La industria minera enfrenta hoy importantes desafíos globales debido a la menor ley del mineral, condiciones de extracción sin precedentes y crecientes problemas ambientales y de sostenibilidad. El grupo de minería digital de CMM desarrolla modelos matemáticos para comprender fenómenos complejos en este sector, proporcionando modelos y algoritmos de vanguardia para apoyar el diseño y la toma de decisiones operativas, y agregando valor a las tecnologías existentes. Colaboramos en este esfuerzo con actores clave de la industria minera chilena, así como con proveedores tecnológicos innovadores del sector.

Un aspecto central de nuestro trabajo es el desarrollo de modelos y algoritmos para simular, evaluar, pronosticar y controlar los riesgos de inestabilidad geomecánica y sismicidad peligrosa, inducidos por el proceso de minería por hundimiento de bloques, integrando el análisis automático de datos microsísmicos y diferentes tipos de mediciones de campo. Este es un tema crucial para garantizar la seguridad y la viabilidad económica, durante las próximas décadas, de operaciones subterráneas cada vez más grandes y profundas, como las minas El Teniente New Level y Chuquicamata Underground, recientemente inauguradas. Un segundo enfoque es el análisis matemático y la simulación de operaciones unitarias de procesamiento de minerales, como espesadores, dispositivos de filtrado y columnas de flotación, así como flujos de pulpas concentradas que se encuentran en depósitos de relaves y de contaminantes originados en procesos de extracción por solventes y lixiviación. Finalmente, nuestro trabajo también se centra en el desarrollo de herramientas matemáticas para geomática e imágenes satelitales, diseñadas para el monitoreo remoto de diferentes aspectos de la actividad minera, la seguridad de las operaciones y su impacto en el medio ambiente.

Estos avances se basan en ideas y herramientas matemáticas procedentes de problemas inversos, métodos de ecuaciones diferenciales parciales, algoritmos estocásticos, estadística, aprendizaje automático, técnicas de procesamiento de señales e imágenes y cálculo de variaciones.

Los proyectos actuales y futuros incluyen:

Algoritmos de tomografía sísmica pasiva, capaces de medir dinámicamente las variaciones de tensión locales en macizos rocosos heterogéneos en minas subterráneas en tiempo real y de forma no invasiva, utilizando grandes volúmenes de datos microsísmicos registrados en grandes minas subterráneas como El Teniente.

Algoritmos de simulación probabilística a gran escala de redes de fracturas aleatorias, para evaluar la estabilidad local de las excavaciones y predecir o prevenir fallas en bloques, taludes o túneles, basándose en datos de campo sobre discontinuidades en la roca.

Análisis numérico y algoritmos para sistemas acoplados de transporte y flujo, leyes de conservación con flujo discontinuo y ecuaciones de convección-difusión degeneradas, que surgen en los procesos mineros. El trabajo futuro también se centrará en modelos de salinidad, reacciones químicas e interacciones fluido-estructura.

Modelos mecánicos y métodos numéricos para la propagación de daños en macizos rocosos, para comprender la relación entre el daño en la roca y los patrones de sismicidad espacio-temporales, y para evaluar el efecto de la técnica de preacondicionamiento hidráulico ampliamente utilizada en grandes minas chilenas.

Optimización bajo incertidumbre del diseño geométrico de infraestructuras y fortificaciones mineras.

Predicción y modelización de deslizamientos de tierra y derrumbes de taludes en minas a cielo abierto mediante datos satelitales y de radar.

Investigación aplicada

Coordinadores