Avances en diseño de transporte mineral

En el diseño y ejecución de una correa transportadora está adquiriendo cada vez más preponderancia sus consideraciones de mantenimiento.

Las correas transportadoras son un equipo crítico en la operación de una mina, una parada en este sistema puede significar grandes pérdidas. La calidad, resistencia y durabilidad de sus componentes son clave para su funcionamiento. No obstante lo anterior, según señalan los profesionales relacionados a este procesos, todavía no se le da la relevancia que se merece a la hora de su diseño, construcción y mantenimiento.

En este contexto, identificar las mejores prácticas en materia de correas transportadoras y conocer los procedimientos y tecnologías que están permitiendo obtenerlas y generar redes de intercambio de información tecnológica, fueron los principales objetivos del II Congreso de Correas Transportadoras, Belt 2010, organizado por Edoctum, y donde revista MINERÍA CHILENA realizó una completa cobertura como medio auspiciador.

Más de 150 profesionales, ejecutivos y técnicos relacionados con el diseño, la operación y la mantención de correas transportadoras asistieron al evento, promoviendo el intercambio de experiencias y conocimientos entre los participantes.

Carlos Morales, gerente general de Ingeniería La Cumbre y coordinador técnico de Edoctum, se refirió a los criterios de confiabilidad y mantenibilidad en el diseño de alimentadores y correas transportadoras, indicando que es importante tomar en cuenta estos aspectos fundamentales durante las etapas tempranas del periodo de diseño, ya que influirá durante toda la vida útil de la instalación.

“El mantenimiento depende fuertemente del diseño. El diseño centrado en la confiabilidad reduce el costo de ciclo de vida y prolonga la vida de las instalaciones”, aseguró. “La ingeniería de confiabilidad optimiza los costos de operaciones y mantenimiento, se debe tender cada vez en mayor medida hacia el mantenimiento proactivo”, afirmó.

Innovación y tecnología

Peters Jones, engineering manager de Cove Engineering (partner de negocios de TTM Chile), expuso sobre los avances recientes en tecnologías asociadas a correas transportadoras. Según indicó, si bien las necesidades por mayores volúmenes en transporte de materiales son crecientes, el concepto básico de la correa no se ha alterado en el tiempo, no así los aspectos operacionales de los sistemas, desde el punto de carga hasta el de descarga, donde sí ha habido importantes avances. “La necesidad de un mejoramiento constante asegura que los diseños, abastecimiento y soporte de la industria continuarán la búsqueda por nuevas tecnologías en un esfuerzo por maximizar el potencial y mejorar el rendimiento de los sistemas de transporte básicos”, aseguró.

Cabe destacar la importancia que está dando TTM a la confiabilidad, lo que incluso les ha llevado a crear un departamento de Ingeniería de Mantenimiento, el nuevo centro de inteligencia de negocios de la empresa. “Ya no es necesario esperar a que ocurran las fallas. Hoy podemos preverlas y evitar así su aparición”, define la compañía. “De esta manera, las inspecciones proactivas representan un avance sustancial hacia una nueva forma de controlar las fallas y se suman a nuestro principal interés: aportar valor a nuestros clientes”, añade.

Además, TTM Chile ofrece un amplio abanico de productos para los sistemas de transporte de mineral, desde protecciones anti-desgaste, pasando por sistemas de contención de derrames, componentes como correas, polines, poleas, pesómetros y electroimanes, y las ya mencionadas soluciones de confiabilidad.

De esta forma, el ejecutivo hizo un recorrido por las nuevas tecnologías aplicada en el diseño de correas transportadoras y sus componentes.

FAM, como especialista de transporte y manejo de materiales, cuenta con amplia experiencia en este tipo de aplicaciones. Hernán Vega, gerente general de la compañía para América Latina, comentó sobre el estado del arte en el diseño, operación y mantención de correas de larga distancia y altas capacidades. Según comentó, en el diseño se ha realizado un gran esfuerzo para reducir el consumo de energía y optimizar la eficiencia y costo mediante una adecuada selección de los principales componentes mecánicos y eléctricos. Las operaciones han sido optimizadas dando particular énfasis a garantizar una elevada continuidad operacional, maximizar la relación entre inversión y flexibilidad en las capacidades productivas de la planta y reducir la posibilidad de fallas que exijan interrumpir totalmente el transporte de material.

El ejecutivo se refirió a algunas de las soluciones especiales que ha elaborado la empresa para reducir los costos, tiempos y esfuerzos en tareas como son las actividades de mantención.

FAM también ofrece completos contratos de mantención como el SIGA, en Spence, el que comprende aspectos como ingeniería de confiabilidad y planificación de apilamiento y ripios; mantenimiento mecánico, eléctrico e instrumentación en chancado, apilamiento y ripios; inspección y mantenimiento en equipos de control de polvo; mantenimiento en áreas húmedas (SX-EW); servicios de operadores de equipos; servicios de aseo industrial y monitoreo de condiciones.

Bajo este último punto Vega destacó FAM Teleservice, sistema que entrega apoyo a la gestión de mantenimiento con herramientas como Zedas Online Monitoring (para medición de temperatura, vibraciones y presión, etc), Zedas Mantención, FAM Detect (que trabaja con pedidos en terreno), FAM Thermo, FAM Parts (software que administra manuales de mantenimiento) y FAM E-Books (catálogo electrónico de las partes y componentes del equipo).

También presente en el congreso estaba el presidente y CEO de FLSmidth Spokane (uno de los centros de tecnología de la multinacional), Darrell White, quien expuso sobre las aplicaciones de transporte móviles, específicamente en las funciones de apilamiento.

Según comentó el ejecutivo, la compañía ha incrementado ampliamente sus tecnologías en lo que se refiere al proceso de manejo, desde el desarrollo del concepto inicial y aprobaciones de factibilidad hasta la entrega del producto terminado. “Excavación y chancado, transporte y procesamiento, manejo de materiales y apilado de estéril: FLSmidth entrega soluciones a lo largo de cada etapa del diagrama de flujo”, indicó.

La empresa ahora está innovando fuertemente en lo que es chancado y transporte dentro del rajo, desarrollando recientemente una solución completa de chancado ”en el frente” con un rendimiento optimizado de camiones de extracción que pueden potencialmente reducir costos en un 20%. “Dependiendo de la aplicación, los ahorros operacionales pueden llegar hasta un 90%”, informó White.

Una de las soluciones es Dual Truck Mobile Sizer (DTMS), la que según destacó “permite bajar la flota de camiones y optimizar los ciclos y usos de éstos”. Este sistema es un una estación de chancado completamente móvil que interactúa directamente con camiones de extracción de descarga trasera. Cuando se usa en conjunto con correas shiftables en el frente el sistema entero provee completa movilidad.

Un DTMS puede ser rápidamente reubicado en cualquier punto a lo largo de la correa shiftablesreduciendo las distancias de acarreo de carga con camiones desde el frente de la mina. Con la adición de una correa out-of-pit, el recorrido de los camiones se vuelve relativamente corto, reduciendo la distancia de acarreo y virtualmente eliminando la necesidad de camiones de extracción adicionales.

Otras innovaciones van de la mano del Triple Track Mobile Sizer, un sistema completamente móvil hecho para descarpe y apilado de estéril y el Drive Over Dump Station, mecanismo que reduce el riesgo de colisiones de camiones e incrementa el tráfico de ellos.

Thomas Oxley, director product manager global de Sistemas de Correas Transportadoras Bucyrus, por su parte, se concentró en las capacidades que tiene la compañía para la generación de componentes de alta tecnología. La empresa ofrece productos y soluciones de transporte con diseño personalizado para servicio pesado, para afrontar los requerimientos más exigentes del transporte de materiales a granel, tanto en aplicaciones subterráneas como de superficie. Vale destacar que la compañía cuenta con Belt Analyst II, un software de diseño de soluciones de correas transportadoras, diseñado especialmente para Bucyrus International.

En el campo de las poleas, Bucyrus cuenta con dos diseños; el Turbo-Disc y T-Bottom. Los primeros pueden accionar confiablemente los transportadores con una tensión de hasta 12.000 libras o 53,4 kN, los segundos tensiones superiores. Según destacó el ejecutivo, “los discos laterales son maquinados de una sola pieza, por lo tanto ofrecen menores soldaduras, menores áreas de fallas y mayor confianza”.

Oxley también destacó la línea de rodillos Exalon, de polietileno, los que señaló ofrecen ventajas operacionales y de costos sobre los tradicionales rodillos de acero, con una durabilidad probada de hasta dos y tres veces. Al mismo tiempo, al tener un menor coeficiente fricción permite deslizar la correa provocando menos daños. Por último, los rodillos Exalon son entre 20% y 30% más livianos que los de acero.

En lo que respecta a la lubricación de los rodillos, el ejecutivo destacó el diseño patentado llamado Idler Pal (Positive Automatic Lubrication), un sistema que mantiene constantemente el lubricante en el rodamiento, independientemente de cambios de volumen debido al cambio de temperaturas y el movimiento de la grasa.

“En Chile contamos con un departamento de ingeniería de mantención predictiva. Además, tenemos gran interés en participar en el diseño de sistemas, en su etapa de ingeniería básica, donde podemos ayudar a que el futuro del proyecto tenga menos problemas de mantenimiento”, finalizó.

Por otro lado, Julio Palma, product manager de Chile, destacó que la línea de correas transportadoras de Bucyurs es producto de la adquisición de la Empresa DBT, ex Long Airdox, en 2007, compañía con 25 años de experiencia en el mercado de las plantas de procesos y tecnología alemana. El ejecutivo mencionó que para Bucyrus Chile representa un gran interés el mercado de poleas y polines, por los nuevos proyectos que se vienen en Chile y una gran oportunidad de transmitir la alta calidad y experiencia de servicio post venta que ofrece la compañía.

En tanto, Ignacio Guzmán, gerente de la división industrial de Voith Turbo, enfocó su presentación en el ahorro y confiabilidad de los sistemas motrices, basándose principalmente en los acoplamientos hidrodinámicos. El ejecutivo comentó sobre el acoplamiento de llenado constante TVVS, donde la transmisión de torque se realiza automáticamente, permitiendo limitaciones hasta de un 140% sin intervenciones externas, ni modificación del nivel de llenado del acoplamiento.

Guzmán destacó además los acoplamientos de conexión tipo GPK, conformados por un paquete de láminas aceradas que permiten asimilar un cardan, lo que disminuye los desalineamientos y las vibraciones, permitiendo además un montaje y desmontaje radial mejorando considerablemente los tiempos en mantención.

Otra tecnología de Voith Turbo son los acoplamientos de llenado controlado, cuyo funcionamiento consiste en realizar arranques con tiempos aún más prolongados y acelerar masas aún mayores, esto debido a que enfría externamente el medio de servicio. Además, se pueden regular llenados parciales y, por lo tanto, realizar velocidades parciales.

Entre las principales ventajas que señaló Guzmán de la tecnología hidrodinámica destacan: una aceleración suave de las masas pesadas, no es necesario sobredimensionar el motor, no hay desrrateo con la altura, la limitación de par durante el arranque, la amortiguación de golpes y vibraciones, protección de máquina y motor, compensación de carga en cuanto accionamiento multimotor, y bajo costo en mantenimiento, entre otras.

Vale mencionar que aparte de las oficinas que tiene Voith Turbo en Santiago, la compañía ha instalado una planta de servicios en Antofagasta, “lo que buscamos es dar un soporte técnico en terreno”, indicó Guzmán.

Otra empresa presente en Belt 2010, fue STM, empresa con vasta experiencia en sistemas de transporte de materiales, para desarrollar proyectos desde la ingeniería básica hasta el montaje y puesta en marcha, incluyendo ingeniería, suministro de elementos mecánicos y eléctricos y fabricación de estructuras.

La compañía cuenta con su división de Soluciones en Terreno, la que busca entregar soluciones integrales (ingeniería en todas las disciplinas, fabricación, montaje y puesta en marcha) a los problemas de planta, en forma rápida, expedita y responsable.

Empresas mineras

En Belt 2010 también hubo interesantes presentaciones desde el punto de vista de las propias compañías mineras.

Carlos Amaranti, consultor de Codelco, comentó sobre cómo en una compañía minera se sorteó el desafío de aumentar la capacidad de una correa existente. La cinta en cuestión, de 4.746 m contaba con una capacidad de diseño de 2.000 tph a una velocidad de 4,5 m/s con un porcentaje de llenado del 53% y pretendía ampliarse en un 30%, hasta llegar a las 2.600 tph, por lo que existían dos posibilidades: ”aumentar la velocidad de la cinta (a 5,85 m/s), conservando el porcentaje de llenado; o aumentar el porcentaje de llenado (a 70%), conservando la velocidad”.

“Cualquiera de las dos soluciones analizadas requería realizar trabajos en los que era necesaria la detención de la producción, lo cual implicaba un alto costo adicional, de alrededor de 300 ton de cobre fino al día”, explicó el profesional.

Exploradas estas soluciones finalmente se acogió la recomendación propuesta por el proveedor de la correa, la que consistía en aumentar el perfil de llenado de la cinta (a 71%) y cambiar los polines de carga por unos de mayor diámetro (de 5” a 6”), reemplazo que se acompañaría de un alineamiento de buena calidad. Lo anterior permitió reducir el factor de roce al mínimo considerado en la norma y no sobrepasar la potencia instalada, conservándose de este modo el sistema motriz existente.

El cambio de los 2.820 polines se realizó en cuatro meses, sin pérdida de producción.

Por su parte, Ronald Brantt, jefe de la planta de molienda de Los Bronces, Anglo American, expuso sobre un corte ocurrido en la correa transportadora que alimenta al SAG 2 de la mina y que moviliza alrededor de 36.000 tpd de mineral y cómo se enfrentó el conflicto.

Según comentó esta cinta de cinco telas, 48” de ancho, 270 metros de longitud y que corre a una velocidad de unos 4 m/s estuvo detenida por 20 horas, lo que se tradujo en pérdidas estimadas por US0.000.

Después de esto se tomaron una serie de medidas para llevar un mejor control de mantenimiento y confiablidad, entre las que destacaron programas de revisión de todos los empalmes de la cinta; certificados con los parámetros utilizados en ellos (medidas, temperatura, etc) y un programa de capacitación sobre empalmes para el personal de mantención. “Un evento siempre es una oportunidad de mejoramiento continua”, señaló.