INNOVACI N EN MINER A: UN DESAF O SOCIAL PERMANENTE

1. INNOVACI�N EN MINER�A: UN DESAF�O SOCIAL PERMANENTE 1 Educaci�n e innovaci�n Caso Finlandia Innovaci�n?progreso Rol formador profesores Relaci�n historia y tecnolog�a Proyectos para estudiantesEducaci�n e innovaci�n Caso Finlandia Innovaci�n?progreso Rol formador profesores Relaci�n historia y tecnolog�a Proyectos para estudiantes

2. Temario �QU� ES INNOVACI�N? MINERALES EL HOMBRE Y LOS METALES LAS PRIMERAS INNOVACIONES DEL COBRE AL HIERRO INNOVACI�N, PROPIEDADES Y USOS METALES, MEDIO AMBIENTE Y SALUD INNOVACI�N Y EL CHILE DE HOY DESAF�OS PARA CHILE OPORTUNIDADES PARA LOS J�VENES 2

3. �Qu� es innovaci�n? CAMBIO DE PR�CTICAS, PROCESO O EQUIPO �APLICADO! � UNA �BUENA IDEA� NO SE CONSIDERA INNOVACI�N SI NO SE APLICA VALIDACI�N : CONCEPTOS SOCIALES DEL MOMENTO EVIDENCIA ARQUEOL�GICA ? SOCIEDAD CRITERIO INICIAL: OSTENTACI�N PRIMERO, USOS DESPU�S

4. 4 Composici�n de la corteza terrestre

5. Elementos predominantes: ubicaci�n en la Tabla Peri�dica 5

6. Origen de yacimientos de metales CORTEZA TERRESTRE FORMACI�N DE YACIMIENTOS: FUENTES TERMALES? GRIETAS EN SUPERFICIE TERMALES SUBMARINAS? PRECIP. S�LFUROS INTRUSI�N MAGMA? PORF�RICOS ALTERACI�N ATMOSF�RICA ? OXIDADOS TRES FAMILIAS: METALES NATIVOS MINERALES OXIDADOS MINERALES SULFURADOS 6

7. El hombre y los metales Uso de instrumentos disponibles ? mejor vida Palos, huesos, piedras, cuernos, etc. Metales: Factor contribuyente a la civilizaci�n Opiniones encontradas respecto a ser el motor de ella 7 Es probable que el cobre no se haya fundido; �temeperatura?Es probable que el cobre no se haya fundido; �temeperatura?

8. Culturas que usaron cobre (�10000 a�os AC?) 8

9. El hombre y los metales Uso de instrumentos disponibles ? mejor vida Palos, huesos, piedras, cuernos, etc. Metales: Factor contribuyente a la civilizaci�n Opiniones encontradas respecto a ser el motor de ella Metales �nativos�: f�cil Martillado �Fusi�n?.... Dudoso 9 Es probable que el cobre no se haya fundido; �temeperatura?Es probable que el cobre no se haya fundido; �temeperatura?

10. Culturas que usaron cobre nativo 10

11. El hombre y los metales Uso de instrumentos disponibles ? mejor vida Palos, huesos, piedras, cuernos, etc. Metales: Factor contribuyente a la civilizaci�n Opiniones encontradas respecto a ser el motor de ella Metales �nativos�: f�cil Martillado �Fusi�n?.... Dudoso Producci�n de metales a partir de: Carbonatos masivos Fusi�n reductora Sulfuros masivos Tostaci�n y fusi�n reductora Sulfuros y �xidos diseminados Siglo XX 11 Es probable que el cobre no se haya fundido; �temeperatura?Es probable que el cobre no se haya fundido; �temeperatura?

12. Culturas que usaron cobre nativo y cobre de fundici�n reductora 12 Desarrollo independiente Desarrollo independiente

13. �Gran Innovaci�n�: fundici�n de cobre Malaquita (carbonato de cobre) + carb�n de le�a (o Cuprita: Cu2O) Malaquita+calor? a) Cu2O + H2O + CO2 �xido + calor ? b) C + O2 ? CO/CO2 + reductor c) Cu2O + [C/CO/CO2] ? Cu (l) (1100 C) CLAVE: Reacci�n aire con carb�n 13

14. �Porqu� carbonatos? Malaquita CuCO3 * Cu(OH)2 Azurita 2CuCO3 * Cu(OH)2 Carbonatos �puros� ? pocos residuos s�lidos Crisocola CuSiO3 * 2H2O ? �s�lidos� flotantes Soluci�n: fundentes ? escorias s�lidas/l�quidas

15. Fundici�n de cobre: Egipto

16. Fundici�n de cobre: Colombia

17. Fundici�n y remoci�n de impurezas

18. �Gran Innovaci�n�: Esquema de horno REACCIONES: O2 + C CO/CO2 + CALOR CO + Cu2O Cu (l) + CO2 ESENCIAL: SOPLAR AIRE DENTRO DE LA MASA DE CARB�N ESTE CONCEPTO ES EL PRECURSOR DE HORNOS QUE SE USAN HASTA LA FECHA (ALTO HORNO DE FIERRO, CUBILOTE, etc.) 18 Desarrollo independiente en diversas partes del mundoDesarrollo independiente en diversas partes del mundo

19. Fundici�n y remoci�n de impurezas

20. L�nea del tiempo: cobre, bronce, hierro

21. Innovaciones y usos del cobre: cronolog�a aproximada 7000 AC Artefactos de cobre puro Turqu�a 5000 AC Reducci�n de carbonatos ? Cu Cercano oriente 3500 AC Sulfuro de cobre+aire+As ? Cu arsenical Molde dos piezas ? producci�n en masa 3000 aC Cobre+esta�o ? bronce Egipto M�s f�cil de fundir y moldear Mayor dureza 1000 aC Declive del bronce Cercano oriente Producci�n de hierro 21

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23. Un ejemplo de las innovaciones: Vasija griega de bronce (530 A.C.)Encontrada en la tumba celta de la �dama de VIX� Vix, C�te d�Or, Francia, 1953

24. Vasija de Vix Uso: vino Capacidad: 1000 lt Cuerpo y tapa martilladas (Bronce de 1mm espesor) Friso fundido (23 piezas) Manillas fundidas(2 piezas) Base fundida (1 pieza) Elementos de aleaci�n: Esta�o Plomo Composiciones homog�neas en cada tipo de parte Cobre de dos or�genes 24

25. Innovaci�n tecnol�gica: control metal�rgico vs aplicaci�n 10% Sn: m�xima concentraci�n de Sn reemplazando Cu en la estructura (fcc) Ver diagrama de fases10% Sn: m�xima concentraci�n de Sn reemplazando Cu en la estructura (fcc) Ver diagrama de fases

26. Metales, sociedad, medio ambiente y salud -1 Metales y sociedad Los metales fueron (y son) parte de un proceso de complejizaci�n social, no el motor causal de ella La organizaci�n social precede al uso de metales Los primeros objetos met�licos tuvieron una utilidad pr�ctica limitada: ostentaci�n m�s que uso 4000 aC: objetos utilitarios 3000 aC: grandes centros metal�rgicos Hagamos la pregunta hoy d�a: �Qu� viene primero? El desarrollo social de China e India o el usos de metales?Hagamos la pregunta hoy d�a: �Qu� viene primero? El desarrollo social de China e India o el usos de metales?

27. Metales, sociedad, medio ambiente y salud - 2 Metalurgia prehist�rica: medio ambiente y salud: Us� carb�n vegetal Invent� y us� tostaci�n (oxidaci�n de s�lfuros) ? ? Invent� el cobre arsenical ? ? Desarroll� el uso del plomo ? ?

28. Metales, sociedad, medio ambiente y salud - 3 Uso de carb�n vegetal: Chipre Miner�a de cobre: Edad del bronce ? Imperio Romano Roma entreg� explotaci�n al mejor postor Producci�n de cobre: aprox. 250.000 toneladas Escorias: 2 millones de toneladas (8 ton escoria/ton cobre) Aprox. 250.000 Km cuadrados de bosques (1 Km /ton Cu) �Un desastre ecol�gico!

29. Metales, sociedad, medio ambiente y salud - 4 Uso de carb�n vegetal: Chipre Miner�a de cobre: Edad del bronce ? Imperio Romano Roma entreg� explotaci�n al mejor postor Producci�n de cobre: aprox. 250.000 toneladas Escorias: 2 millones de toneladas (8 ton escoria/ton cobre) Aprox 250.000 Km cuadrados de bosques (1 Km /ton Cu) Ejemplo actual: miner�a del n�quel

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31. Metales, sociedad, medio ambiente y salud - 4 Uso de carb�n vegetal: Chipre Miner�a de cobre: Edad del bronce ? Imperio Romano Roma entreg� explotaci�n al mejor postor Producci�n de cobre: aprox. 250.000 toneladas Escorias: 2 millones de toneladas (8 ton escoria/ton cobre) Aprox 250.000 Km cuadrados de bosques (1 Km /ton Cu) Ejemplo actual: miner�a del n�quel Tostaci�n en pilas (1800s-1930) Emisi�n SO2 : 0,3 millones ton/a�o Cambio tecnol�gico: 1930 M�ximo de emisiones SO2 : 2,7 millones ton (1979) 4% mundo Da�o ecol�gico: 100 Km sin vegetaci�n 350 muy poca vegetaci�n 6000 da�o severo (aprox 45 Km radio)

32. Metales, sociedad, medio ambiente y salud - 5 Medio ambiente y salud Uso de carb�n vegetal: Chipre Tostaci�n (oxidaci�n de s�lfuros) ? SO2 ? muerte de plantas y lagos Cobre arsenical : Intoxicaci�n por As Pie negro; evidencia arqueol�gica de �cirug�a� Uso de plomo: Envenenamiento masivo en Roma; locura, esterilidad, defectos gen�ticos Miner�a y metalurgia por esclavos S. XX: Pb tetraetilo usado en forma masiva como aditivo antidetonante (Debate sobre uso comenz� en 1925�)

33. Pregunta: �Qu� es innovaci�n? CAMBIO DE PR�CTICAS, PROCESO O EQUIPO �APLICADO! � UNA �BUENA IDEA� NO SE CONSIDERA INNOVACI�N SI NO SE APLICA VALIDACI�N : CONCEPTOS SOCIALES DEL MOMENTO EVIDENCIA ARQUEOL�GICA ? SOCIEDAD CRITERIO INICIAL: OSTENTACI�N PRIMERO, USOS DESPU�S CRITERIOS HAN EVOLUCIONADO: OSTENTACI�N?USOS CRITERIOS �PR�CTICO-ECON�MICOS� MUY RECIENTE: SALUD Y SUSTENTABILIDAD CONCEPTOS SOCIALES

34. Pregunta: �Qu� es innovaci�n? CAMBIO DE PR�CTICAS, PROCESO O EQUIPO �APLICADO! � UNA �BUENA IDEA� NO SE CONSIDERA INNOVACI�N SI NO SE APLICA VALIDACI�N : CONCEPTOS SOCIALES DEL MOMENTO EVIDENCIA ARQUEOL�GICA ? SOCIEDAD CRITERIO INICIAL: OSTENTACI�N PRIMERO, USOS DESPU�S CRITERIOS HAN EVOLUCIONADO: OSTENTACI�N?USOS CRITERIOS �PR�CTICO-ECON�MICOS� MUY RECIENTE: SALUD Y SUSTENTABILIDAD CONCEPTOS SOCIALES LEGISLACI�N ? �RESPONSABILIDAD EMPRESARIAL�

35. �Qu� pasa en el Chile de hoy? Visi�n pa�s: la necesidad de innovar Condiciones pa�s Desaf�os en miner�a

36. Visi�n Pa�s (a) DESEO: DUPLICAR PIB EN 15 A�OS ? MEDIA DE LA COMUNIDAD EUROPEA AVANCE INCREMENTAL ? REZAGO �M�S DE LO MISMO� ? DESARROLLO EL 2040

37. Visi�n Pa�s: la necesidad de innovar DESEO: DUPLICAR PIB EN 15 A�OS M�S DE LO MISMO ? DESARROLLO EN EL 2040 AVANCE INCREMENTAL ? REZAGO DIRECCI�N: DIVERSIFICAR: SECTORES CON POTENCIAL DIFERENCIACI�N APROVECHAR VENTAJAS LATENTES M�S CONOCIMIENTO A PRODUCTOS ? SOCIEDAD DEL CONOCIMIENTO

38. Visi�n Pa�s: Sectores con potencial competitivo Eje vertical: tasa de crecimiento potencial Eje horizontal: dificultad para alcanzar meta Tama�o de pelota 2.500 a 4.000 millones en valor agregado Sectores incipientes con alto potencial crecimiento servicio globales Sectores maduros con potencial de clusterizaci�n: miner�a Sinergia entre sector financiero y servicios globales y log�stica y transporte Vitivinicultura en la frontera, cluster en pleno desarrollo, alto capital social, acceso a programas horizontales Capacidad de gesti�n del estado recursos escaso concentrarla en �rea de mayor impacto Eje vertical: tasa de crecimiento potencial Eje horizontal: dificultad para alcanzar meta Tama�o de pelota 2.500 a 4.000 millones en valor agregado Sectores incipientes con alto potencial crecimiento servicio globales Sectores maduros con potencial de clusterizaci�n: miner�a Sinergia entre sector financiero y servicios globales y log�stica y transporte Vitivinicultura en la frontera, cluster en pleno desarrollo, alto capital social, acceso a programas horizontales Capacidad de gesti�n del estado recursos escaso concentrarla en �rea de mayor impacto

39. COMPETITIVIDAD PA�S 28 MACRO ECONOM�A 14 INFRAESTRUCTURA 30 EFICIENCIA INSTITUCIONAL 37 MERCADO FINANCIERO 29 MERCADO DE BIENES 26 MERCADO LABORAL 17 FONDOS DE PENSIONES 60% del PIB Condiciones Pa�s: Factores Positivos a Nivel Mundial

40. SISTEMA EDUCACIONAL (a) B�SICO 105 SUPERIOR 50 INNOVACI�N (a) 56 INDICADOR GINI 15 TAMA�O DEL MERCADO 47 INVERSI�N EN I&D (b) 0,7% PIB Condiciones Pa�s: Factores Negativos a Nivel Mundial

41. Desaf�os en miner�a chilena

43. Limitaciones de energ�a La miner�a usa un tercio de la energ�a el�ctrica del pa�s 66% del cobre se produce en una regi�n en que el 60% de la energ�a se generaba en plantas t�rmicas a gas natural En el a�o 2012 hbr�n sido reemplazadas por plantas con GNL y carb�n Iniciativas nacionales por energ�as renovables

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48. Innovaci�n y sociedad Grandes temas Sustentabilidad: UN IMPERATIVO �Podemos innovar en Chile?

49. Innovaci�n y Sociedad: Grandes Temas PRODUCTIVIDAD: Hacer m�s con menos COMPETITIVIDAD: Posici�n de mercado DIVERSIFICACI�N SOFISTICACI�N DIFERENCIACI�N :SALUD, SEGURIDAD Y CALIDAD DE VIDA SUSTENTABILIDAD Visi�n de futuro

50. Sustentabilidad Hacer m�s con menos Beneficiar a la sociedad Dejar el ambiente mejor que como lo encontramos

51. Sustentabilidad Hacer mas con menos Beneficiar a la sociedad Dejar el ambiente mejor de lo que lo encontramos en consecuencia� Hay que cambiar nuestros criterios para la toma de decisiones

52. �C�mo innovar? Necesidad: una cultura inquisitiva que incentive la identificaci�n y remediaci�n de deficiencias Todos participan en el proceso: estudiantes y obreros, profesor y gerente � Agentes de cambio: un rol esencial de la docencia 52

53. �Qu� innovar? Primero: calidad de ejecuci�n Hacer mejor lo que ya hacemos: Identificar deficiencias M�todo: mejoramiento continuo Usemos la conversaci�n inquisitiva �Hagamos las preguntas aunque parezcan �lesas� �Busquemos la verdad sin mirar al jefe!

54. �Qu� innovar?Segundo: los grandes cambios Los grandes cambios son dif�ciles: S�lo el 25% de las plantas de demostraci�n llegan al �xito El 99% de las pruebas piloto fallan comercialmente La falacia del �progreso concursable� Peligros en las manos del �mercado� Financiamiento estatal Refuerzo institucional Codelco y privados: �Qu� queda para Chile? Esencial: perseverancia y continuidad de financiamiento 54

55. Nuestro Futuro: Transici�n hacia la Econom�a del Conocimiento: APRENDAMOS LO BUENO DE OTROS� �Qu� han hecho Corea del Sur, Finlandia, Australia? BREVEMENTE: Priorizar y reforzar lo siguiente: Educaci�n Primaria a Terciaria Institutos de Investigaci�n Cadena de Innovaci�n Financiamiento P�blico y Privado

56. Grandes quiebres tecnol�gicos FLOTACI�N 1901 MINER�A A RAJO ABIERTO 1907 CONVERTIDOR PEIRCE-SMITH 1909 BLOCK CAVING 1955 FUNDICI�N FLASH 1949 LIXIVIACI�N EN PILAS 1980 56

57. Grandes desaf�os tecnol�gicos Miner�a subterr�nea continua Biotecnolog�a Automatizaci�n de procesos Optimizaci�n de cadena de valor 57

58. Algunos grandes temas: �reas de especializaci�n EXPLORACI�N Y RESERVAS DESARROLLO GEOLOG�A BASE EXPLORACI�N A�REA Y SATELITAL ? DEP�SITOS CIEGOS GEOESTAD�STICA ? EVALUACI�N DE YACIMIENTOS DISE�O Y EXPLOTACI�N DE MINAS MEC�NICA DE ROCAS SIMULACI�N DE OPERACIONES ROBOTIZACI�N Y AUTOMATIZACI�N PRE-ACONDICIONAMIENTO DE ROCAS PROCESOS METAL�RGICOS DISE�O Y PLANIFICACI�N OPTIMIZACI�N DE PROCESOS Y COSTOS OPTIMIZACI�N USO DE AGUA Y ENERG�A

59. Algunos grandes temas: �reas de especializaci�n NUEVAS TECNOLOG�AS BIOMETALURGIA TRATAMIENTO DE EFLUENTES TECONOLOG�A DE PASTAS BIO-REACTORES PANTANOS ARTIFICIALES ROBOTIZACI�N Y COMUNICACIONES ? MANEJO A DISTANCIA SUSTENTABILIDAD, SALUD Y SEGURIDAD ECONOM�A DE DISE�O SUSTENTABLE BIOLOG�A APLICADA A LA FITO-REMEDIACI�N AN�LISIS DE CICLO DE VIDA HUELLA DEL CARBONO DISE�O ERGON�MICO MONITOREO CONTINUO DEL AMBIENTE DE TRABAJO 59