Fecha de recepción de iniciativas: 26 de marzo de 2025.
Codelco, líder global en la minería del cobre, busca una solución robótica, automatizada o de operación remota para reemplazar la apertura manual del paso de escoria en su fundición. El objetivo es eliminar la exposición directa de los trabajadores y minimizar los riesgos ocupacionales a largo plazo mediante la automatización o el control remoto del proceso de apertura del paso de escoria. La solución debe ser capaz de resistir el calor extremo y la radiación, así como de empujar y romper materiales endurecidos (arcilla y ladrillos refractarios) para despejar el paso.
Antecedentes
Codelco (Corporación Nacional del Cobre de Chile) es uno de los mayores productores de cobre del mundo y un referente global en sustentabilidad y seguridad minera. La compañía está comprometida con la adopción de enfoques innovadores para mejorar sus operaciones y la seguridad de sus trabajadores.
El convertidor Teniente (Fundición) de Codelco refina el cobre fundido eliminando impurezas y generando escoria como subproducto. Para mantener la eficiencia del sistema, la escoria debe ser removida cada 30 minutos a través de un paso de escoria. Actualmente, la apertura del paso se realiza manualmente, exponiendo a los trabajadores a temperaturas extremas (1200–1250°C), material fundido y radiación durante más de 4.000 horas anuales. Aunque se utiliza un brazo hidráulico para cerrar el paso, los trabajadores deben romper manualmente los tapones de arcilla endurecida y retirar los ladrillos refractarios flotantes (10” x 6” x 4”) que obstruyen el flujo. Este proceso se realiza con mazos y palancas, lo que lo hace lento, físicamente exigente y peligroso.
El paso de escoria se considera abierto cuando se logra un flujo continuo de escoria. Una vez abierto, la escoria se vierte en una olla de escoria, que se llena en aproximadamente 10 minutos antes de ser transportada por un camión CATE. Luego, el brazo hidráulico vuelve a sellar el paso, manteniéndose en posición durante 10–15 minutos. Si el sellado falla, se aplica arcilla adicional y el proceso se repite.
El proceso
El desafío
El proceso manual de apertura del paso de escoria presenta riesgos significativos para la seguridad y genera ineficiencias operacionales. Los trabajadores están expuestos al contacto directo con escoria fundida y temperaturas extremas, lo que aumenta los riesgos de salud a largo plazo. Además, la acumulación de arcilla endurecida y ladrillos refractarios requiere un esfuerzo físico intenso para su remoción, lo que provoca retrasos e inconsistencias en el proceso.
Codelco busca una solución automatizada, robótica o de operación remota que pueda reemplazar la intervención manual, resistir altas temperaturas y radiación, y garantizar una apertura segura y eficiente del paso de escoria en el convertidor Teniente.
¿Qué buscamos?
La solución propuesta debe cumplir con el objetivo de eliminar la exposición manual de los trabajadores al material fundido, al calor extremo y a los riesgos de radiación. Para ello, debe:
- Romper la arcilla endurecida y los ladrillos refractarios flotantes (10” x 6” x 4”) utilizando funciones de empuje y/o corte.
- Completar la apertura del paso de escoria en aproximadamente 10 minutos para mantener la eficiencia operativa.
- Estar diseñada para una fácil instalación y adaptación al sistema existente.
- Operar de forma remota o autónoma, minimizando la intervención humana directa.
- Resistir temperaturas extremas (1200–1250°C) y radiación, asegurando un funcionamiento continuo en el entorno del convertidor.
- Integrarse con los sistemas hidráulicos existentes o ser capaz de operar de manera independiente.
- Ser fácil de mantener, garantizando confiabilidad a largo plazo en las operaciones de fundición.
- Apoyar los objetivos de sustentabilidad de Codelco, minimizando su impacto ambiental.
Enfoques posibles:
La solución tecnológica potencial podría incluir uno o más de los siguientes enfoques (pero no está limitada a ellos):
- Brazos robóticos autónomos o de control remoto con actuadores hidráulicos o neumáticos.
- Manipuladores industriales de alta resistencia, capaces de soportar exposición prolongada a la radiación y salpicaduras de material fundido.
- Sistemas robóticos con herramientas intercambiables, como cinceles de impacto o cabezales de percusión para romper ladrillos refractarios.
- Soluciones robóticas con protección térmica, diseñadas para operar directamente en temperaturas extremas.
- Mecanismos de perforación rotativa de alto torque o martillos de impacto.
- Tecnologías de perforación asistida por vibración o ultrasonido para mejorar la eficiencia en la remoción de material.
- Aleaciones resistentes al calor (por ejemplo, carburo de tungsteno, cerámicas, etc.) para las piezas móviles.
- Sistemas de cámaras y sensores resistentes a la radiación, para monitoreo en tiempo real del proceso.
- Sistemas automatizados de ajuste de fuerza, que regulen la potencia del impacto según la dureza del material.
Enfoques descartados:
Los siguientes enfoques NO están dentro del alcance de este proyecto:
- Soluciones que requieran intervención directa de los trabajadores en áreas peligrosas.
- Tecnologías no adecuadas para condiciones de fundición a altas temperaturas.
- Tecnologías en etapas tempranas de desarrollo, que no estén listas para implementación industrial.
Tipos de colaboración preferidos:
Codelco está interesado en los siguientes modelos de colaboración:
- Desarrollo conjunto (Joint Development).
- Colaboración en investigación (Research Collaboration).
- Acuerdo de suministro (Supply Agreement).
- Adquisición de tecnología (Technology Acquisition).
- Licenciamiento de tecnología (Technology Licensing).
Elementos a presentar:
