La caracterización y monitoreo de pilas de lixiviación constituye una necesidad crítica en operaciones mineras, donde el control preciso de variables hidrotérmicas incide directamente en la eficiencia metalúrgica y la estabilidad operacional. Consciente de esta demanda, GEO-X implementó un sistema avanzado de monitoreo en tiempo real y caracterización geoeléctrica 4D en una pila de lixiviación perteneciente a la minera Pucobre, integrando soluciones de instrumentación sensórica con métodos de tomografía eléctrica, lo que permitió optimizar los procesos de riego y controlar fenómenos asociados a la heterogeneidad interna del material.
Entre los principales desafíos se encontraba la necesidad de identificar la formación de flujos preferenciales, zonas de material seco y sectores con limitada eficiencia de percolación. A ello se sumaba el requerimiento de obtener información continua sobre variables clave como temperatura, pH y contenido volumétrico de humedad, parámetros fundamentales para modelar el comportamiento físico-químico del material lixiviado.
La solución implementada por GEO-X consistió en la instalación de una red de sensores multiparamétricos de temperatura, pH y humedad, distribuidos espacialmente en la pila e interconectados mediante un sistema de comunicación inalámbrica LoRaWAN. Los datos obtenidos eran transmitidos a una plataforma de procesamiento y visualización en tiempo real, permitiendo el seguimiento detallado de la evolución interna de la pila y la generación de alertas operacionales basadas en valores críticos definidos.
Figura 1. Esquema de la solución de sensorización
El monitoreo de temperatura reveló oscilaciones diarias marcadas, con máximos asociados al calentamiento solar durante el día y mínimos en las horas nocturnas. Esta variabilidad térmica fue clave para identificar las zonas de mayor exposición y la respuesta térmica del material a los cambios ambientales. En profundidad, la amplitud de estas oscilaciones se atenuaba, indicando un amortiguamiento térmico natural del material, fenómeno que permitió inferir la eficiencia del aislamiento interno de la pila.
Figura 2. Oscilación de la temperatura interna de la pila asociada a cambios ambientales.
En cuanto al contenido de humedad, los sensores mostraron gradientes significativos a lo largo del tiempo. Tras el inicio de los ciclos de riego, se detectó un aumento progresivo del contenido de humedad en los primeros 0,5 metros en aproximadamente 4 horas, evidenciando una dinámica de infiltración activa. A mayor profundidad, los cambios de humedad fueron más lentos pero sostenidos, reflejando una propagación de la solución lixiviante en función de la permeabilidad del material. Estos resultados permitieron correlacionar la velocidad de infiltración y retención de agua con las características físicas locales, lo que fue fundamental para optimizar los patrones de riego.
Figura 3. Gráfica utilizada para la estimación del gradiente de humedad en las pilas
Durante el monitoreo en tiempo real de la pila de lixiviación, se observó el comportamiento del contenido de humedad ante diversas condiciones operativas, especialmente frente a variaciones en la tasa de riego. Los datos registrados indicaron que, al reducir la tasa de riego mediante el cierre parcial de válvulas (hasta un 75%), no se evidenció un cambio significativo en el valor promedio de humedad en los puntos de control. Esta estabilidad sugiere que el sistema posee una capacidad de retención de humedad que amortigua las variaciones moderadas en el suministro de solución.
Adicionalmente, se identificaron menores oscilaciones en los rangos de humedad durante los períodos con tasa de riego reducida, lo cual puede atribuirse a una menor dinámica de infiltración y redistribución del fluido en el interior de la pila. Este comportamiento es clave para la toma de decisiones operacionales, ya que permite optimizar el uso de agua sin comprometer la eficiencia del proceso de lixiviación, siempre que los niveles de humedad se mantengan dentro de rangos críticos previamente establecidos.
Figura 4. Comportamiento de las variables monitoreadas a distintas tasas de riego.
Complementariamente, los datos sensóricos fueron cruzados con las campañas de Tomografía de Resistividad Eléctrica (ERT) realizadas antes y después de los eventos de riego. Las disminuciones en resistividad observadas en los modelos 2D y 3D de ERT correspondieron espacialmente con los aumentos de humedad detectados por los sensores, validando empíricamente la relación inversa entre contenido de humedad y resistividad eléctrica del material. Esta correlación permitió construir modelos predictivos de distribución de humedad basados en datos geoeléctricos, potenciando el monitoreo indirecto de zonas inaccesibles.
Figura 5. Comparación del mismo perfil de resistividad eléctrica antes y después de iniciar el riego.
La integración de ambos sistemas —sensores en tiempo real y caracterización geoeléctrica 4D— proporcionó a Pucobre una herramienta robusta para la gestión operativa de la pila de lixiviación. Se logró no solo detectar zonas de saturación y flujos preferenciales de manera temprana, sino también inspeccionar indirectamente la integridad de las capas impermeabilizantes y optimizar el uso de recursos hídricos mediante un control más preciso del riego.
Figura 6. Modelo 3D de resistividad eléctrica al interior de la pila
Este caso de estudio evidencia la eficacia de las soluciones de monitoreo inteligente desarrolladas por GEO-X, donde la combinación de datos sensóricos y tecnologías geofísicas permite transformar el conocimiento del subsuelo en un activo estratégico para la operación minera. En GEO-X continuamos innovando para ofrecer a nuestros clientes herramientas que fortalezcan su competitividad y sostenibilidad en el sector.
