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SISTEMA MODULAR PARA REEMPLAZO DE FAJAS TRANSPORTADORAS

Por: William Aguilar Chuquimia, Víctor Quispe Beltrán y Aurelio Vera Rojas, Sociedad Minera Cerro Verde.


Introducción

El proceso de reemplazo de fajas transportadoras de gran longitud, históricamente se ha realizado bajo metodologías que involucran la participación directa de personal expuesto a la maniobra, así como una gran cantidad de equipos y grandes espacios para retirar la totalidad de una faja de gran longitud. Estos trabajos no solamente pueden depender del error por factor humano, dejando algunas energías mecánicas sin control y que estas al no ser controladas, podrían ocasionar daños a las personas y equipos.

Los principales procesos que se revisarán y comentarán en este trabajo de investigación son:

ν Procesos de sistema tradicional de reemplazo de fajas transportadoras.

ν Procesos de sistema modular para reemplazo de fajas transportadoras.

Se ha observado en diferentes plantas de procesamiento de mineral, que la metodología aplicada para el reemplazo de fajas transportadoras, no es siempre la más adecuada, motivo por el cual, en el presente trabajo, se muestra un nuevo método que utiliza una combinación de diferentes equipos y sistemas, que hacen que el reemplazo de fajas transportadoras se haga de una manera más controlada, segura y ordenada.

La metodología planteada, además cuenta con la ventaja de contar con todos sus sistemas modulares, de tal manera que no afecta en la pre ni posmaniobra de reemplazo de fajas, lo cual, al poder ser utilizado en diferentes maniobras, hacen que también se logre un considerable ahorro de costos y optimización de equipos.

El nuevo sistema, a la fecha no cuenta con ningún evento registrable en cuanto a daños a personas ni equipos, siendo un sistema más confiable y seguro.

Los principales problemas detectados del método tradicional de reemplazo de fajas transportadoras son:

ν Requerimiento de gran espacio disponible (no aplicable para todas las fajas).

ν Requerimiento de maniobras adicionales posjalado, para disposición de faja vieja.

ν Bloqueo de vías principales, accesos y bloqueo a unidades de emergencia.

ν Interacción directa con equipo pesado (dependencia directa del error por factor humano).

Objetivos

ν Establecer un diseño óptimo y seguro para los sistemas de reemplazo de fajas transportadoras.

ν Lograr que los equipos utilizados para el reemplazo de fajas transportadoras, sean modulares y que puedan adecuarse a cualquier maniobra de cambio bajo cualquier condición.

ν Determinar la combinación más apropiada y coordinada de los sistemas para reemplazo de fajas transportadoras.

Desarrollo

Mejora del sistema de reemplazo de fajas transportadoras

Antecedentes y descripción de la problemática anterior

Las maniobras realizadas para el reemplazo de fajas transportadoras, en muchas oportunidades, se realizan con métodos que involucran el uso de equipo pesado móvil, bolardos de transición o quiebre de faja (ver Figuras 1 y 2), extensión de faja usada sobre el terreno, corte de faja luego de cada jalado, interrupción de vías principales debido a la magnitud del equipo, que en muchos casos puede interrumpir el libre acceso a unidades de emergencia.

La maniobra, al requerir un gran espacio para el retiro de toda la longitud de la faja, también perjudica a las actividades de mantenimiento de otros equipos aledaños. En muchos casos varios de los equipos principales para el procesamiento de mineral se encuentran cercanos al circuito de fajas de una planta concentradora.

Otro aspecto a optimizar en las maniobras tradicionales, es el tiempo. Se debe considerar que, si bien es cierto, el jalado con equipo pesado móvil, puede ser similar al jalado de faja con un equipo especializado de enrollamiento, se requieren trabajos adicionales, tales como corte de faja después de cada jalado, trabajos posjalado para disposición final de faja usada en rollos pequeños, alineamientos manuales con equipos durante el proceso de jalado, entre otros.

Mediante la utilización de bolardos para el quiebre de faja en todas las transiciones encontradas (ver Figura 3), se daña la faja usada, provocando un riesgo no identificado debido al manejo de altas tensiones y se debe considerar también que una faja usada ya cumplió con su tiempo de vida, así como que cuenta con muchos cables rotos internamente, por lo que realizar estos quiebres bajo tensiones elevadas en una faja vieja, considera un peligro para las personas que participan monitoreando a lo largo de la maniobra (ver Figura 4).

En la Figura 1, se muestra lo anteriormente descrito, mostrando claramente que para una faja de aproximadamente 500 metros de longitud, se requiere el espacio equivalente a su longitud para poder retirarla en un tiempo promedio, en caso de realizar el jalado de faja en tramos pequeños, sin necesidad de cerrar vías principales de tránsito, el equipo móvil deberá ir y volver muchas veces y es sabido que estos equipos de gran magnitud, tienen un desplazamiento lento, por lo que hace ineficiente el sistema.

En muchas oportunidades, el espaciamiento disponible aledaño a las fajas, no siempre es amplio. Igualmente, la disposición de las fajas, queda dentro de edificios como chancado secundario o terciario, en los que el sistema tradicional no siempre es el más adecuado y se deben de fabricar facilidades para cada faja transportadora, las cuales generalmente se quedan de manera permanente y solamente son usadas cuando se requiera cambiar la faja transportadora, lo cual es un periodo aproximado de 3 años.

La caída de material desde la faja hacia la chancadora secundaria genera un desplazamiento hacia afuera del aire desde el espacio que se configura entre el chute y la chancadora llamada cámara 1 (ver Figura 1), es decir se tiene aire-polvo con presión positiva que está tratando de escapar por cualquier abertura u holgura que existe en el faldón de jebe.

Antecedentes y descripción del nuevo sistema para reemplazo de fajas transportadoras

El nuevo diseño contempla el uso de los siguientes equipos principales:

ν BeltWinder o enrollador de faja.

ν Torcedor de faja.

ν Carrete de faja usada.

ν Estación de polines guía.

ν Faja plegada o libro de faja.

ν Estructuras complementarias de soporte.

El BeltWinder es utilizado como traccionador y enrollador de faja, el cual, al estar instalado en el eje de la faja, realiza el enrollado directo, el que queda ya listo para su disposición en un carrete de faja vieja (ver Figura 6), el cual queda listo para ser transportado en un camión cama baja.

La faja nueva tiene dos alternativas de posicionamiento. La primera usa un sistema de faja plegada (ver Figura 7), el cual consiste básicamente en el apilamiento de faja en pliegues, de tal manera que una capa este sobre otra en una longitud que, dependiendo del tamaño total a reemplazar, va aumentando tanto en altura como en largo. Este sistema lo utilizamos principalmente cuando contamos con fajas de gran longitud, llegándolo a utilizar incluso en fajas Overland, bajo la misma metodología. Este sistema cuenta con unos tubos guía para cada blonda de faja, así como un sistema de guiadores que la mantienen alineada.

El segundo método, de alimentación de faja utiliza el mismo principio mostrado en la Figura 6, que almacena la faja nueva en un carrete, el cual va sobre un atril que sostiene el conjunto eje-carrete y que es instalado también en el mismo eje de la faja que a medida que el BeltWinder va enrollando la vieja, la nueva es alimentada en el otro sentido, ya sea con el carrete de o con el sistema de faja plegada.

Cuando se utiliza este segundo, se requiere de un torcedor de faja, cuyo funcionamiento es mediante un sistema de rodillos que giran de manera independiente uno respecto a otro, lo que permite que la faja no sea dañada al momento de hacer el quiebre de 90°.

Los torcedores de faja cuentan con un sistema adicional de guiadores a la entrada y salida, el que en todo su recorrido, garantiza que esté siempre guiada.

En las maniobras de reemplazo de cintas transportadoras, en su mayoría utilizamos dos torcedores que permiten que la faja plegada tenga un primer quiebre de 90°, direccionándolo hacia sí misma y, posteriormente, es recibido por otro torcedor, que va instalado sobre una mesa y logra que la cinta ingrese de manera limpia.

El conjunto de estos elementos, sumados a otros secundarios, hacen que se realice una maniobra segura y óptima con el involucramiento directo de solamente una persona que tiene todo el control de la maniobra en un equipo enrollador de faja, el cual se posiciona siempre en el mismo eje de la cinta transportadora y este realiza el enrollado de faja por el lado de carga o retorno (dependiendo de la maniobra y la configuración).

Este diseño, ha permitido realizar maniobras de reemplazo de cintas de manera más segura, ya que solamente se involucra directamente a una persona que es el operador, quien tiene el control de toda la maniobra mediante la utilización de un mando que controla el BeltWinder.

El nuevo sistema, utiliza unos empalmes mecánicos temporales, que garantizan que la unión entre faja nueva y usada, sea confiable, preparada para soportar las tensiones generadas durante el proceso de jalado.

Todos los equipos utilizan un sistema de contrapesos (ver Figura 12), que contrarrestan los momentos generados por las tensiones provocadas al momento de traccionar y enrollar.

Los elementos que se involucran en la maniobra, cuentan con sus respectivas memorias de cálculo y diseño específico para cada actividad, según la configuración y longitud de cada faja.

Todas las estructuras del sistema actual son modulares, las cuales hacen que puedan ser reutilizadas en todas las maniobras, adecuando los equipos al entorno.

Resultados

ν Con el nuevo sistema, se ha conseguido reducir la exposición de personas durante la maniobra de cambio de faja.

ν Los riesgos de seguridad son controlados con equipos especiales, diseñados específicamente para estos procesos.

ν Se obtuvieron maniobras previsibles, monitoreadas y controladas.

ν Se ha disminuido la zona impactada por la maniobra, evitando el cierre de vías principales.

ν Se ha reducido el uso de operadores y personas de mantenimiento involucradas en la maniobra.

ν La mejora en el sistema a la fecha no ha tenido ningún incidente ni para personas ni para equipos.

ν Se ha generado un ahorro de costos aproximado de 1 millón de dólares por 5 maniobras de fajas realizadas, debido al ahorro en fabricaciones para cada cinta transportadora.

Conclusiones

1. El sistema modular propuesto, puede ser adaptado a cualquier configuración de faja transportadora de acuerdo a cada unidad minera.

2. Entender y aplicar nuevos sistemas y la combinación de los mismos, haciéndolos de manera controlada, con menores tiempos y de manera segura, ha sido la base de esta optimización en las maniobras presentadas en este documento.

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