Movilizar Más Materiales Extraídos al Mercado

El proceso de extracción de minerales, el cual puede realizarse mediante la minería subterránea o a rajo abierto, es sólo el comienzo de la cadena de suministro. Una vez que el mineral o carbón extraído llega al chancador primario, la operación depende de una red de sistemas de manejo de materiales, en su mayoría correas transportadoras, para trasladar los materiales de un lugar a otro.

Hoy en día, los sistemas de accionamiento más sofisticados están aumentando las capacidades y reduciendo el consumo de energía por tonelada movida. Los ingenieros están haciendo maravillas con los sistemas de transporte que les permiten atravesar todo tipo de terrenos. Una mejor comprensión de los datos está permitiendo a los diseñadores modelar y evaluar los modernos sistemas de manejo de materiales.

La Transformación Digital de la Minería

El COVID-19 y sus impactos aceleraron significativamente la aceptación de las herramientas digitales y las prácticas de trabajo en toda la industria minera durante el 2020. Si bien las restricciones de los viajes y las preocupaciones de seguridad pueden disminuir eventualmente gracias a la llegada de las vacunas, la realización de nuevas y más eficientes formas de trabajo, junto con un mejor control de los procesos y la posibilidad de operaciones más productivas significan que esta tendencia probablemente ha cambiado para siempre la forma en que operan las empresas del sector.

Christian Dirscherl, vicepresidente de minería, excavación y transporte de Siemens, habló sobre algunos de los cambios que ha visto Siemens. “En los últimos 12 meses nos hemos enfrentado a los retos del COVID, como todo el mundo, pero aun así hemos alcanzado nuestros objetivos,” dijo Dirscherl. “Hemos visto impactos en la configuración de las plantas, pero hemos tenido mucho éxito con la puesta en marcha a distancia, por ejemplo, para los acopios autónomos y los accionamientos para molinos sin engranajes. En muchos de estos proyectos, habíamos planificado la puesta en marcha antes de la llegada del COVID y no había forma de preverlo, así que tuvimos que adaptarnos rápidamente. Ahora la mayoría de nuestros equipos trabajan a distancia, y los servicios de puesta en marcha y supervisión de todos los proyectos de accionamiento, electrificación y digitalización se realizan a distancia.”

Según un estudio publicado en octubre de 2020 por McKinsey & Co, la crisis del COVID ha acelerado entre tres y cuatro años la digitalización de las interacciones de la mayoría de las empresas con los clientes y la cadena de suministro, así como de sus operaciones internas. Y la proporción de productos digitales o habilitados digitalmente en sus carteras se ha acelerado en siete años.

“Veo eso absolutamente en la industria minera,” dijo Dirscherl. “Las empresas mineras siguen siendo muy conservadoras en lo que respecta a la innovación y la digitalización, pero están más abiertas. Esto se debe, en parte, a la lejanía de la mayoría de las faenas mineras; con las actuales restricciones de viaje, no hay forma de llevar a los especialistas en tecnología a las instalaciones de forma segura para la puesta en marcha o el diagnóstico y solución de fallas.

“Y no es sólo un reto para las empresas mineras, la seguridad es el área más importante para Siemens. No podemos enviar a alguien a una faena si no sabemos cuál es la situación local, y queremos saber que, si esa persona se enferma durante el viaje, ésta recibirá la mejor atención médica. Hay mucha gestión de riesgo en juego.

“Además, para viajar a los distintos países a menudo se requiere un periodo de cuarentena al llegar y luego al regresar. Repentinamente, dos semanas de trabajo para la puesta en marcha requieren también cuatro semanas de cuarentena. Ese es un factor que hay que tener en cuenta.

“Estamos haciendo todo lo posible a distancia en todas nuestras divisiones, incluyendo los accionamientos, la digitalización y la electrificación,” explicó Dirscherl. “Por ejemplo, estamos poniendo en marcha sistemas a través de un acceso VPN, e incluso supervisando al personal en terreno mediante lentes de realidad aumentada, o utilizando sistemas de comunicación por vídeo para realizar trabajos de consultoría desde casa.”

De acuerdo con este cambio y, dado que las empresas mineras también tratan de reducir la cantidad de su propio personal en terreno, Siemens ha visto un mayor interés en sus soluciones de gestión de minas autónomas, el análisis de estado de activos (AHA) — en particular para las partes vitales de los equipos como los molinos, correas transportadoras y winches de extracción — y en consultas sobre el sistema de ejecución de fabricación (MES).

“La digitalización ha sido clave en todas las industrias en los últimos cinco años, pero requiere algo más que TI y automatización,” dijo Dirscherl. “También requiere compromiso y estrategia, y lo que hemos visto recientemente es que más empresas mineras están haciendo esa inversión para convertirse realmente en parte de la Industria 4.0.”

“Las soluciones como nuestro sistema de seguimiento y gestión de materiales (MAQ) para acopios autónomos ofrecen algo más que mejoras de procesos. Al poner a las personas fuera de peligro, también mejoran la seguridad en terreno y eliminan la posibilidad de que ocurran errores humanos; las máquinas y los algoritmos pueden fallar, pero las fallas humanas ocurren con mucha más frecuencia.

“También ofrecen la posibilidad de mejorar la calidad del producto. Por ejemplo, ahora estamos estudiando la posibilidad de utilizar los AHA para mezclar el mineral de cobre; eso no estaba en discusión antes.”

Los AHA también son cada vez más importantes. La falla inesperada de una parte crítica del equipo, como un winche o un molino, puede, en algunos casos, causar cientos de millones de dólares en daños por el tiempo de inactividad y el producto perdido.

Dado que muchos expertos no pueden desplazarse a las faenas para realizar reparaciones o solucionar fallas, es más importante que nunca prevenir las fallas, programar las paradas con suficiente antelación y planificarlas apropiadamente.

“En general, siguen apareciendo nuevos proyectos y vemos un impacto positivo en las consultas en este momento, especialmente para los proyectos de cobre y oro,” dijo Dirscherl. “Recientemente hemos añadido otra referencia para nuestra solución MAQ en Europa (gestión autónoma de acopios), un proyecto de digitalización y automatización de mayor envergadura en Europa y un gran proyecto de electrificación en Norteamérica.

“Todo el mundo habla sobre llegar a ser neutros en emisiones de carbono, desde las empresas hasta los gobiernos. Para conseguirlo y cumplir con los objetivos que muchos países europeos han establecido en torno a los vehículos eléctricos, se necesitará un montón de infraestructura nueva.

“Hay mucha incertidumbre en este momento con el COVID pero, en general, el futuro parece muy prometedor.”

Más información en: https://new.siemens.com/global/en/markets/mininig-industry.html

Perfeccionar el Almacenamiento y los Acopios

En las operaciones de antracita, el material se almacena temporalmente en acopios y luego es alimentado continuamente para ser procesado, según sea necesario. Por lo tanto, el diseño de los depósitos debe garantizar un llenado constante y un vaciado fiable. La capacidad necesaria se determina en función del flujo de transporte de entrada y salida. También se necesitan diferentes opciones de apilamiento y recuperación, así como varias disposiciones para los acopios.

BEUMER Group ofrece una amplia cartera de productos y soluciones de sistema a los clientes de la industria minera del carbón, incluyendo la experiencia en ingeniería para los acopios, así como los componentes necesarios, tales como los apiladores y recuperadores.

La tecnología de transporte de la empresa incluye transportadores tubulares cerrados y correas transportadoras acanaladas abiertas que pueden ajustarse a cada situación.

La tecnología de drones también se utiliza con mayor frecuencia durante la planificación, implementación y documentación de los proyectos para optimizar la fase de diseño. Las fotos aéreas registradas son rectificadas en cuanto a su perspectiva y se evalúan fotogramétricamente. El software calcula una nube de puntos con el fin de generar modelos 3D a partir de vistas 2D, es decir, modelos digitales del terreno. Los acopios pueden ser ahora desarrollos de zonas vírgenes (greenfield) y zonas industriales (brownfield).

Andrea Prevedello, directora de ventas globales de tecnología de sistemas de BEUMER Group, explicó: “Tenemos algunos clientes importantes con proyectos muy interesantes en este sector, como la mina Prairie Eagle en Illinois, la mayor mina de carbón de Knight Hawk Coal. La empresa produce aproximadamente 5 millones de toneladas de carbón al año, de las cuales más del 80% se procesan y entregan en Prairie Eagle.”

El equipo de gestión de Prairie Eagle buscaba una solución operativa más sustentable y acudió a BEUMER Group en busca de ayuda.

“Proporcionamos un transportador terrestre que transporta el carbón desde la mina hasta la planta principal de procesamiento,” dijo Prevedello. “Nuestro transportador ayuda a la empresa a reducir considerablemente su huella ecológica. Con esta tecnología, Knight Hawk puede reducir significativamente su impacto medioambiental a largo plazo en comparación con el uso del transporte en camiones.”

BEUMER no sólo suministró la solución del transporte, sino que también apoyó al grupo minero en la construcción de un acopio para antracita.

“Los requisitos para el almacenamiento del carbón son obviamente muy diferentes a los de otros materiales,” explicó Prevedello. “Algunos de los requisitos importantes cambian si el acopio está cubierto y si se necesita un equipo a prueba de explosiones. La antracita es muy susceptible a la combustión espontánea, por lo que la altura del acopio debe limitarse en algunos casos.”

Dependiendo del cliente, las dimensiones y el diseño del acopio pueden variar. Por lo general, hay dos diseños disponibles: circular y longitudinal.

“La dimensión y el diseño dependen de la finalidad del acopio,” dijo Prevedello. “La disponibilidad de espacio y las posibles ampliaciones a futuro también son factores críticos.”

También hay que tener en cuenta la aplicación: ¿desea el cliente almacenar el material a granel temporalmente y luego alimentarlo continuamente para su posterior procesamiento, como Knight Hawk? Si es así, los acopios longitudinales suelen ser la mejor opción. El flujo irregular del material a granel llega al acopio y luego puede introducirse continuamente en el proceso. Los acopios también pueden ampliarse, si es necesario.

Una vez decidido el diseño de un acopio de carbón, la siguiente tarea es apilar el material a granel de forma eficiente. Para ello, BEUMER Group suministra componentes como los apiladores.

“Dependiendo de su movilidad, los sistemas pueden clasificarse en tres grupos,” dijo Prevedello. “El apilador puede ser estacionario, desplazarse sobre rieles o ser circular con movimiento sin fin. Si la máquina es circular con movimiento sin fin, se coloca sobre una columna en el centro del acopio. A través de un puente transportador instalado por encima del acopio, el material es transportado directamente al eje de rotación del apilador y desde allí se distribuye de forma centralizada. Dependiendo del método de apilamiento, el transportador de pluma puede ser fijo, o puede elevarse e inclinarse.”

El método de apilamiento elegido depende de si el material a granel sólo se almacena temporalmente o si también hay que mezclarlo.

“Para un acopio simple sin mezcla, podemos utilizar el ‘método de apilado en capas cónicas,’ donde el apilador sólo se mueve hacia arriba y hacia abajo, sin girar,” explicó Prevedello. “Por lo tanto, el diseño del apilador puede ser mucho más simple.”

Este método funciona tanto para acopios longitudinales como circulares. Sin embargo, para mezclar material a granel, el método por capas tipo chevrón es más apropiado. En este caso, la pluma del apilador comienza en su posición más baja. La primera capa de material se deposita en el centro del acopio y las siguientes capas se colocan encima de ésta. En los acopios longitudinales, el apilador usualmente se mueve con un movimiento basculante y oscilatorio, mientras que en los acopios circulares, el apilador se mueve con un movimiento circular y abatible.

Prevedello explicó que la solución perfecta del sistema requiere una optimización integral del apilador y el recuperador. Los recuperadores, como los recuperadores laterales o las rotopalas, retiran el material según sea necesario y la mejor opción para el cliente depende, una vez más, de la tarea de acopio final.

Los recuperadores laterales funcionan para ambos tipos de acopios — longitudinales o circulares — debido a que el material a granel puede ser recuperado por la parte frontal o lateral. Cuando se recupera por la parte lateral, las cadenas de los raspadores mueven el material en una correa transportadora. Para la recuperación frontal se suele utilizar un rastrillo que empuja el material a una cadena raspadora mediante pequeños movimientos de lado a lado antes de transportarlo a la correa transportadora.

La ventaja de la recuperación frontal es que el material es recuperado de toda la sección transversal. Las rotopalas se utilizan principalmente cuando es necesario mezclar el material a granel, especialmente en grandes cantidades.

Cada operador tiene sus propios requisitos y muy específicos para las máquinas de acopio y almacenamiento. Por ejemplo, los ingenieros de BEUMER entregaron recientemente una solución para un cliente de la industria energética, que incluía varios transportadores tubulares y un cargador de barcos. El sistema fue confeccionado a medida para soportar las violentas ráfagas de viento que suelen producirse en el lugar, y la estructura de acero fue dimensionada especialmente.

Más información en: www.beumergroup.com