde es posible ser recibidos a fin de realizar otras consultas

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pablo parra

domingo 11 de febrero 2018 6:25 am

estimados poseo un software que recoje datos de equipos y pueden ser seguidos por internet

si les interesa trabajar en conjunto me avisan

Saludos

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Jennifer Sánchez

viernes 6 de abril 2018 3:48 pm

Estimados muy interesante esta nueva tecnología. Me gustaría saber más sobre el sistema de medición que se realiza y como se lleva a cabo. Espero que posean algún medio por el cual contactarse con él el fin de realizar consultas.

Saludos

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Richard Gonzalez

lunes 5 de noviembre 2018 6:51 pm

Estimados es interesante me gustaria conocer más de esta tecnologia si ya la tienen en una aplicación comercial que se pueda trabajar bajo 3M, u otro proveedor?

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