Sistemas de Transporte
Equipo Minero analiza cómo los últimos avances en tecnologías de los sistemas de correas transportadoras están siendo aplicados para resolver los problemas comunes, potencialmente costosos del transporte de materiales
Por Russell A. Carter, Editor General
La flexibilidad nunca ha sido un punto de venta fuerte para las correas transportadoras, cuando el propietario de un proyecto tiene que decidirse por un sistema de transporte terrestre o por una configuración de camión/pala (T/S), y es un tema que debe ser considerado para cualquier operación que, por ejemplo, tiene zonas mineras activas ampliamente separadas y de duración relativamente corta durante toda la vida útil de la mina. Sin embargo, según los desarrollos recientes, la verdadera flexibilidad de los sistemas de transporte terrestre radica en su capacidad para resolver los problemas de transporte de material específicos que tendrían el equipo T/S al girar sus ruedas. Estos problemas van desde su operación en terrenos accidentados y escarpados, con características difíciles de franquear tales como ríos o desfiladeros, a problemas de visibilidad y otras condiciones ambientales que inhiben el tráfico de camiones, y a la disponibilidad de equipos, conductores, trabajadores de mantenimiento y suministros de combustible necesarios para apoyar una gran flota de camiones de carga.
El hecho es que las correas transportadoras se han vuelto más resistentes y confiables, más largas, más eficientes y, sí, más flexibles cuando se trata del manejo de materiales o terrenos problemáticos. Quizás lo más importante es que los diseñadores, proveedores y consultores de ingeniería de los equipos de manejo de materiales a granel son cada vez más hábiles para encontrar maneras de aplicar la última tecnología, para resolver los problemas de transporte de materiales que enfrentan tanto los propietarios de los proyectos como los operadores de las minas existentes. Equipo Minero buscó ejemplos recientes de éxitos en los sistemas de transporte y no tuvo ningún problema en encontrarlos.
Gestión de la Cantidad de Material
Debido a que las minas siguen impulsando la demanda de sistemas de correas transportadoras de mayor tamaño y más rápidas, las empresas de diseño del manejo de materiales a granel tendrán que evaluar su enfoque en todos los aspectos del proyecto. Un proyecto notable y de gran capacidad se encuentra en Buena Vista, en el estado de Sonora, México, de propiedad de Grupo México. Después de la puesta en servicio definitiva del proyecto Concentradora II (CII) este año, se espera que la mina produzca aproximadamente 700.000 toneladas métricas ™ de concentrado de cobre anualmente.
“Para los proyectos como la Concentradora II en Buena Vista, una empresa de diseño debe tener un profundo conocimiento y experiencia sobre cómo administrar una gran cantidad de material con el fin de apoyar al cliente desde el concepto hasta la finalización,” explica Thomas Gramling, vicepresidente ejecutivo de Tenova TAKRAF USA. “Específicamente en la temprana fase de planificación, el conocimiento inherente, los antecedentes y la experiencia de la empresa se relacionan directamente con ayudar a los clientes a maximizar la eficiencia operativa y a minimizar los costos. La empresa debe tener los conocimientos técnicos necesarios para aportar tanta eficiencia y economía de escala como le sea posible.”
El sistema de correas transportadoras de la Concentradora II consta de correas transportadoras de planta de 18 pulgadas diseñadas para manejar de 2.000 a 12.000 tm/h y tres correas transportadoras capaces de manejar hasta 8.000 mt/h, alimentadas por más de 20.000 hp (15.000 kW). Abarcando de 120 m a 3,6 km de longitud, las 21 correas transportadoras se extienden un total de 8,4 km. Aproximadamente 3.300 tm de acero, 10.000 conjuntos de rodillos tensores, 110 poleas y 18 km de correa fueron integrados en el sistema.
“Para diseñar equipos de gran capacidad, debemos algunas veces adoptar nuevos enfoques para la dinámica de las correas transportadoras y perfeccionar los elementos del diseño de nuestra tolva y canaleta,” dijo Gramling. Señaló que, “cuando Tenova TAKRAF inició la planificación del diseño para el sistema de correas transportadoras de gran longitud y alta velocidad de la Concentradora, reunimos a nuestros ingenieros de todo el mundo que se especializan en proyectos de transporte de gran capacidad.”
Mirando hacia el futuro, la empresa está ofreciendo el diseño y suministro de un sistema de correas transportadoras de gran capacidad regenerativa para Quebalix IV en la mina Buena Vista. Dos correas transportadoras de 3 km de largo enviará el mineral de cobre en trozos hacia abajo hasta la cancha de lixiviación a 12.000 toneladas/h. La correa utilizará el tamaño más grande de una nueva clase de caja de engranajes con 2.700 kW de capacidad nominal. En lugar de incorporar varios tipos de impulsores, ambas correas transportadoras están estandarizadas para la nueva clase de caja de engranajes.
Franqueando Curvas
RBL-REI, con base en Francia, ha entregado una serie de sistemas de correas transportadoras terrestres desde que fuera fundado a mediados de los años 70, aplicando a menudo la tecnología de su correa transportadora Curvoduc para instalaciones que requieren múltiples curvas horizontales y verticales. En abril, RBL-REI puso en servicio una correa transportadora de 1,5 km de largo en la mina de oro-plata Inmaculada de Hochschild Mining en los Andes Peruanos. Una curva horizontal de 800 m de largo permite a la correa evitar un escarpado cerro rocoso y una zona arqueológica y descargar el mineral en la zona de acopio de la planta directamente desde la estación de chancado. Este diseño fue seleccionado por el cliente en lugar de otra solución propuesta que habría necesitado dos correas transportadoras rectas, porque el planteamiento de RBL-REI evitaba los plazos excesivos, principalmente por permitir retrasos que podrían haberse encontrado con un sistema que no podía evitar convenientemente la zona arqueológica, sino porque también brindaba mejores cifras capex y opex debido a la eliminación de las torres de transferencia.
En el 2012, RBL-REI puso en marcha un sistema de 11 km de largo en la mina de níquel Koniambo en Nueva Caledonia. Niquel Koniambo SAS es una empresa conjunta propiedad de Société Minière du Sud Pacifique SMSP (51%) y Glencore Xstrata (49%). El sistema de correas transportadoras une la mina, situada en un entorno montañoso, con la planta de proceso ubicada en la costa de la isla. Éste está compuesto por dos correas transportadoras que franquean 11 curvas horizontales y 43 curvas verticales. Debido a que gran parte de la ruta es cuesta abajo, el sistema fue construido para proporcionar una potencia regenerativa de hasta 500 kW a la red eléctrica de la mina. Este proyecto, según la empresa, fue difícil porque el diseño combinaba curvas horizontales y verticales en los mismos lugares, lo que requirió un cálculo preciso y detallado para asegurar la estabilidad de la correa en las curvas.
Mantenerla Segura y Duradera
Escoger la correa transportadora correcta tiene una influencia decisiva sobre los costos operativos de las operaciones mineras. Los componentes de calidad y las tecnologías de punta desempeñan un papel clave en la vida útil de un sistema de correas transportadoras de una mina y hacen una contribución permanente a la eficiencia, lo cual es especialmente importante en épocas en que los precios de los commodities son bajos. Phoenix Conveyor Systems informó recientemente cómo una instalación de su correa Phoenocord St 6800, de prolongada operación, ha cumplido plenamente con estos requisitos.
En 2015, Phoenix reemplazó una correa Phoenocord St 6800 en la mina El Abra, en el norte de Chile después de casi 20 años de servicio continuo. La correa de cables de acero, de 20.000 m de longitud y 1.600 mm de ancho, empezó a funcionar en junio de 1996 y desde entonces ha transportado cerca de 900 millones de toneladas de mineral de cobre duro.
La correa fue originalmente diseñada para una vida útil de por lo menos 17 años. La realización de este ambicioso objetivo implicó una serie de medidas especiales: Un compuesto de caucho con una ranura especial resistente a la abrasión fue desarrollado para las cubiertas de la correa, el cual también proporcionó una elevada resistencia a la tracción. La cubiertas lado de carga y marcha de la correa fueron equipadas con un refuerzo transversal Phoenotec especial, sintético de un solo cable, un sistema adicional de protección contra desgaste que duplica la resistencia contra daños por impactos y roturas de la correa.
La correa cuenta con 82 cables de acero integrados en ésta, cada uno de los cuales es de 12,4 mm de diámetro y proporcionan una resistencia a la rotura mínima global de 6.800 N/mm. La cubierta es de 14 mm de grosor en el lado de carga y de 10 mm en el lado de marcha, resultando en una correa con un grosor general de 36,4 mm. Once años después de haber entrado en funcionamiento y de transportar 500 millones de toneladas de mineral, se encontró que la correa había perdido sólo 2,7 mm de espesor frente al desgaste por abrasión en ciertas secciones y sólo 1,4 mm en promedio.
Phoenix dijo que un proceso sofisticado permitió cambiar toda la correa vieja en una sola operación, la cual requirió sólo unos pocos días en tiempos de detención de la producción. La nueva correa Phoenocord St 6800 es monitoreada por el sistema Phoenoguard PX que proporciona información en tiempo real acerca de su condición general y la condición de todos sus componentes. El sistema Phoenoguard PX digitaliza toda la correa mientras está en funcionamiento, registrando todos los datos y comparándolos con los valores objetivos. Además de indicar los daños detectados en una pantalla de computador, proporciona una imagen clara de todas las áreas de preocupación. Los cambios en la condición de la correa que exceden ciertas tolerancias son clasificados según requieran una de tres posibles respuestas; esto permite que los tiempos inactivos y de parada de la producción se mantengan en un nivel mínimo. Los problemas detectados por el sistema incluyen objetos extraños, cables sobresalientes, desalineación de la correa, desgaste anormal de cubiertas, limpieza de correa insuficiente y condición de los cables transversales y bucles de sensor.
ThyssenKrupp, Siemens Colabora con el Sistema IPCC Nuevo de la Mina Cuajone
ThyssenKrupp Industrial Solutions ha recibido un contrato de Southern Peru Copper Corp. (SCC) para suministrar un sistema de chancado primario y correas transportadoras terrestres en la mina de cobre Cuajone. El contrato incluye la ingeniería, adquisiciones y supervisión de la construcción, así como el apoyo durante la puesta en servicio del sistema de chancado y correas transportadoras completo en el rajo (IPCC) para procesar mineral de cobre directo de la mina. Se espera que entre en funcionamiento en el año 2016.
ThyssenKrupp va a suministrar una planta de chancado semi-móvil con correas de descarga, transferencia y dos correas terrestres capaces de transportar 120.000 toneladas de mineral chancado por día (mt/d) a una zona de acopio de mineral en trozos. El mineral de cobre será alimentado directamente a una planta de chancado semi-móvil ubicada en la mina. Las rampas para camiones, fabricadas de módulos de acero seccional, proporcionan acceso para los camiones mineros con cargas útiles de hasta 360 toneladas métricas. Las principales áreas de servicio y operación de la planta de chancado, incluida la infraestructura eléctrica, estarán físicamente separadas e independientes del nivel de descarga de camiones, lo cual reducirá significativamente los niveles de vibración, polvo y ruido. Según la empresa, el diseño semi-móvil es especialmente adecuado para los sitios de la mina afectados por las frecuentes actividades sísmicas.
El mineral chancado desde el nuevo chancador giratorio ThyssenKrupp de accionamiento directo de 63 x 114 pulg. y 1.200 kW es extraído por un alimentador de correa de baja velocidad para trabajo pesado desde una tolva ubicada debajo del chancador. La correa de 2.800 mm de ancho funcionará a una velocidad nominal de 1,5 m/s y será alimentada por una unidad convencional de 800 kW y un variador de frecuencia (VFD). Una correa transportadora de sacrificio de 400 m de largo transporta el mineral chancado desde la planta de chancado semi-móvil y la correa de descarga del chancador a dos correas terrestres que abarcan una ruta de 7,5 km hasta la zona de acopio de mineral en trozos.
La correa ST 6800, de la primera de las dos correas transportadoras, es de 1.830 mm de ancho y funcionará a 6,2 m/s. Ésta es alimentada por dos accionamientos Siemens sin engranajes de 6.000 kW. Siendo la más grande de su tipo en el mundo, estas correas transportadoras utilizan la tecnología Siemens Integrated Drive System (IDS) para proporcionar un nivel de disponibilidad esperado superior al 99%, al eliminar muchos de los componentes de accionamiento de las correas transportadoras tradicionales, tales como los reductores, acoplamientos y rodamientos del motor y reducir las necesidades de mantenimiento asociados. Siemens dijo que la tecnología aplicada no sólo aumenta significativamente la capacidad de las correas transportadoras terrestres conforme a los requisitos de capacidad y a las aplicaciones de velocidad cada vez más elevados, sino que también conduce a un menor consumo de energía en general y mayor eficiencia.
El sistema de accionamiento sin engranajes ha sido desarrollado en colaboración con Siemens y ThyssenKrupp y fue instalado por primera vez en la mina de carbón Prosper-Haniel en Alemania en el año 1985. Los proyectos de transporte más recientes con accionamientos sin engranajes proporcionados por ThyssenKrupp incluyen una correa trasportadora de accionamiento sin engranajes doble de 3.800 kW para la mina Antapaccay de Glencore en Perú, cinco accionamientos sin engranajes de 5.000 kW para un sistema de correas transportadoras terrestres en Chile, y correas transportadoras terrestres alimentadas por cuatro accionamientos sin engranajes de 4.400 kW para mina Las Bambas de MMG en Perú.
Christof Brewka, jefe de la unidad operativa de Minería en ThyssenKrupp Industrial Solutions, dijo, “El nuevo sistema de transporte y chancado reducirá significativamente los costos operativos y el consumo de energía, así como las emisiones. Esto hace que sea un buen ejemplo para nuestras principales soluciones personalizadas para la industria minera, las cuales proporcionan un valor agregado a nuestros clientes, mientras que al mismo tiempo ayudan a conservar los recursos naturales.”
Zlatan Azinovic, CEO de ThyssenKrupp Industrial Solutions (Perú), dijo, “Estamos fortaleciendo aún más nuestra presencia en América del Sur, como parte de nuestra estrategia global de crecimiento. Nuestro centro de servicio en Perú nos permite ofrecer servicios mejores y más rápidos a nuestros clientes de la industria minera local y de las industrias de minerales y cemento. Además, recientemente hemos invertido en nuevos centros de servicio en Brasil y Chile.”
Siemens proveerá el sistema de automatización, los equipos de distribución de energía, y el sistema de accionamiento de las correas transportadoras. Se espera que los IDSs con accionamientos sin engranajes ofrezcan un alto nivel de disponibilidad y también permitan el uso de una correa transportadora continua para eliminar la necesidad de las estaciones de transferencia y así reducir el tiempo y los costos de mantenimiento, permitiendo al mismo tiempo que la eficiencia de los accionamientos aumente en un 3%.
El sistema de correas transportadoras comprende tres secciones individuales y un total de cinco IDSs. Para la mayor de las secciones de correa, Siemens está suministrando dos sistemas de accionamientos sin engranajes de 6.000 kW compuestos por un motor síncrono de baja velocidad y un ciclo-convertidor Sinamics SL150. Las dos correas de alimentación y descarga más pequeñas serán accionadas por dos motores de 500 kW de bajo voltaje que utilizan inversores Sinamics S150 con capacidad de retroalimentación regenerativa y un motor de 1.200 kW de voltaje medio. Los componentes de automatización y los componentes relacionados se encuentran en salas eléctricas modulares (E-houses).
Además, Siemens suministró un sistema de transmisión para el sistema HPGR (rodillos de chancado de alta presión) en Cuajone en el año 2013.
