Por Mike Cook, Outotec

Con el auge económico de las materias primas aún moviéndose rápidamente a velocidad vertiginosa, saber que la planta de procesamiento de minerales está operando a pleno potencial no es sólo algo “bueno de tener,” es una necesidad de negocios. Algunas plantas podrían estar perdiendo potencialmente cientos de de miles de dólares simplemente al no poder garantizar que su personal, sus procesos y sus equipos se están desempeñando a un nivel óptimo.

Desde el punto de vista del procesamiento de minerales, existen muchas tecnologías que podrían beneficiarse del control y/o de la optimización. Una faena correctamente controlada puede garantizar que sus operadores están adecuadamente capacitados y que cualquier riesgo de seguridad ha sido eliminado. Los beneficios para esta faena podrían observarse en cuestión de semanas, o incluso días.

Tomando como ejemplo a un espesador, su operación ineficiente puede conducir a tener un exceso de consumo de floculante y de reactivo, un mayor traslado de sólidos en el sistema de derrame, y menores densidades de subflujo, más rutinas de mantención y bombeo ineficiente. Todos estos factores tienen un impacto considerable en las recuperaciones, en el ambiente y en la mantención—cada uno de los cuales afectan el resultado neto.
Con estos convincentes argumentos, el mercado obviamente ha reconocido esta necesidad, y a consecuencia de ello los proveedores de tecnología, las empresas de ingeniería y los consultores ahora están ofreciendo “controles y optimización de plantas.” Entonces, ¿qué tipo de faena podría beneficiarse de un “chequeo de salud?”
• Plantes que hayan experimentado cambios al diseño original—ya sea en el tipo de mineral, en la producción total o incluso en el rendimiento.
• Operaciones que no tengan un programa de optimización formal o sistemático.
• Plantas que tengan funcionando equipos obsoletos.
• Plantas cuyos operadores hayan sido cambiados.
El cambio de personal puede tener un impacto sorprendente en la forma de poner a trabajar un equipo.

Este artículo primero analizará elementos claves esenciales para el rendimiento óptimo del espesador, y luego describirá los pasos posibles en un programa de control/optimización de un espesador.
1. Tanque alimentador–El tanque alimentador es el corazón de cualquier operación del espesador. La mezcla, la desaireación y la floculación son realizadas y controladas dentro de la estructura del tanque alimentador. Así, garantizar un diseño óptimo puede resultar una floculación eficiente, menores costos por reactivos, máximas densidades de subflujo y claridad máxima derrame. Las siguientes áreas del tanque alimentador merecen ser revisadas: cantidad de deflectores, tamaño y perfil; velocidades de alimentación de entrada y salida; ángulos de proyección de alimentación; dimensiones de la garganta, grado de inclinación y profundidad; cantidad y diseño de dilución; y métodos de incorporación de floculantes.
2. Producción total y rendimiento–Si existe un aumento en la producción total del espesador que esté en los niveles máximos del alcance del diseño original, agrandar el tanque alimentador y la tubería alimentadora, modificar las cajas de derrame, aumentar los tamaños de las boqueras de subflujo y proporcionar dilución adicional son medios para mejorar el rendimiento. Sin embargo, si la velocidad de alimentación volumétrica sobrepasa continuamente el diseño original del espesador hasta un nivel donde el aumento en la velocidad comprometa el rendimiento del espesador, puede que se requiera un espesador más grande. Los cambios en el rendimiento, incluyendo velocidades y composición de la alimentación, pueden afectar negativamente el mecanismo de accionamiento. Si no se controlan y monitorean correctamente, estos pueden impactar a los controles y las cargas de torque. Es importante administrar un inventario del espesador mientras se mantiene un margen de seguridad adecuado para recuperación en una situación de torque alto. Una operación continua con altas cargas de torque o altas subidas bruscas de toque puede dar como resultado tiempos muer-tos prolongados debido a “atascamiento,” o incluso detenciones para mantención como resultado de mayores velocidades de desgaste.
3. Mezcla de alimentación–Es crítico que la alimentación se vuelva homogénea una vez que entre a la zona de mezclado del tanque alimentador. También se debiera mantener un tiempo de retención propuesto para permitir la desaireación y una floculación eficiente. La alimentación debe entrar al tanque a una velocidad dada y girar suavemente con una agitación controlada que mejore la mezcla y el proceso de contacto del floculante. Un exceso de agitación puede causar que el floculante se corte, llevando a un alto consumo de floculante y a un alto límite elástico con un mínimo aumento de densidad. Si no hay suficiente agitación, puede haber segregación de material, floculación deficiente, puesta en cortocircuito, varamiento, alzas bruscas de torque y una disminución general en el rendimiento total. Un excesivo consumo de floculante puede aumentar la viscosidad de subflujo, poniendo una carga adicional en el sistema de manejo de subflujo. Puede parecer que esto mejora la claridad del sobreflujo, pero no hay un aumento real en la producción porque no puede aumentar la densidad de subflujo. Sin embargo, un consumo optimizado de floculante puede producir una evidente ganancia financiera, mejorar las capacidades de bombeo, ayudar con las densidades de subflujo y reducir el impacto medioambiental.
4. Ángulo de inclinación del espesador– Con el tiempo, los componentes electrónicos de un espesador tienden a desalinearse y descalibrarse  por el simple desgaste natural. Así, ya sea que un espesador esté realizando un trabajo corregido o necesite un ajuste debido al desgaste excesivo, las cargas de torque y los mecanismos de accionamiento debieran ser controlados para determinar si el diseño y la configuración actual son apropiados. La recalibración de presiones hidráulicas, la reconfiguración de alivios y límites y una revisión completa del sistema de manejo de torque automático se llevan a cabo fácilmente y son altamente recomendables.

Monitorear el desgaste natural puede ayudar en gran medida a reducir el tiempo muerto de un equipo y permite a la faena planificar eficientemente pautas de mantención. En algunos casos, realizar mantención preventiva puede aumentar la vida útil de partes y componentes, reemplazándolos solamente cuando es necesario—como lo opuesto a simplemente reemplazarlos en forma periódica (practicado a menudo cuando se usan programas de mantención basados en el conteo). 

¿Qué Involucra un Control Típico?
Los métodos de control más creíbles examinan asuntos mecánicos, eléctricos, de instrumentación, configuración del equipo y procesos. Siguiendo esto, se pueden identificar potenciales ineficiencias de diseño, problemas de configuración y cualquier falla del equipo. Si se requiere un control mecánico completo, se debe realizar durante la detención del equipo y debe ser reiniciado para la etapa de proceso. Este tipo de control obviamente tardaría más.
1. El control–Un control mecánico básico y de proceso comienza cerciorándose que las prioridades del la faena, los objetivos y el historial de operación de la planta sean comprendidos claramente con todos los involucrados. Como mínimo, se analiza el actual rendimiento operacional y se examina cualquier cambio, si ha ocurrido alguno. Algunos proveedores están más interesados en vender equipos adicionales durante un control que en realmente comprender que es lo que realmente necesita la faena, así que es importante un control siga siendo un control y no un argumento de ventas.
2. Visita a faena–Durante la visita a faena (normalmente 1 a 3 días) los ingenieros generalmente observan la operación del espesador; analizan tendencias tales como un torque de inclinación, el nivel y la masa del fondo, registran el trabajo actual (alimentaciones, tamaño de las partículas, pH); registran el rendimiento actual en la densidad de subflujo y claridad de desbordamiento; monitorean el mezclado en el tanque alimentador; y examinan la formación y el consumo de floculante.
3. Proceso de análisis–La información debe ser cotejada y analizada junto con la configuración y el diseño actual del equipo usando las especificaciones originales, informes de prueba originales y planos “as-built.” Si existe alguna diferencia entre la especificación original y el rendimiento actual, se recopilaría y usaría una nueva descripción de obligaciones para determinar cambios para el desempeño eficiente del espesador.
4. Trabajo de pruebas–Si han ocurrido cambios, el trabajo de pruebas es el siguiente paso lógico para ayudar a determinar cuáles modificaciones se requieren para un diseño óptimo. Se obtiene una muestra desde la faena y se realiza un trabajo de pruebas dinámicas a escala laboratorio al espesador. Cualquier proveedor de servicios acreditado puede también poner en práctica los softwares FEA y CFD para diseñar, optimizar personalizar individualmente aspectos del equipo. Al término del trabajo de pruebas—y donde corresponda, modelaje con software—se determina el rendimiento óptimo del espesador, cubriendo áreas tales como el consumo de floculante, la densidad de subflujo, claridad de desbordamiento y tensión de fluencia de subflujo.

El proveedor de servicios debiera suministrar un informe exhaustivo que incluya todos los datos, el trabajo de pruebas y cualquier recomendación o modificación a la configuración del espesador y al equipo auxiliar. También debiera contener un informe acerca de la condición mecánica, eléctrica y de su instrumentación.

Si se necesita optimizar o reemplazar, la faena debe obtener una estimación indicativa de capital para los cambios propuestos. Esta estimación debiera incluir el suministro, la instalación y la puesta en servicio. Otra posibilidad es que la faena pudiera solicitar un estudio de alcance que entregue una estimación de capital definitiva para todo el diseño y trabajos de construcción asociados.

Los controles de planta y los programas de optimización son una inversión que bien vale la pena. Incluso si el rendimiento o la producción de una faena no ha cambiado durante los años—altamente improbable—todos los equipos, el personal y los procesos se benefician de un “chequeo de salud.” La mayoría de los proveedores acreditados serán capaces de ofrecer una completa gama de opciones de optimización después de un control, y no necesariamente sólo recomendar la adquisición de equipos más grande.

Mike Cook es gerente–productos de post-venta en el Centro Australiano de Servicios de Post-Venta de Outotec Pty. Ltd.

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