Thesis:

Desarrollo y evaluación de un sistema de control predictivo para la regulación del grado de saturación en columnas de lixiviación

Dentro del contexto de la hidrometalurgia para la obtención de cobre existen desafíos asociados a mejorar la recuperación en la etapa de lixiviación, como consecuencia de la disminución en la disponibilidad de óxidos y sulfuros secundarios. Además, se proyecta para el 2030 el uso de agua de mar en procesos industriales referentes a la minería en general, lo que plantea un desafío adicional asociado al uso eficiente del recurso hídrico. Este trabajo de investigación aporta resolver estos desafíos presentando un control predictivo no lineal (NMPC) basado en el modelo fenomenológico de Richards para lixiviación en pilas con un sistema a lazo cerrado, junto con un sensor de humedad basado en tomografía eléctrica vertical, que entregue información acerca de la evolución temporal de la dispersión axial del grado de saturación dentro de una columna de lixiviación, además de los cambios requeridos para integrar ambos sistemas, junto con los potenciales problemas y desafíos asociados a la hora de la puesta a punto de una columna de lixiviación sensorizada con un sistema a lazo cerrado de control basado en el NMPC propuesto. El NMPC es validado en simulación, compuesto por dos etapas secuenciales: identificación y optimización. En la etapa de identificación se utilizan mediciones del proceso para actualizar el modelo, mientras que en la etapa de optimización se resuelve la trayectoria óptima para lograr la homogeneidad deseada en la humedad de la columna. Ambos módulos son calculados computacionalmente bajo los 10 segundos, utilizando mediciones de grado de saturación y efluente, en donde la inclusión de mediciones de humedad mitiga la incerteza estructural asociada a la diferenciación de la curva de van Genutchten con métodos basados en gradientes, que provocaba la sobreestimación de caudal de entrada y un overshoot en el grado de saturación en el caso de no considerar las mediciones de humedad. Se construye y calibra un sensor TEV con once electrodos y protocolo automático de conmutación de mediciones, con un error promedio del 16%. Se efectúan cambios en el sistema, integrando(...).