Investigadores proponen un sistema de control predictivo con almacenamiento solar que podría reducir hasta en un 50% los costos operativos del bombeo en zonas áridas.
Frente al sostenido aumento en el uso de agua de mar en minería y los altos costos energéticos que ello implica, investigadores del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Concepción presentaron un modelo de gestión energética en tiempo real que promete revolucionar la eficiencia del bombeo en zonas áridas del norte de Chile.
El modelo integra control predictivo económico (EMPC), generación solar fotovoltaica y sistemas de almacenamiento con baterías, y fue probado en un sistema de bombeo real asociado a una planta de ósmosis inversa. La solución permitió una reducción cercana al 50% en los costos de operación y un 75% en los cargos por tarifas dinámicas de energía, sin comprometer el suministro hídrico.
“El bombeo de agua de mar puede representar hasta un 20% del consumo eléctrico total de una planta concentradora”, explicó Daniel Sbarbaro, investigador de SERC Chile y autor del estudio publicado en IEEE Transactions on Industry Applications.
“Dado este nivel de incidencia, el sector minero está cada vez más interesado en soluciones que reduzcan el impacto económico y ambiental del transporte de agua”, agregó.
La metodología combina modelos SARIMA para prever tarifas eléctricas volátiles y se implementa como una programación lineal entera mixta (MILP), resuelta con herramientas estándar en Python. El sistema puede ser integrado a los SCADA existentes en las faenas, sin necesidad de grandes inversiones en infraestructura.
Uno de los principales aportes del estudio fue demostrar el impacto del uso de un reservorio intermedio para realizar load shifting, lo que por sí solo redujo un 29% de los costos. La incorporación de baterías y paneles solares permitió disminuir significativamente los cargos por demanda máxima.
“El modelo propuesto es operativo, escalable y económicamente viable. La futura investigación puede enfocarse en el dimensionamiento óptimo de los componentes y en la optimización global de múltiples estaciones de bombeo”, detalló Sbarbaro.
Según cifras de Cochilco, se espera que el uso de agua de mar en minería aumente en un 167% entre 2021 y 2032, lo que hace urgente la adopción de tecnologías que acompañen este cambio estructural de forma sostenible.
