El desafío de realizar cambios de cinta en fajas tipo Overland

El desarrollo que ha tenido la minería metálica en Sudamérica los últimos 20 años, ha traído consigo la utilización de equipos cada vez más grandes, en pos de incrementar la producción de mineral. Cada vez sorprende menos encontrarse con volquetes con capacidades superiores a 300 toneladas métricas, molinos SAG sobre 40 pies de diámetro y otros tantos equipos que por su tamaño desafían a los diseñadores y fabricantes, traspasando luego el desafío de su operación y mantenimiento a la organización de la minera.
En este sentido las fajas transportadoras no se quedan atrás; los grandes volúmenes de mineral que se debe mover han propiciado el diseño y construcción de equipos de este tipo con capacidades que superan las 10,000 toneladas por hora y que recorren distancias de varios kilómetros, adaptándose a la morfología del terreno. Esta última característica les ha hecho recibir el nombre de fajas Overland.
Como adelantábamos, una vez operativos estos equipos presentan un gran desafío para los mantenedores, asociado al tamaño, forma y peso de sus componentes principales. En el caso de una correa Overland se destacan en este ámbito los motores, reductores, poleas, pero especialmente la faja misma (cinta) que en estos equipos fácilmente puede medir 20 km de largo y pesar 2,000 toneladas. Si a esto sumamos la geografía escabrosa por donde corren estos equipos y el poco tiempo de detención disponible para hacer mantenimientos, realizar un cambio de la cinta pasa a ser un desafío bastante complejo que requiere de meses de trabajos de preparación.

Las particularidades de cada faja transportadora y cada operación minera no permiten estandarizar el proceso de cambio de fajas de gran tamaño. FAM, aún como diseñador y fabricante de estos enormes equipos, ha debido desarrollar una solución para cada caso en particular y ha ido perfeccionando detalles en base a su experiencia participando en varios cambios de cinta, principalmente en la industria minera del cobre de Chile.
El diseño del plan de mantenimiento y del plan de inversiones de una operación minera que cuenta con una faja transportadora de gran tamaño lleva a la primera pregunta. ¿Cuándo debo reemplazar la cinta? La respuesta puede no ser inmediata ya que si bien, el fabricante de la cinta puede entregar ciertos rangos de duración, el desgaste dependerá en gran parte de las condiciones particulares de cada operación.
Es por esto que una fecha estimada se obtiene de forma más precisa por el monitoreo de condición. Queda también claro que esta fecha proyectada no puede predecir la necesidad de realizar un cambio anticipado producto de un imponderable. La decisión de cuándo invertir en una solución para preparar un cambio de cinta, pasa a ser entonces una decisión estratégica de cada empresa minera.

Poco a poco las compañías mineras que implementaron fajas Overland en su proceso productivo se han visto enfrentadas al desafío de reemplazar la cinta. FAM -respaldada por su experiencia en el diseño, construcción y mantenimiento de estos equipos- ha logrado con éxito apoyar a sus clientes en este desafío, participando solo en los últimos cinco años en varios cambios de fajas complejos que han tenido condiciones tan variadas como por ejemplo: una faja de 20 km de desarrollo en el desierto, una correa Overland de 8 km de desarrollo que se encuentra dentro de un túnel en plena Cordillera de los Andes o el cambio de dos correas de no más de 200 m de desarrollo pero que tienen la particularidad de localizarse sobre el mar a 800 m de la costa sobre un cargador de barco de concentrado de cobre.
Se debe tener en cuenta que el proceso de ingeniería, fabricación y montaje de una estación de cambio de faja toma tiempo, por lo que la minera debería iniciar este proceso por lo menos un año antes de la ejecución del cambio programado.
Si bien el diseño de la solución técnica recae en la empresa especialista, para llegar a la solución final, se debe pasar por una serie de decisiones técnico-económicas en las cuales debe participar la empresa minera en la priorización y ponderación de la matriz de decisiones.
A continuación, algunas de los aspectos a evaluar inicialmente:
Lugar de maniobras
En un ejemplo de una faja transportadora de 5 km entre ejes que se desea cambiar de una vez, se debe tener disponibilidad de terreno para los 10 km de faja nueva que ingresará y el espacio suficiente para recibir 10 km de faja usada.
Adicionalmente, existirá movimiento de camiones, grúas y otros equipos auxiliares. Contar con el espacio suficiente puede ser tarea fácil en mineras que cuentan con zonas planas, pero es un tema muy complejo cuando la faja se ubica sobre terrenos montañosos e incluso dentro de túneles.
Por otra parte, las fajas de gran longitud tienden a tener cierto desnivel entre la cabeza y la cola, por lo tanto, se debe propiciar un corte de cinta cercano a la cota más baja para así tener menor tensión, disminuyendo la posibilidad de que se pierda el control sobre la faja cortada.

Sistema motriz para el paso de la cinta
Para el retiro de cinta usada e ingreso de la nueva faja se requiere de algún sistema motriz. La primera alternativa que aparece es la de usar los propios motores y variadores de frecuencia del equipo, pero esto debe ser evaluado previamente ya que estos equipos no están diseñados para mover la cinta a bajas velocidades durante largos períodos de tiempo por lo que resulta difícil para la organización tomar la decisión de arriesgar estos componentes. Hasta ahora una buena solución técnica ha sido utilizar motores hidráulicos, incluso “tomando prestados” motores de otros equipos de la planta, considerando que se utilizan por pocos días.
Almacenamiento de faja a ingresar
Considerando que el tiempo disponible para realizar un cambio de faja debe ser el menor posible, se debe tener preparada la cinta nueva, habiendo realizado ya los empalmes de los carretes comerciales, que rondan los 300 m lineales cada uno.
Si se cuenta con espacio disponible se podrá apilar la cinta sobre el suelo generando blondas (llamado comúnmente hacer un “Charlotte”). Pero en espacios reducidos esto es imposible y se debe recurrir a generar un gran carrete, que puede tener varios metros de diámetro.
Cantidad de faja a cambiar
Es otra de las decisiones que se debe tomar en conjunto con el mandante: la cantidad de cinta a reemplazar dependerá entre otras cosas- de la condición en que se encuentra la faja usada, ya que en ocasiones existen daños solo en sectores acotados de la correa. Otra variable a considerar tiene que ver con la disponibilidad de espacio y por ende con el tipo de almacenamiento de la faja a ingresar descrito en el punto anterior. Para casos en los que se debe generar un gran carrete, existirá cierta limitación en su tamaño. Dentro de la experiencia de FAM, hace 2 años diseñaron y fabricaron, para una minera ubicada en plena Cordillera de los Andes, un gran carrete para 1,600 m de cinta, resultando un diámetro de 12 m.

Para este caso, la estrategia implementada implicó diseñar un sistema para realizar cambios parciales de cinta aprovechando las detenciones semestrales de la línea.
Como se puede apreciar, realizar el cambio de la cinta de una faja Overland es bastante más complejo que un cambio de cinta tradicional y requerirá de una etapa de estudio trade off de alternativas. Por otro lado, el tiempo de desarrollo de la ingeniería, compras, fabricación y montaje de la estación de cambio no debe ser subestimado, el llamado es entonces a prepararse con anticipación.
Maniobras de cambio de cinta. Operación en desierto de Atacama, zona norte de Chile.

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