El profesor titular del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental de la Universidad Federico Santa María, Dr. Juan Yianatos, está familiarizado desde la década de los 80 con la tecnología de trazadores. Iniciando la colaboración junto al profesor Gerardo Riquelme, desde la primera aplicación industrial de esta tecnología, junto al equipo de la Comisión Chilena de Energía Nuclear, liderado por Nélida Heresi, y que continúa hasta el día de hoy, con el equipo humano que heredó esta técnica: Trazado Nuclear e Ingeniería.
Si bien su área de especialidad es la academia, ha participado y podido ver de primera fuente cómo el uso de trazadores se aplica en la industria y la información estratégica que es capaz de aportar a las distintas compañías. Señala, por ejemplo, que “entrega información valiosísima para la empresa, como es conocer internamente su operación”.
Y de la misma manera, asegura que se trata de un método reconocido a nivel mundial, pues en ningún otro país se aplica a la industria esta tecnología.
-¿Cuál es la importancia que ves en la tecnología de los trazadores en los procesos mineros, industriales o de medio ambiente?
De partida, en el área dónde puedo opinar más directamente, que es el área de procesamiento de minerales, es una tecnología que marcó un antes y un después en cuanto a que permite tener una visión de altísima precisión de sistemas reales, independiente de la magnitud y tamaño, y a nivel de las tres fases, cuando hablamos de caracterización de líquidos, sólidos, sólidos en clases de tamaño y gas. Esta tecnología, que se aplicó por primera vez en Chile en el año 1981, año en que realizamos la campaña en la Minera Disputada de las Condes -en esa época con la Comisión Chilena de Energía Nuclear-, posteriormente la retomamos hacia fines de los 80, comienzo de los 90, y se convirtió en una tecnología que comenzó a adquirir cada vez más madurez. Se fue perfeccionando, afinando, en aplicaciones a columnas, posteriormente a celdas mecánicas de gran tamaño, y actualmente a diverso tipo de equipamiento, sobre todo de gran magnitud.
-¿Por qué dice un antes y un después?
Digo un antes y un después, porque el desarrollo y aplicación de esta tecnología ha sido reconocido a nivel mundial, ya que ningún otro país del mundo hasta hoy ha tenido la capacidad y la posibilidad, con todo lo que involucra esto, de aplicarla en plantas industriales directamente. En mi conocimiento, existen dos casos de aplicación a escala de laboratorio, y en ambos casos -Sudáfrica y Brasil- se instaló el equipo de flotación en las instituciones asociadas a la energía nuclear. La preparación del material radioactivo en centrales nucleares, el transportar los trazadores a una instalación industrial para hacer este tipo de mediciones, es algo único en el mundo.
-¿Qué tan especializado se debe ser para manejar esta tecnología?
Esta tecnología requiere de equipamiento especial y sobre todo un conocimiento y especialización muy alta del personal, con el respaldo de una amplia gama de certificaciones para el uso de material radioactivo. Cada vez que se realiza este tipo de proyectos, se requieren permisos no solo desde el punto de vista de la generación del trazador en las centrales nucleares -normalmente se hace en el Centro Nuclear de La Reina- sino también permisos para el transporte, almacenamiento y manipulación del material radioactivo. Sabemos que el tema de seguridad es fundamental y es cada vez más complejo para el ingreso a las plantas.
-¿Contempla algún riesgo este tipo de operación?
Cuando incorporamos la palabra trazado radioactivo, eso genera una condición de temor en las personas del entorno. Sin embargo, la operación con trazadores radioactivos cumple con todas las normas más estrictas de seguridad y ambientales, y se trabaja con personal altamente calificado, minimizando el riesgo, lo que ha permitido operar por más de 30 años sin incidentes. Estas características hacen que la tecnología sea motivo de orgullo para quienes la desarrollaron, y tienen la capacidad y experiencia para su aplicación. Por esta razón son destacados y reconocidos a nivel nacional, pues es la única parte en que se aplica, especialmente en el área de procesos industriales, y en particular en la minería. Sin embargo, las aplicaciones son más amplias, e incluyen la petroquímica, el tratamiento de aguas, caracterización de aguas subterráneas, ríos, filtraciones y otras, que son también muy importantes y relevantes para el desarrollo sostenible del país.
-¿Esto se reconoce a nivel mundial?
Efectivamente, somos reconocidos a nivel mundial, y esto lo destaco, porque personalmente he tenido la oportunidad de participar en numerosas presentaciones, seminarios y congresos en diferentes partes del mundo, y a nosotros -me sumo al carro, nos reconocen porque hemos tenido la oportunidad de haber colaborado con la Comisión de Energía Nuclear y ahora con Trazado Nuclear- en el desarrollo y aplicación de esta tecnología, desde sus inicios, utilizando la información generada para el desarrollo de investigación en el área de hidrodinámica y cinética de procesos.
-¿Cómo ha sido tu experiencia trabajando con Francisco Díaz, el gerente general de Trazado Nuclear?
Excelente. Comenzamos haciendo mediciones con cintas de papel, en que se iban marcando los números, hasta la tecnología que se maneja actualmente de primera línea, en términos de sensores mutiplexados para hacer simultáneamente mediciones en muchos puntos con mayor precisión, con despliegue automático de múltiples sensores en pantalla, y registro de datos. Esto diría que ha sido producto de una extensa y fructífera colaboración en el tiempo, que nos ha permitido superar exitosamente los nuevos desafíos de la industria, y concursar exitosamente en proyectos de investigación y desarrollo con el respaldo de CONICYT y ANID.
-¿Cómo es trabajar con el equipo de Trazado Nuclear?
Como equipo de trabajo, son un siete. Desde que estaban en la Comisión de Energía Nuclear, siempre fue una relación virtuosa, por ejemplo, cuando el desafío fue medir la fase gas, nunca se pensó en la opción de decir «eso no se puede». No, todo se puede y hay que solucionar el problema planteado. El primer trazador radioactivo gaseoso (Kriptón 85), fue importado desde Estados Unidos, después de casi 18 meses de gestión. Luego, el equipo de expertos en trazadores desarrolló la capacidad, y hoy Trazado Nuclear tiene el conocimiento para producirlos nuevamente en el país o hacer la gestión de importación.
-¿Cómo es la relación que existe con CONICYT, hoy ANID?
El apoyo de las instituciones nacionales CONICYT, hoy ANID, ha sido fundamental para el desarrollo de los proyectos y el avance de la investigación, pues nos ha permitido tanto a nosotros, Universidad Técnica Federico Santa María, como a Trazado Nuclear, desarrollar investigación de alto nivel, con reconocimiento y prestigio internacional para el país, así como la preparación de nuevas generaciones de profesionales e investigadores, y la renovación del equipamiento para mantenernos vigentes y seguir contribuyendo al desarrollo de la sociedad. Actualmente, la Universidad Técnica Federico Santa María y Trazado Nuclear, colaboran en el marco del proyecto Fondecyt 1201335, “Development of a new methodology to improve the scale-up and design of industrial flotation circuits” (periodo 2020-2023).
-¿Qué le parecen las medidas de seguridad?
Como se comentó anteriormente, este trabajo se hace bajo estrictas normas y protocolos, para evitar riesgos a personas y equipamientos. Todos los ambientes están controlados, y monitoreados con detectores de radiación. Nosotros hemos participado en numerosas campañas, en distintas plantas, y jamás hemos tenido inconvenientes o incidentes en materia de seguridad. Uno puede trabajar muy tranquilo. Si bien para el resto de la gente esto parece peligroso, uno entiende lo que hace y todos hemos sido capacitados, en los procedimientos y las normas de seguridad respectivas.
-¿Cuál es la utilidad que ves al trabajo que hace Trazado Nuclear?
Es un tipo de medición única. La información que se puede adquirir es de mayor calidad y precisión, y en muchos casos imposible de obtener por otro tipo de metodologías. Sobre todo, cuando se utilizan flujos de las magnitudes que se manejan en la industria de procesos, por ejemplo, 2000-5000 m3/h, para obtener la distribución de tiempos de residencia, que es esencialmente lo que hacemos en el caso de los procesos, para identificar malas distribuciones de flujo entre líneas, o para caracterizar equipos, especialmente nuevos, basta una cantidad de trazador que se concentra en una cápsula de 50 a 100 mL de volumen máximo, para cualquier tipo líquido, sólido o gas. Estas cantidades de trazador, comparadas con los flujos en que se alimentan, de miles de metros cúbicos por hora, ingresan casi como un impulso perfecto. Además, la entrada de alimentación también se mide, por lo que si hay carga circulante también se observa en línea y se puede modelar. Esto es prácticamente imposible de lograr con muestreos manuales. Las corrientes de gran magnitud no se pueden muestrear completamente, salvo en forma parcial (muestras discretas) y en intervalos discretos de tiempo. En cambio, mediante las señales de radiación se tiene un sistema de medición en línea, continuo y que no es invasivo, tanto para conocer lo que está entrando como lo que está saliendo del sistema (respuesta dinámica), o lo que está ocurriendo en 10, 15 o 20 puntos del circuito, simultáneamente.
De esta forma, la tecnología que aplica Trazado Nuclear es muy superior y más efectiva, por ejemplo, comparada con cortar muestras para análisis fuera de línea, que requieren grandes cantidades de trazadores convencionales (que perturban el sistema), son muestras parciales y discretas en volumen y tiempo, e introducen mayores errores asociados al muestreo y manipulación de muestras.
-El trabajo que hace Trazado Nuclear, ¿qué tipo de información puede entregar a la industria?
Entrega información muy valiosa para la empresa, sobre parámetros internos de su operación que no se miden normalmente en forma directa. Es muy importante conocer, por ejemplo, los tiempos reales de residencia de las fases líquido, sólido y gas, y sólidos por clase de tamaño. Esto permite mejorar el diseño y arreglo de equipos y circuitos, la modelación hidrodinámica y cinética de los procesos, y finalmente las estrategias de control y mejoramiento de la operación. Además, permite detectar fallas, como la mala distribución de sólidos en las distintas partes del circuito, mala operación de válvulas de descarga de equipos, y otras. Una gran cantidad de mediciones han permitido detectar deficiencias de diseño y operación.
También permite la caracterización de equipos, al estudiar la mecánica de fluidos o régimen de flujo de las distintas fases, en las zonas de pulpa y espuma, en celdas mecánicas, columnas neumáticas, o nuevos equipos.
Con todo esto, podemos modelar en base a datos reales, no estamos teorizando con la materia. El análisis de la colección y el transporte del mineral está basado en el conocimiento directo de la planta (datos industriales), no se escala del laboratorio. Especialmente, relativo a la medición de los tiempos por la importancia de su distribución, porque los procesos metalúrgicos responden cinéticamente en base al tiempo real. También hemos implementado una serie de variantes y mediciones internas en los equipos, por ejemplo, poner sensores en el manto de una celda de flotación industrial, y hacer una tomografía para evaluar y modelar las corrientes de circulación por el tubo central de una celda auto-aspirante, o los tiempos de transporte de espuma del líquido y de los minerales flotables y no flotables, entre otros. Lo anterior contribuye a entender mejor los procesos y a mejorar el diseño y la operación de los equipos industriales.
No hay límite a la imaginación para seguir siendo creativos y continuar utilizando el gran potencial de la tecnología en nuevas aplicaciones industriales. La contribución es realmente importante y he tenido la oportunidad de recibir comentarios muy positivos y reconocimientos de colegas de todas partes del mundo, y ellos saben que tenemos este nicho de información distintiva y de gran calidad, y que existe porque se ha desarrollado y validado industrialmente la tecnología a través de muchos años de trabajo riguroso, colaborativo y sin limitaciones para abordar los nuevos desafíos, y quien ha liderado el desarrollo de las mediciones con trazado radioactivo en la industria es Francisco Díaz, ahora con Trazado Nuclear