Por: Yhim Cerrón Piñas, consultor y Thiago Nantes, gerente de Proyectos, Compañía de Minas Buenaventura.

Resumen

En la actualidad uno de los retos que nos toca afrontar, como parte activa de la industria minera, es evitar la ocurrencia de situaciones no deseadas, que puedan afectar a nuestros colaboradores, medio ambiente, procesos, calidad y su impacto en la baja productividad.

La visión de Compañía de Minas Buenaventura – proyecto Yumpag, es diseñar una mina que nos permita lograr este objetivo apostando por tener un campamento minero próximo a la operación, contar con sistemas de transmisión de data y voz en tiempo real, con un alcance a todas las labores mineras subterráneas, interconectado a los componentes superficiales, la automatización del sistema de ventilación, bombeo, vertimientos, voladura, operación remota de equipos, un centro de control operativo con la infraestructura que permita asegurar un monitoreo de personas, equipos y procesos. Este último, a su vez interconectado con las diferentes áreas de soporte, para una toma de decisiones en tiempo real.

Este diseño nos permitirá tener una operación con varias ventajas identificadas, descritas a continuación:

Establecer metas retadoras y, a su vez, alcanzables, índices de seguridad por debajo de la media en base a la gestión de la seguridad desde la concepción del proyecto, que incluye las etapas de desarrollo, preparación y operación de la mina.

En temas de medio ambiente, establecer un Indicador de Desempeño Ambiental (IDA) con sustento del cómo optimizar el uso de agua, emisión de gases, consumo de energía, generación de residuos, etc.

Los procesos serán sostenibles y predecibles, por tener control sobre las variables de entrada de cada una de las actividades unitarias del proceso minero.

La calidad se respalda en el cumplimiento de los parámetros establecidos por la propia compañía y clientes, en base a la evaluación de las variables a detalle.

El resultado de todo lo anteriormente descrito, nos debe permitir contar con la infraestructura adecuada para lograr altos estándares en seguridad y medio ambiente, altos niveles de producción con la menor necesidad de participación de las personas, lo cual se refleja en una productividad alta.

Introducción

El diseño y automatización de las actividades unitarias en Compañía de Minas Buenaventura – proyecto Yumpag, nace de la importancia y visión de lograr una operación sostenible, que involucra una gestión de seguridad, cuidado del medio ambiente, gestión social y excelencia operacional.

Para esto ingresamos a un mundo lleno de oportunidades y desarrollo constante de la tecnología, que nos ofrece una variedad de opciones que pueden ajustarse a nuestras necesidades y características propias del proyecto, se complementa con las buenas prácticas de otras operaciones, lo que permite desarrollar la ingeniería de detalle del proyecto minero.

Se inicia con un diseño que considera la ubicación de los componentes, buscando la sinergia y la posibilidad de ampliar capacidades, lo que atenderá los requerimientos de la operación en sus diferentes etapas de construcción y puesta en operación. Se considera importante poner énfasis en la etapa inicial para evitar desvíos, ya que es donde se tiene mayor exposición y un periodo de entrenamiento y adaptación de los colaboradores y puesta en marcha de los componentes.

Generalidades

Compañía de Minas Buenaventura es una empresa de capitales nacionales, la cual se dedica a la exploración, explotación y beneficio de minerales, que fue fundada en 1953, actualmente es una de las firmas más importantes y referente del sector, entre los principales minerales que trata tenemos: oro, plata y zinc. Yumpag, es un proyecto donde se identificaron importantes reservas minerales mediante la perforación de taladros diamantinos, la evaluación económica permite avanzar con las siguientes etapas.

Ubicación

La ubicación política del proyecto Yumpag- Carama es en el distrito Yanahuanca de la región Daniel Carrión, en la región Pasco, a seis kilómetros de la línea recta NE de la mina Uchucchacua, cruzando el límite continental. Se ubica en los Andes (cordillera Occidental) en el centro de Perú, en el cuadrilátero geológico 22J-Oyón. La altitud varía de 3,900 a 4,700 metros sobre el nivel del mar. Las coordenadas UTM que limitan el área del embalse son: de 319,500 E a 322,000 E; de 8’829,000 N a 8’831,500 N.

Accesibilidad

Para acceder hacia el proyecto se cuenta con dos vías de acceso:

1) Lima – Huaura – Sayán - Churín – Oyón – Uchucchacua – Yumpag, con un tiempo aproximado de ocho horas (315 Km).

2) Lima – Oroya - Junín – Pasco – Yumpag, con un tiempo de nueve horas (356 Km).

Geología

Geología regional

Estratigrafía

En el área de estudio, la secuencia estratigráfica es de unos 4,500 m en el rango vertical desde el Jurásico Superior hasta el Terciario Superior (Oligoceno temprano), cubierto por la capa de roca volcánica del Terciario Superior. El Cretácico Inferior (excluyendo Albi) está compuesto por material detrítico continental a terrestre de la Formación Goyllarisquisga, que está constituida por la integración de los estratos Oyón, Chimú, Santa, Carhuaz y Farrat. Solo la invasión valanginina de corta duración provocó el Fm.

Geología Local

El proyecto Yumpag se ubica en la parte oriental de Cachipampa Pampa y consiste en una planicie de 4 km de longitud compuesta por rocas de la Formación Casapalca, que cubren la Formación Celendín, constituyendo un amplio sinclinal, dividido en dos por la falla Cachipampa, que es de la ampliación de la mina Socorro (oeste). Y luego continúa hacia el este por el barranco San Juan Baños de Rabí. El rasgo geomórfico relevante que constituye el proyecto Yumpag es una reserva de composición ácida (Diorita), que corta la piedra caliza de la Formación Jumasha, 67 muestra un halo alterado (diagénesis y marmolización), y está cubierta por la roca volcánica del Grupo Calipuy.

Geología estructural

El movimiento de la placa oceánica debajo de la placa continental ha producido una fase de expansión a gran escala relacionada con la evolución de los Andes. Las características de este fenómeno se demuestran en una serie de detalles estructurales de varios tamaños que han afectado a las rocas sedimentarias en el área de Uchucchacua-Yumpag. En el proyecto, el aspecto estructural es crucial para la génesis del yacimiento Yumpag y está relacionada a la falla Cachipampa que inicia en la falla Uchucchacua y continua hasta San Juan Baños de Rabí. También es obvio que favorece el ascenso y la migración de los fluidos hidrotermales y la precipitación y la deposición de los fluidos de estrés térmico y los ambientes carbonatados (piedra caliza de Zumasha). Al respecto, cabe señalar que la composición de las rocas intrusivas encontradas en Yupag es ácida (dakotita) y moderadamente ácida (diorita y andesita), similar a muchas otras rocas intrusivas relacionadas con depósitos en Perú.

Reservas de mineral

Las reservas de mineral probadas del proyecto Yumpag son de 1’257,587 TM con las siguientes leyes; Ag = 24.9 oz/tn, Mn = 21.40%, Pb = 6% y Zn = 1%. Se continúa con el proceso de exploración con muy altas expectativas de ampliar las reservas.

Método de explotación

El Sublevel Stoping es un método en el cual se excava el mineral por tajadas verticales dejando un caserón vacío, por lo general de grandes dimensiones, particularmente en el sentido vertical. La ingeniería recomienda realizar bancos de minado que van desde 15 m a 20 m de altura, el ancho máximo considerado es de 10 m, de acuerdo a la caracterización litológica.

El espacio vacío en las zonas donde el modelo de mineral supere los 20 m se reemplazará con relleno cementado. También se tiene la opción de rellenar con detrítico, producto de la preparación de la mina.

En la Figura 1, se presentan las generalidades del método que se ajustan mejor al modelo geológico, que permite maximizar la recuperación y obtener un nivel alto en productividad.

Planteamiento del problema

La Figura 2 muestra la relación existente entre la productividad y el costo, estos datos son reales, tomados de la etapa de desarrollo del proyecto. En base a esta correlación pasamos a cambiar el enfoque y apostar por el diseño y automatización de las actividades unitarias del proceso, y así generar las bases que nos permita cambiar el escenario y lograr una alta productividad y costos competitivos.

Diseño y automatización de las actividades unitarias de la operación

Sistema de fibra óptica

Actualmente, las redes de fibra óptica cada vez van tomando mayor protagonismo dentro de la minería, pues aportan un gran avance en el aumento de la eficiencia operacional, seguridad e impacto ambiental.

Aunque, vale decir que para que esta solución tecnológica logre el impacto deseado, debe optimizarse con el fin de adaptarse a las condiciones severas que se tienen en los túneles mineros subterráneos.

La minería es probablemente el entorno más difícil al que puede estar expuesto cualquier equipo industrial. Y la barrera de entrada con relación a estas condiciones es alta para la fibra óptica, encontramos mucha experiencia en aplicaciones industriales como en ferrocarriles, redes eléctricas de media tensión, petróleo, gas, etc., con caracterización muy diferente.

Una de las principales ventajas que ofrece el despliegue de fibra óptica, es que permite la transferencia de grandes cantidades de datos. Es decir, se convierte en la base para poder desarrollar las demás iniciativas de automatización de las actividades unitarias de la mina.

En base a esto iniciamos a profundizar los detalles de la implementación, determinando que no se pueden utilizar cables, conectores y accesorios de fibra óptica convencionales. Las operaciones necesitan conectores especiales: deben ser resistentes a la contaminación, humedad, aguas ácidas y la manipulación, así como fáciles de limpiar y deben conectarse y desconectarse rápidamente.

Por eso, la ingeniería de detalle considera contar con personal capacitado y entrenado que garantice el funcionamiento continuo de la red.

Adicionalmente, el diseño opta por circuitos cerrados de doble entrada que aseguren seguir contando con la conectividad, pese a poder tener seccionamiento de la línea. En la etapa inicial se considera 5 km de fibra óptica, 10 km en la segunda y 15 km antes de iniciar la fase de operación de mina.

Centro de control operacional

La concepción de un centro de control operacional, se sustenta en la necesidad de contar con un organismo que articule de manera dinámica el actuar y el desempeño de todas las áreas que contribuyen para tener una operación continua, que será medida con un indicador de adherencia, relacionado con la planificación de corto y largo plazo.

El diseño del centro de control, considera una sala física que cuente con monitores interconectados mostrando la información de los resultados de las principales variables en tiempo real, en circunstancias con alertas que permitan tomar acciones correctivas inmediatas y volver la curva de resultados dentro de los parámetros establecidos.

En la mayoría de casos, el centro de control tiene establecido las acciones que se tienen que ejecutar una vez identificado los desvíos típicos, si se tratase de un desvío que requiere mayor análisis, el responsable del centro de control transfiere al área correspondiente la responsabilidad de analizar, definir las medidas correctivas y su implementación.

Se considera un responsable, por cada turno, independiente y con autonomía de las demás áreas, su función en vital en identificar las causas de los desvíos, cumpliendo la función como área dirimente baja el principio de objetividad.

Sistema de bombeo automatizado

Iniciemos con una definición que nos permita tener claro que el sistema no tendrá personas exclusivas en el proceso de evacuación de agua subterránea. Es muy diferente el personal de mantenimiento que tiene que ejecutar trabajos programados y en menor frecuencia labores correctivas que permitan lograr la disponibilidad programada, considerando el equipo como tal y las condiciones en las cuales trabaja, esto último hace referencia al tema de mantenimiento eléctrico y mecánico de los componentes del sistema, y la evacuación de sólidos percolados.

En el dimensionamiento del sistema de bombeo, según los estudios se considera 2,500 litros por segundo como volumen máximo de agua subterránea que debemos evacuar. Esta es la variable que permite el dimensionamiento de las pozas de decantación, bombeo, bombas, diámetro de tubería, bombas de lodos, y el tiempo de retención del agua en las pozas que permita un decantado adecuado.

Dentro de la ingeniería se considera la adición automática de aditivos, pueden ser cuagulantes y/o floculantes, según sea el caso. Se tiene medidores continuos de PH del agua y la presencia de sólidos, de acuerdo a los resultados que se encuentren fuera del rango, se tiene establecido un plan de acción.

Sistema de ventilación

El sistema de ventilación obedece a una arquitectura establecida como redes primarias de ventilación, las que están relacionadas con las redes secundarias y, en algunos casos, con redes denominadas terciarias.

La lógica de funcionamiento de los ventiladores está dada por el requerimiento, y resultados de mediciones de concentración de gases en tiempo real, bajo el escenario de tener equipos trabajando, caso contrario estarán apagados esperando se den las condiciones que amerita su funcionamiento. El uso de silenciadores es de forma general, sin excepción alguna, logrando niveles de ruido menores a 75 decibeles. Se evita utilizar mangas de ventilación en las labores mineras principales, solo se usan en el frente de avance. El sistema de inversión de giro automático, requisito legal establecido, se encuentra implementado en los ventiladores principales, la activación de estos, inhabilita los ventiladores secundarios.

Operación remota de equipos

La operación remota de equipos ya es una realidad y una necesidad en la minería, en nuestro caso consideramos los siguientes procesos: la perforación es automática y remota, se cuenta con los equipos y las especificaciones de requerimiento que estos necesitan para su correcto funcionamiento. También la etapa de limpieza considera una operación remota, el rompedor de banco es también remoto. Todos los equipos tienen la opción manual de ser necesario el uso.

Ubicación del campamento minero

Un tema que tomó tiempo considerable es definir la ubicación del campamento minero, el análisis de las ventajas y desventajas define que la ubicación estará próximo a la boca mina del proyecto, ventajas: eliminación del riesgo de traslado con vehículo a un grupo numeroso, “Mayor Exposición” de darse el caso de un campamento alejado. Impacto ambiental por el menor consumo de combustible para el propósito de trasladar y los impactos que esto involucra. Mayor tiempo disponible para el descanso de los trabajadores antes del inicio de sus actividades. Control de ingreso de productos no autorizados, también el control de salida de materiales fiscalizados. Algo que se identificó durante este proceso es, que logramos hacer un uso óptimo de toda la infraestructura que ya estaba considerada para la operación: la fibra óptica, internet, salas de capacitación, vestuarios, comedores, centros de recreación, paneles digitales de información y difusión.

Una de las desventajas era la exposición al ruido del campamento, el cual perjudicaría el descanso de los colaboradores, lo que se solucionó dejando en el diseño la boca mina alejada del radio de influencia de la operación, se complementó con el uso de material termo acústico para la construcción de los componentes.

Sistema de trabajo

El sistema de trabajo que favorece a mejorar los indicadores de rotación laboral del sector, es el 2x1, alineado también a lo establecido en nuestras demás unidades en operación.

Capacitación con simuladores

El tema de capaciones considera como pilar el uso de simuladores, lo que debe permitir lograr niveles altos de adherencia, traducido en la eficacia que alcanzaremos.

La implementación se realiza en una continua coordinación entre las áreas correspondientes de la compañía con especialistas de nuestros propios socios estratégicos en cada rubro considerado, logrando así tener las mayores consideraciones posibles.

Monitoreo de equipos

El sistema de monitoreo de equipos está enteramente relacionado a la estructura de transmisión de información en tiempo real. Poniendo énfasis en el funcionamiento del sistema da anticolisión que se considera en todos los equipos móviles.

Adicionalmente permite estar monitoreando en tiempo real los rendimientos de cada uno de ellos y ver el alineamiento de todo el sistema para el logro de objetivos.

Monitoreo de personas

El sistema de monitoreo de personas está enteramente relacionado a la estructura de transmisión de información en tiempo real. El objetivo principal es asegurar la ubicación de los colaboradores en interior mina y garantizar que todos estén fuera del alcance de los riesgos identificados en determinado momento del proceso de operación.

Otro propósito es tener un sistema de nos permita saber cuándo un colaborador requiere asistencia inmediata sin necesidad de que este lo solicite, lo que normalmente es porque se le imposibilita por ciertas condiciones que este atravesando.

Componentes superficiales

La ubicación de los componentes superficiales tiene una alta importancia, debido a que es parte de las demás acciones que se tomaron para el logro del objetivo principal del proyecto. En sujeción al lineamiento establecido, la ubicación de cada uno de estos, obedece a ser accesible, manióbrale y con una respuesta inmediata en caso de desvió. Entre los principales que destacamos en esta oportunidad son:

Casa fuerza

Considerado como riesgo alto, debido a que todo el sistema establecido gira en torno a este componente, lo que amerita tener medidas de contingencia en caso de desvió, se contempla generadores eléctricos diésel de contingencia, que entrarían en funcionamiento automáticamente en caso de falla del sistema principal.

Planta de tratamiento de agua

La planta de tratamiento de agua, se encuentra en interior mina, esto con el propósito de asegurar la calidad del agua antes de ser vertida al último punto de monitoreo ubicado en superficie. El punto de monitoreo de superficie cuenta con un sistema de retorno de agua a la planta de tratamiento de interior mina, esto ocurre automáticamente cuando los LMP establecidos no se cumplan, activando de inmediato a las áreas responsables y capacitados para solucionar el desvió.

Semaforización y CCTV

Esta parte del proyecto está referida a la explotación de todos los recursos en cuanto a equipamiento y señalización de tránsito, esto tiene como alcance tanto superficie como el transporte en interior mina. Destacamos el control de conteo e identificación de vehículos, monitoreo de velocidad, restricciones de ingreso, etc. Todo esto sin necesidad de tener personal destinado exclusivamente para este propósito.

Resultados de la implementación

Entre los principales pronósticos de resultados mostramos los referidos a Seguridad, Medio Ambiente y Productividad.

En cuanto de los indicadores de seguridad ver la Figura 13.

En cuanto a al índice de desempeño ambiental (IDA) ver Figura 14.

Productividad alta y dentro de las más destacadas en el sector y con características similares (ver Figura 15).

Conclusiones

1. El diseño y automatización del proyecto trae consigo beneficios notables en temas de menor exposición de los colaboradores a actividades rutinarias, que son la causa principal de eventos no deseados.

2. La automatización minimiza el riesgo de cometer desvíos en el proceso rutinario de las actividades unitarias, garantizando la calidad del producto final.

3. Tener la operación interconectada permite optimizar el uso de los recursos y lograr una menor desviación estándar en los resultados finales.

4. El consumo óptimo de energía eléctrica, menor consumo de combustible y de generación de residuos, ayudan a tener un mejor indicador de desempeño ambiental.

5. Una fusión de los beneficios de cada consideración que toma en cuenta el diseño y la automatización, nos permite lograr una alta productividad y menores costos.

Agradecimientos

Agradecemos a la familia que nos brinda el apoyo para seguir desarrollando un trabajo apasionado en el sector minero.

Bibliografía

Ingeniería de Detalle “Calculo de reservas proyecto Yumpag”, 2017.

Ingeniería conceptual “Diseño de componentes superficiales” BISA, 2019.

Ingeniería de detalle “Diseño de mina subterránea”, 2018.

Ingeniería conceptual “Automatización de actividades unitarias, Proyecto Yumpag”, 2019.