Artículo elaborado a partir del estudio “Rotopalas en Chile, conceptos y catastro”, Área Inteligencia de Mercados, Grupo Editorial Editec.

Si bien el uso principal de la excavadora de ruedas de cangilones o Bucket Wheel Excavator (BWE por su sigla en inglés), mejor conocida como rotopala, es remover grandes cantidades de material estéril, en Chile este equipo tiene una utilización atípica: dado que la geomecánica de los yacimientos en el país comprende una roca competente o de alta calidad, esta máquina suele emplearse en la remoción de arcillas, lignito, ganga y material del proceso de lixiviación.

En el mundo, es en las minas de carbón donde esta máquina ha alcanzado su máximo desarrollo y utilidad, gracias a que es capaz de trabajar de forma continua alimentando material a gran escala a las plantas generadoras de energía eléctrica.

En los yacimientos que no son de carbón, la rotopala se usa para la extracción continua de la sobrecarga o recubrimientos de estéril en minería a cielo abierto. También, en el proceso de lixiviación en pilas, particularmente en las dinámicas, donde es necesario remover el material ya lixiviado o ripio. Asimismo, este equipo es utilizado en obras civiles o públicas, cuando son requeridos grandes movimientos de tierra en construcciones lineales, tales como canales y autopistas.

“En el mundo, es en las minas de carbón donde esta máquina ha alcanzado su máximo desarrollo y utilidad, gracias a que es capaz de trabajar de forma continua alimentando material a gran escala”

El tamaño de la rotopala dependerá de la planificación y producción del proyecto minero. A diferencia de las excavadoras convencionales, la BWE usa una gran rueda que mantiene un patrón continuo de capachos, los cuales cumplen la función de recoger el material mientras la rueda gira. Su objetivo es recuperar el material formando taludes o bancos, para luego ser trasladado a través de una cinta transportadora al acopio, botadero o planta.

El funcionamiento del equipo se basa en el uso de discos de corte para despojar una sección de la tierra, cuyo tamaño dependerá de la envergadura de la excavadora. Por medio de la elevación, el material extraído puede incluir un volumen por encima y por debajo del nivel de la máquina (bajo nivel de oruga). Este material pasa por una correa transportadora hasta el brazo que la descarga, en donde se transfiere la roca extraída a otro equipo (cinta puente), el cual finalmente traspasa a un apilador.

La rotopala es capaz de funcionar 24 horas al día, dividiéndose en distintos puntos de trabajo (arranque y carga del material; transporte del mineral). Para que la máquina funcione según lo requiera el cliente, hay que considerar las siguientes variables: el número de cangilones o capachos, que puede fluctuar entre 8 y 16, así como el diámetro de la rueda, que varía de acuerdo al diseño del equipo (1,80 a 18 metros). Otro factor importante es el frente de trabajo o la altura en donde se empleará.

La fuente de energía básica de la rotopala es eléctrica, y los accionamientos secundarios son hidráulicos.

Nueve excavadoras

En Chile, la primera rotopala en instalarse fue en El Abra, donde estuvo operativa por 15 años desde 1996. Desarrollada por la empresa Takraf, fue utilizada en la remoción del material lixiviado de las pilas dinámicas, las cuales fueron reemplazadas en 2012 por pilas permanentes, con el inicio del proyecto Sulfolix.

Actualmente existen nueve excavadoras de cangilones en el país, que se caracterizan por ser máquinas compactas, aunque de diferentes dimensiones y capacidades.

División Radomiro Tomic

En la División Radomiro Tomic (RT), de Codelco, estuvo en operación durante los últimos diez años una rotopala Takraf modelo HR 7100, que a mediados de 2018 fue trasladada a la División Gabriela Mistral. En su reemplazo se puso en marcha la mayor rotopala de Sudamérica, fabricada por la empresa alemana FAM, y en cuyo armado y desarrollo de ingeniería trabajaron 120 personas.

Esta nueva rotopala, modelo SR800P9, posee una capacidad máxima de 14.500 toneladas de ripio por hora, 4.000 toneladas más que su predecesora. Se puede mover a una velocidad de 15 metros por minuto (sin remover material).

División Gabriela Mistral

El traslado de la anterior rotopala que operaba en RT hasta la División Gabriela Mistral (DGM) estuvo a cargo de la empresa Schwager Services, con la asesoría de Tenova-Takraf. El proceso, que incluyó el desarme del equipo de 700 ton, demoró siete meses en total e involucró la fabricación de una serie de componentes estructurales. Por ejemplo, para desarticular la pluma, hubo que construir unas torres o atriles para sostener esta estructura durante el proceso de desarme.

Para el traslado de las piezas se realizaron 14 viajes en camiones del tipo ramplas y camas bajas, en un trayecto de 230 km.

Un proceso exhaustivo de overhaul permitirá integrar la rotopala HR 7100 a la faena, para que trabaje en óptimas condiciones. En DGM será utilizada en el proyecto de repotenciamiento de remoción de ripios.

Operaciones de Antofagasta Minerals

Tres faenas del grupo Antofagasta Minerlas cuentan con rotopalas en sus operaciones.

En Minera Antucoya desde 2015 está en uso el equipo RC001, desarrollado por la empresa Tenova-Takraf, cuya capacidad máxima es de 9.138 ton/h.

En Minera Centinela utilizan la rotopala frontal SR280.1R, de la empresa FAM, para la remoción de ripios. Su capacidad máxima es de 2.030 ton/h.

En Minera Zaldívar –donde Antofagasta Minerals comparte propiedad con Barrick Gold, estando a cargo de su operación– este año la rotopala SR381R, de FAM, fue reemplazada por un equipo más moderno, modelo SR300P3, de la misma marca que su antecesora. Se trata de una máquina compacta, con una capacidad máxima de 4.500 ton/h, que incorpora innovaciones como un sistema de GPS y sensores de distancia que permiten evaluar las condiciones de la pila de lixiviación.

Minera Spence

Esta faena de BHP tiene en operación dos rotopalas de la alemana FAM: la 41-RC-001 y la 41-RC-002, ambas del tipo compacta. La primera, que inició su puesta en marcha en 2007, tiene una capacidad máxima de 4.290 ton/h. Mientras la segunda, con una capacidad de hasta 5.000 ton/h, empezó a trabajar en 2014.

Mina Mantoverde

Desde 2004 la rotopala SR300R2 está operando en Mantoverde, de Mantos Copper. Es un equipo compacto, también fabricado por FAM. Tiene una capacidad máxima de 2.200 ton/h y un rendimiento promedio de 1.600 ton/h.

Planta de Pellet CMP

En la planta de hierro perteneciente a Compañía Minera del Pacífico (CMP), la rotopala que aún se encuentra operativa es la WL-50, fabricada por la empresa estadounidense Barber Greene. Adquirida en la década de 1990, no es una máquina de gran envergadura. Es empleada en actividades de carguío a puerto.

Mercado de las rotopalas

De acuerdo al estudio “Rotopalas en Chile, conceptos y catastro”, existen más de 30 empresas vinculadas al mercado de las rotopalas en el mundo, incluyendo fabricantes directos de este tipo de maquinaria, proveedores de componentes y firmas de ingeniería y mantención.

Se da también que los fabricantes de estas excavadoras además realizan proyectos de renovación y mantenimiento, lo que va asociado a la producción de una amplia variedad de piezas y componentes.

Hoy las principales empresas manufactureras de estos equipos son FAM, Thyssenkrupp y Tenova-Takraf. Esta última destaca por haber desarrollado la máquina terrestre de mayor envergadura a nivel mundial, la Bagger 293, que pesa 14.200 toneladas métricas y es capaz de mover 240.000 m3 de sobrecarga por día.

“A diferencia de las excavadoras convencionales, la BWE usa una gran rueda que mantiene un patrón continuo de capachos, los cuales cumplen la función de recoger el material mientras la rueda gira”

En Chile la empresa que ha colocado la mayor cantidad de rotopalas es la alemana FAM, hasta ahora con seis equipos en diferentes faenas. Además de fabricarlas, también realiza montaje y mantenimiento, ingeniería, diseño y asesoría.

Tenova-Takraf ha puesto dos rotopalas en la gran minería, una en la División Radomiro Tomic de Codelco (ahora trasladada a Gabriela Mistral) y la otra en Minera Antucoya, de Antofagasta Minerals. Junto con su fabricación, esta empresa también desarrolla puentes de apilamiento móvil, planta de aglomeración, sistemas de apilamiento y recuperación, y botaderos de desechos.

Ventajas de las rotopalas

– Para una producción dada, las rotopalas son más pequeñas que las dragalinas o las excavadoras.

– Son máquinas de excavación continua, no cíclica.

– Su consumo de energía es menor: del 60% al 70% de las excavadoras de cable, por unidad producida.

– No generan impactos durante la carga.

– Poseen un radio de vertido grande.

– Pueden operar por encima o por debajo del nivel de orugas o apoyo.

– El material excavado puede ser descargado sobre una gran variedad de sistemas: camiones, vagones o cintas transportadoras.

– Pueden trabajar con bancos de diferente altura.

– Proporcionan un material de pequeño tamaño, lo que facilita su transporte con cintas.

– Pueden diseñarse con una baja presión específica sobre el terreno, siendo adecuadas en suelos de baja capacidad portante y con malas condiciones meteorológicas.

– Su sistema de trabajo proporciona taludes estables y bancos anchos.

– Permiten una gran selectividad en la excavación.

Desventajas

– Requieren un mantenimiento amplio y complejo.

– Configuran sistemas poco flexibles debido a su poca movilidad.

– Su uso se ve afectado por los cambios geométricos y tectónicos del yacimiento.

– No pueden excavar materiales compactos y abrasivos.

– Constituyen sistemas en los que existe una fuerte dependencia entre la disponibilidad global y el número de elementos en serie que los integran.

– Son equipos que requieren inversiones muy elevadas.

– Dificultad para realizar reparaciones, ya que algunos de sus componentes son suministrados desde el extranjero.

Fuente: Estudio Rotopalas en Chile, conceptos y catastro, Área Inteligencia de Mercados, Grupo Editorial Editec.