Aplicación y comparación de sistemas de control PL y Fuzzy en espesador piloto

Abstract

En Chile la escasez hídrica se ha ido agravando durante el transcurso de los años y la industria minera se ha visto en la obligación de adecuarse a la normativa, optimizando los recursos hídricos dispuestos en su operación. Dentro del procesamiento de minerales, la etapa de concentración del mineral valioso es la que emplea un mayor consumo hídrico, por ende, es crucial recuperar y recircular la mayor cantidad de agua posible en dicha etapa. Inmerso en el proceso convencional que efectúan las mineras se emplea una etapa de espesamiento, dispuesta posteriormente a la etapa de concentración, que tiene el propósito maximizar la recuperación de agua suministrada al proceso. Específicamente, los espesadores de relave son los equipos de mayor envergadura que se encargan de recuperar la mayor cantidad de agua. El espesamiento de relaves es un proceso continuo en donde constantemente se presentan perturbaciones y, frente a ellas, se deben tomar decisiones rápidas y concisas que permitan mantener en condiciones óptimas las recuperaciones de agua por medio de la manipulación de las variables de control. Dicho control de variables debe ser instantáneo, es decir, que se obtenga una reacción inmediata frente a las perturbaciones del sistema. Para este estudio se presenta la aplicación de un sistema de control PI y un sistema de control Fuzzy y la comparación entre ellas, las cuales tienen como objetivo controlar la densidad en el flujo de descarga. Las pruebas realizadas duraron aproximadamente 35 minutos, en donde se utilizó aproximadamente 35 [kg] de material particulado en cada prueba. Para poner a prueba cada controlador se varió 4 veces el valor objetivo deseado en la descarga, manteniendo constante las ganancias de los controladores. En el controlador PI se empleó una ganancia proporcional de valor 2 y una ganancia integrativa de valor 30. El controlador Fuzzy empleó una ganancia para el error de 3 y una ganancia para la derivada del error de 20. Para comparar los resultados de ambas pruebas se calculó la varianza producida en cada una. La varianza del controlador PI fue de 0.0097, en tanto para el controlador Fuzzy fue de 0.0034, solo un 35% de la varianza presentada en el controlador PI. Con esto se cuantifica la mayor eficacia del controlador Fuzzy frente a la toma correcta de decisiones. Las ganancias de los controladores fueron obtenidas a partir de simulaciones.