Corre Amlp

RE_Sistema de Transporte Pelambres 1 / 1421.03.aa / 13:00

SISTEMA DE TRANSPORTE POR CORREAS EN TUNELESDESCENDENTES EN LOS ANDES CHILENOS

W. Dittrich y O. Einenkel, Alemania

1. Introducción

La minería de cobre se mantiene en Chilecomo la actividad económica más importante.Para explotar el mineral del yacimiento “LosPelambres” con ley media de cobre 0,63% enforma económicamente rentable, se utilizóminería a cielo abierto. Debido al riesgo deavalanchas existente en el sector, la plantaconcentradora fue construida en un lugaralejado de la mina. Se hizo necesarioentonces transportar el mineral desde lamina hasta la planta concentradora.

Como solución más rentable para esteproyecto se diseñó e implementó un sistemade transporte por correas, construido entúneles descendentes. Como consecuencia dela gran longitud y fuerte pendiente delsistema de transporte, las tensiones en lacinta con alma de cables de acero fue elparámetro de diseño predominante,resultando una cinta del tipo ST 7800.Tensiones dinámicas adicionales en la cintadurante condiciones de operacióntransientes deberán ser evitadas.

En consecuencia se instalaron sistemas deaccionamiento de frecuencia variable de altacapacidad.

La potencia nominal de cada unidad motriz es2.500 kW.

Fue necesario realizar desarrollo técnicopara muchos de los componentes que formanparte de este Sistema de Transporte.Consecuentemente, la tecnología deltransporte por correa ha recibido nuevos eimportantes impulsos.

2. El Proyecto

El Proyecto “Los Pelambres” de CompañíaMinera Los Pelambres Ltda. considera entreotros abrir una mina para extraer mineral decobre a cielo abierto y construir una PlantaConcentradora en los Andes chilenos, en unsector ubicado aproximadamente a 200 km alnorte de Santiago (Fig. 1).

Fig. 1: Mina Los Pelambres

Dr.-Ing. W. Dittrich y Dipl.-Ing. O. EinenkelRheinbraun Engineering und Wasser GmbHStüttgenweg 2, D-50935 KölnTel.: 0221 480 1301 * Fax: 0221 1350


Las reservas del yacimiento de mineralpotencialmente explotables ascienden aaproximadamente 4 x 109 toneladas, conuna ley media de cobre de 0,52 % durante lavida del proyecto. La mina subterráneaexistente fue reemplazada por una mina acielo abierto, de mayor capacidad y mayorrentabilidad. Este método de extracciónpermite extraer 932 x 106 t de mineral conuna ley de cobre de 0,75% y un contenido demolibdeno de 0,021%. Se ha programadoproducir aproximadamente 743.000 t/a deconcentrado de cobre durante los 10 añosiniciales, las cuales equivalen a 246.000 t decobre fino. Adicionalmente, también seextraerán pequeñas cantidades de metalesnobles.

En el diseño de la mina, de la plantaconcentradora y del sistema de transportese aplicaron los siguientes parámetrosprincipales:

Fase inicial: años de producción 1º al 5º

85.000 t de mineral/díacon una ley de cobre ~ 0,85%

Expansión: a partir del 6º año de producción

125.000 t de mineral/díacon una ley de cobre ~ 0,85%

La particularidad del proyecto reside en laaltura de ubicación de la mina (+3.200m.s.n.m.) y el riesgo presente de avalanchas.Por ello, la planta concentradora debió serlocalizada lejos de la mina, en un lugar dondeeste riesgo no existe (+1.600 m.s.n.m.). Sedecidió realizar el transporte del mineralmediante un sistema de correas enpendiente, instaladas en túneles. El éxitoeconómico del proyecto, que demandó una

inversión de 1.400 millones de dólares,estaba así directamente relacionado con ladisponibilidad del Sistema de Transporte.El concentrado de cobre producido, conaproximadamente 35% contenido de cobre,es bombeado utilizando una cañería de 194mm de diámetro sobre una distancia de 120km hasta las nuevas instalaciones portuarias,construidas a orillas del mar. Aquí, elconcentrado es desaguado y cargado abarcos para su exportación.Bechtel Chile Ltda. fue el encargado de laadministración general del proyecto. Lafabricación y suministro del Sistema deTransporte correspondió a Krupp/Canadá encalidad de contratista principal, mientras quea Siemens AG le correspondió, comosubcontratista, suministrar e instalar elequipo eléctrico asociado al Sistema deTransporte.

Rheinbraun Engineering und Wasser GmbHparticipó activamente en el proyecto,actuando como Consultor Técnico deCompañía Minera Los Pelambres.

En el marco de esta consultoría, RheinbraunEngineering und Wasser GmbH definió losparámetros básicos del Sistema deTransporte y revisó y completó los capítulosprincipales de la Bases de Licitación delmismo. Asimismo, a Rheinbraun Engineeringle correspondió participar como consultorpara Los Pelambres durante la construcción,fabricación, montaje y puesta en servicio dela instalación.

En la actualidad, el sistema de transporte hacumplido los primeros años de operación. Lapuesta en marcha se efectuó en octubre de1999.


3. Transporte de Mineral

Fueron estudiadas diversas alternativas detransporte para trasladar el mineral desde lamina hasta la planta concentradora.

Finalmente, Minera Los Pelambres decidió laconstrucción de un sistema de transporte entúnel, de 12 km de longitud aproximada.

Decisiva en esta decisión fue la proteccióncontra avalanchas que ofrece el túnel, asícomo también la posibilidad real que estasolución ofrece para minimizar la distanciade transporte. Sin embargo, minimizar lalongitud de transporte tiene comocontrapartida maximizar la pendiente de lascorreas y, sobre todo, las tensiones en lacinta.

No fue posible justificar económicamente lainstalación de un Sistema de Transporteredundante, dado los mayores costos queimplica la construcción de un túnel de mayorsección que requiere esta solución (Fig. 2).Para contrarrestar este hecho, se incorporóal diseño el concepto “coeficiente derecuperación” o “catch up”, el cual le otorgaal Sistema de Transporte una capacidad detransporte adicional, la cual le permiteresponder ante bajas de producción en lamina o ante fallas inesperadas del Sistemade Transporte mismo. Para el sistema dePelambres, el “factor de recuperación”utilizado fue fc = 1,35.

Fig. 2: Sección de túnel

Económicamente, el “factor de recuperación”queda justificado cuando se compara lapérdida de producción diaria de 680 t decobre con un valor de 1,7 millones de marcosalemanes con el aumento del costo deinversión del Sistema de Transporte queimpone el “factor de recuperación”. Conconsideración de este factor, se obtiene lasiguiente capacidad del Sistema deTransporte:

85.000 x 7 x 1,35� Fase inicial = 160 x 0,87

= 5.800 t/h

127.500 x 7 x 1,35� Expansión = 160 x 0,87

= 8.700 t/h

Donde:

160 = Horas de operación por semana0,87 = Disponibilidad del sistema7 = Días de operación por semana

Durante la etapa de optimización del sistemade transporte fue necesario considerar quetanto las unidades motrices de cada correacomo también las estaciones detransferencia entre ellas fueran dispuestasal exterior de los túneles, para permitir unfácil acceso a las instalaciones durante laconstrucción y para las labores demantenimiento de los equipos.

Se consideraron los siguientes criterios dediseño:


� Especificación de la cinta < ST 8000N/mm;

� Conjuntos de accionamiento en elexterior de los túneles;

� Idénticos componentes para losaccionamientos de las tres correas;

� Conjuntos de potencia unitaria 2.500kW;

� Dos tambores de accionamiento porcorrea;

� Condiciones ambientales particulares dellugar de instalación, tales como alturasobre el nivel del mar, temperatura ycondiciones de alta montaña.

El Sistema de Transporte está conformadopor tres correas de longitudes de 5.905 m,5.281 m y 1.467 m, respectivamente. Lapendiente media es 11%, presentando enalgunos sectores pendientes hasta 24%.

Tanto el concepto utilizado en el trazado delas correas, así como también en la definiciónde la capacidad del sistema no habían sidoaplicados mundialmente en el transporte deminerales duros. En la Fig. 3 se muestraesquemáticamente el Sistema de Transporte.

Fig. 3: Sistema de Transporte

4. La realización

4.1 Problemas técnicos

¡ Un corte de cinta sería fatal para todo elproyecto !

Existen limitaciones técnicas para elaumento de capacidad de una cinta,específicamente en el empalme. Hasta lafecha se han realizado empalmes de cintasde cable de acero con una resistencia deruptura nominal ST 7500 (Mina subterráneaProsper Haniel en Alemania). Para elproyecto “Los Pelambres”, se considerótécnicamente factible el diseño de cintas conresistencia nominal ST 7800 y 50% deresistencia en el empalme. La restricción queimpone la calidad de la cinta fue el criteriodominante en el diseño y en la optimizacióndel Sistema de Transporte. Fue, por lo tanto,necesario minimizar las solicitacionesdinámicas adicionales en la cinta mediante laselección adecuada de los sistemas deaccionamiento y frenado. El análisis dinámicodetallado de las solicitaciones en la cintaconstituyó la base para la definición de todoslos demás criterios de diseño.

4.2 El diseño de la cinta

El diseño de la cinta fue realizado segúnnorma DIN 22 131. La resistencia nominal de7.800 N/mm se obtiene mediante 93 cablesde acero de 13 mm de diámetro y paso 18,8+/- 1,5 mm.

Los espesores de cubierta superior einferior fueron fijados en 19 mm y 10 mm,respectivamente. La cubierta superior de lacinta fue reforzada con un tejido textiltransversal para aumentar la resistencia alimpacto. De importancia primordial fue laexigencia de obtener una resistencia en elempalme equivalente al 50% de la resistencianominal de la cinta, lo cual debía verificarsecon ensayos establecidos en la norma DIN22 110. Con ello se demostraría la resistenciaa la fatiga del empalme. Los ensayos fueronrealizados en la Universidad Técnica deHannover / Alemania.


Para cada uno de los tramos de cinta,Rheinbraun AG realizó ensayos de calidadindependientes en sus propios Laboratorios.Como ya se ha mencionado, tanto la cintacomo el empalme constituyen el elementocrítico de la instalación. Diversas instanciasde control ayudan a reducir los riesgos. Unnuevo sistema para la supervisión de losempalmes fue desarrollado especialmentepara el proyecto e incorporado al sistema. Enla Fig. 4 se muestra el armado de la cinta.

Fig. 4: Armado de la cinta

4.3 El sistema de accionamiento

Para evitar cargas dinámicas adicionales en lacinta, fueron analizadas previamentediferentes alternativas técnicas deaccionamiento (accionamiento directomediante motor sincrónico; motor de rotordevanado con freno de corriente continuaalimentado desde baterías y accionamientoauxiliar independiente para mantenimiento; yaccionamiento de velocidad variable conmotor jaula de ardilla, entre otros), según lossiguientes criterios:

� Paso suave desde los modos de operaciónmotorizado / regenerativo al modo defrenado;

� Control seguro del sistema deaccionamiento durante las partidas ydetenciones hasta velocidad cero enmodo regenerativo;

� Frenado electrodinámico durante falladel suministro eléctrico.

El sistema de accionamiento directo fuedescartado debido a los altos costos deinversión asociados, así como también debidoa las complejidades técnicas para realizar elfrenado electrodinámico durante falla delsuministro eléctrico.

Bajo consideración del análisis dinámico delos esfuerzos en la cinta, se dio preferenciaal motor jaula de ardilla de velocidadvariable, puesto que satisface de mejorforma los criterios establecidos.

La Fig. 5 muestra las exigencias al sistemade accionamiento, así como también losmodos de funcionamiento con los torquesasociados, en función de las revoluciones delmotor.

Fig.5: Curva característica del sistema deaccionamiento; 2.500 kW; 6-polos;vnom = 6 m/s


La reserva relativamente alta de control develocidad del 20 % y la capacidad desobrecarga sirven para asegurar un controlconfiable del sistema de accionamiento encaso de condiciones de operación noestacionarias. El sistema se detienenormalmente mediante un frenadoregenerativo. En caso de una falla en elsuministro eléctrico, se realiza un frenadoelectrodinámico mediante choppers; esto es,la energía mecánica disponible se conmuta víael inversor lado motor, al circuito decorriente continua y desde este último, aresistencias de acero fundido, no ventiladas.Las resistencias fueron diseñadas para unaoperación de frenado por hora de la correaen condición de carga nominal.

En caso de una falla del sistemaelectrodinámico entran en operación frenosmecánicos de accionamiento hidráulico.Dependiendo de la condición del sistema ydel tipo de falla, se han programadodiferentes etapas de frenado para el frenomecánico. Durante una falla del suministroeléctrico, tanto los controles como loselementos para monitoreo y los ventiladoresde los convertidores del sistema deaccionamiento son alimentados sininterrupción desde una red respaldada conbaterías.

En principio, el sistema de accionamientoseleccionado permite aumentar la generaciónde energía durante el transporte mediante laoptimización del uso de la sección de la cinta.A esta opción, la cual, según se hademostrado, trae consigo un ahorro deenergía del 25% en correas horizontales, serenunció deliberadamente en este caso, yaque la utilización del 100% de la sección detransporte aumenta al máximo la solicitaciónen los componentes del transportador,especialmente de la cinta.

La Fig. 6 muestra el posible aumento de larecuperación de energía en la primera de lascorreas que conforman el sistema detransporte.

Fig. 6: Ahorro potencial de energía al emparejar lavelocidad de la cinta a la capacidad real dela correa; aplicado a la correa CV-005

A pesar de ello, la recuperación de energíase mantiene en niveles importantes para elproyecto. Bajo consideración de uncoeficiente de fricción total teórico segúnDIN 22 101 igual a f = 0,015 para el sistemade transporte, la energía generada al añoasciende aproximadamente a:

� 56 GWh para 85.000 t/día ~ 3 millones de marcos alemanes/año

� 97 GWh para 127.000 t/día ~ 5 millones de marcos alemanes/año

En el ejercicio anterior se ha considerado unprecio para la energía de 52,5 marcosalemanes/ MWh.

Para demostrar el cumplimiento de losparámetros de diseño establecidos fueensayado exitosamente en el DynamowerkBerlin de Siemens AG una unidad motrizcompleta (constituida por el inversor depotencia, chopper y dos motores) en


condiciones de operación motorizada yregenerativa, adicionalmente a los ensayosde rutina y de modelo que se realizanhabitualmente a los componentesindividuales. La figura 7 muestra el armadofinal de la unidad motriz de 4 x 2.500 kWpara una correa.

Fig. 7: Estación motriz con 4 motores (disposiciónfinal)

4.3.1 Conmutadores

Las tres estaciones motrices son alimentadascon energía eléctrica desde un anillo de 23kV, instalado en el túnel junto al Sistema deTransporte. Este es alimentado desde lasubestación general de 220/23 kV, la cual seencuentra ubicada junto a la PlantaConcentradora. El equipamiento eléctricopara las correas ha sido instalado encontenedores prefabricados, agrupado porfunción, y probados en fábrica.

Cada estación motriz tiene asociado supropio contenedor, en el cual se ha instaladoel equipo de alta tensión, el sistema dealimentación de energía eléctrica de respaldo(unidad UPS) y las baterías. En contenedoresseparados se ha dispuesto, para dos unidadesde 2.500 kW, los inversores de potencia, loschoppers, el equipo de control y el equipoauxiliar.

La climatización de los contenedores serealiza mediante sistemas de refrigeraciónredundantes con intercambiador de calor.Estos sistemas consideran un 5% derenovación de aire, y han sido montados en eltecho de cada contenedor. Los equipos debendisipar el calor generado por las pérdidas deenergía de los conversores (~ 75 kW /unidad de 2.500 kW a capacidad nominal).

4.3.2 Conversores

Para cada sistema de accionamiento de2.500 kW se ha previsto un conversor de lassiguientes características:

� Capacidad nominal : 3.440 kVA� Tensión nominal : 3.000 V

Se destacan las siguientes característicasdel equipo:

� Diseño del conversor completo sinfusibles.

� Diseño idéntico del módulo de la faseGTO, tanto del lado de la red como dellado del motor.

� Pulsación de tres puntos.� Perfil de pulso optimizado.� Control del factor de potencia del

inversor de potencia del lado de la red.

Tanto el conversor como el chopper sonenfriados en forma directa mediante unventilador de reserva acoplado directamenteal inversor de potencia del lado de la red ydel lado motor, respectivamente.

Son justamente las pérdidas relativamentebajas de los elementos de los módulos GTO(pulsación de tres puntos, restricción de lasfrecuencias de pulsación) las que generan lascondiciones para el funcionamiento de losconversores enfriados, bajo los


requerimientos de potencia y las condicionesde altitud existentes. Tal como en el caso deoperación de una máquina sincrónica en lared, es el control de vector el que permite eluso de la variable de control del factor depotencia para el inversor de potencia. Elinversor de potencia de la red controla nosólo el voltaje de corriente continua en elcircuito intermedio, sino que también lascorrientes del transformador, en formaseparada para la corriente activa y lacorriente reactiva. Esto permite que lacorriente reactiva sea incorporada en formaseparada, en la medida de las reservas depotencia de la unidad motriz,independientemente de la potencia efectivamomentánea, y compensar así tambiénpotencias reactivas de otros consumidores.

4.3.3 Motores

Los motores, de protección IP 55, disponende una carcasa de acero de construcciónsoldada, con tubos de ventilaciónincorporados. Esta construcción es robusta yha sido probada con éxito en motores (derotor devanado) para estaciones motricesusadas por Rheinbraun AG en correastransportadoras en sus minas de carbón. Elaire de enfriamiento es aspirado en el ladoposterior mediante rodetes bi-direccionales.Tomando en consideración la altura deinstalación de los motores, el aumento detemperatura permitido para la clase deaislación de los motores (clase B), comotambién la condición que el aire calentadopor los motores no debe calentarexcesivamente los reductores, se instalaron902 tubos de enfriamiento de aceroinoxidable en el estator del motor (ver Fig.8).

Fig. 8: Motor de 2.500 kW

La absoluta estanqueidad al polvo de lostubos de refrigeración y de las conexioneshacia el interior del motor debió serdemostrada en fábrica, mediante ensayosespeciales. Los motores han sido fabricadoscon extensión de ejes en ambos extremos,pero sin chavetero y chaveta. El montaje delacoplamiento se realiza en forma hidráulica.El descanso fijo queda en el lado delaccionamiento. Cada motor ha sido dotadode:

� Calefactores para evitar condensación.� Detectores de temperatura en los

enrollados y en los descansos.� Tacómetro digital redundante.� Detector de vibraciones en los descansos

del motor.

Potencia nominal 2.500 kWTensión nominal 3.000 VFrecuencia nominal 50 HzVelocidad nominal 995 rpmFactor de potencia 0,87Eficiencia 0,96Torque máximo/nominal 2Momento de inercia 360 kgm-1

Peso 16.000 kg


4.4 Componentes mecánicos

4.4.1 Reductores

Respaldados por la experiencia deRheinbraun AG, fueron licitados y adquiridosreductores reversibles de ejesperpendiculares, de engranajes helicoidales.Los requerimientos especiales que debiócumplir el fabricante fueron la alta potenciade 2.500 kW y la relación de reducción dei = 22. Por otro lado, el fabricante debióconsiderar que los reductores seríanutilizados en un sistema de correasregenerativo. En sistemas de este tipo, encada proceso de partida se atraviesa unafase de carga cero. Esta característicadebe ser considerada en la selección de losrodamientos y del tipo de aceite, para evitardaño en los rodamientos. Igualmente, poreste motivo se especificó un aceite sintético.Para el reductor se utilizó lubricación deltipo de arrastre, libre de mantenimiento.Esto conlleva a un limitado enfriamientoexterior del aceite. Esta característica,junto con la altura de instalación de 3.000m.s.n.m., debió ser debidamente consideradaen el cálculo del calentamiento admisible delreductor. Cada uno de los reductores fueprobado en fábrica, bajo carga parcial de500 kW. Adicionalmente a las mediciones derutina efectuadas durante las pruebas,Rheinbraun Engineering und Wasser GmbHefectuó mediciones de vibración en cada unode los reductores.

El reductor destapado se muestra en lafigura 9.

Fig. 9: Reductor, 2.500 kW

4.4.2 Tambores

El diámetro del tambor queda determinadopor la tensión en la cinta. Tanto la presiónentre la cinta y la superficie del tambor, asícomo también sobre el cable de acero debenmantenerse dentro de determinados límites.Se seleccionó un diámetro de tambor de 2,5m. El diseño del tambor también fueinfluenciado por la experiencia ganada porRheinbraun AG en la operación con correastransportadoras. Como resultado de esaexperiencia, se especificó un diseño con ejepasado y manto soldado. La unión entre el ejey el tambor se realizó mediante manguitos deexpansión extra anchos. Para evitar queestos se suelten, se limitó la deformación deleje en forma importante. Tanto el diseño delmanto como el de los discos fueronverificados mediante análisis de elementosfinitos - FEM (Fig. 10). Este demostró que laseguridad operacional era suficiente. Lazona que mostró la mayor solicitacióncorrespondió a la presión superficial en elmuñón, generada por el torque prescrito parala fijación del manguito.


Fig. 10: Análisis del tambor por elementos finitos

4.4.3 Frenos

En cuanto a la selección de los frenos, laúnica opción viable correspondió a frenos dedisco. Debido a las exigencias especiales deseguridad que impone una correadescendente, los discos fueron instalados enel eje del tambor. Estos mismosrequerimientos también los cumplen losfrenos adicionales que fueron dispuestos enlos tambores de retorno no motorizados. Elcriterio utilizado para el dimensionamientode los frenos mecánicos fue considerar queéstos, ante una falla del frenoelectrodinámico, debían detener el sistemade correas en forma controlada bajocondiciones de carga nominal. Debido a laresistencia limitada de la cinta fue necesarioprestar especial atención al hecho de lograrun proceso de frenado controlado, de manerade mantener pequeñas las tensionesdinámicas adicionales en la cinta. Ladisposición de los discos de freno en el ejedel tambor presenta la ventaja adicional, queéstos pueden ser diseñados con un diámetromayor y tener así una mayor capacidad deabsorción de calor. En la figura 11 se muestrael arreglo de los frenos mecánicos.

Fig. 11: Disposición de los frenos mecánicos en unaestación motriz.

4.4.4 Estación motriz

Cada una de las tres correastransportadoras del Sistema de Transportetiene la estación motriz instalada en eltambor de cola. En cada estación se handispuesto dos tambores motrices y untambor de retorno. El primer tambor motrizfue diseñado para registrar las tensiones enla cinta. La posición del tambor de retornopuede ser modificada en dos posiciones, parafacilitar la ejecución de trabajos demantenimiento. La estación es anclada a lafundación mediante pernos de anclaje, quese ubican en el área bajo el primer tambormotriz. En este punto, las fuerzas de la cintason conducidas a la fundación. Comoelemento adicional de seguridad contradeslizamiento, se ha ubicado una fundaciónen forma de cuña entre ambas vigasprincipales. En esta se apoya una estructurafuertemente arriostrada.

A todos los lugares que requierenmantenimiento se llega a través de escalas,escaleras verticales y pasillos. La estaciónmotriz se muestra en la figura 12.


Fig. 12: Estructura de acero de una estaciónmotriz.

4.4.5 Carro repartidor

La distribución del mineral de cobre en elacopio se realiza mediante un carrorepartidor, instalado en la tercera correa delsistema de transporte. La capacidadimpuesta al acopio, así como lascaracterísticas propias del lugar, hicieronnecesario la construcción de una estructurade acero de aproximadamente 40 m dealtura, la cual debió ser diseñada con criteriosísmico. En la fase inicial del proyecto, lacarrera del carro repartidor es de 70 m,para aumentar a aproximadamente 100 mdespués de la expansión.

4.4.6 Abatimiento de polvo

Desde luego que los estándares ambientalesdeben ser observados también en Los Andeschilenos. Para satisfacer estosrequerimientos, se implementó un completosistema de abatimiento de polvo mediante elrociado de las partículas con agua y airecomprimido. Este tipo de equipo fueinstalado en todas las transferencias demineral entre correas, así como en losacopios. El acopio que alimenta la plantaconcentradora fue adicionalmente techado.

4.5 Control y Supervisión

Mientras el control y la supervisión de cadauna de las correas se efectúa en formaautónoma en las estaciones motricesmediante controladores programablesindependientes (S5-155H) que incluyenunidades de procesamiento centralredundantes, se efectúa la supervisión de lascorreas por medio de un sistema OTNredundante con bus de fibra óptica, al cualse conectan tres estaciones de operación(servidores) remotas. Durante operaciónnormal, una de las estaciones de operación(Fig. 13) monitorea el proceso de transportey registra los resultados. En caso de falla delconductor del sistema, el transporte puedecontinuar en la condición de operación deemergencia, durante la cual el monitoreo delsistema la efectúa el personal de operacióndesde las estaciones de transferencia, víalas estaciones OP-37. El enclavamiento de lascorreas del sistema de transporte entreellas queda garantizado por el sistemaProfibus.

Mientras la operación normal (operaciónenclavada) se realiza desde una de las tresestaciones de operación remotas, cadacorrea puede ser operada individualmentedesde paneles de control locales pararealizar labores de mantenimiento yreparación, ya sea a velocidad nominal ensentido del transporte o, condición vacía, avelocidad reducida en ambos sentidos.Durante labores de mantenimiento yreparación, tanto el estado de la instalación,como también algunas indicaciones de fallaimportantes le son informadas al personaldirectamente en la estación motriz (OP-7).

Los conversores, choppers y motores soncontrolados y monitoreados mediante elsistema de control del motor, Simadyn D. Latransferencia de datos entre los


controladores programables y el sistema decontrol del accionamiento, así como el equipoterminal periférico se efectúa mediante unsistema conductor separado local.Adicionalmente, un dispositivo deenclavamiento ha sido conectado mediantecables entre el Simadyn D y el controladorprogramable, el cual garantiza el frenadocontrolado y confiable del sistema detransporte durante una falla del conductorlocal.

La condición de carga del sistema detransporte es monitoreada y almacenadadurante la operación, utilizándose lainformación para predeterminar tanto eltorque motriz como el torque de frenadorequerido por el sistema de accionamientoeléctrico y el freno mecánico,respectivamente. Esta predefinición, enconjunto con rampas de velocidadcorregidas, dan como resultado unaoperación suave, tanto durante las partidascomo también durante las detenciones.

En caso de desperfecto de alguna unidadmotriz, ésta puede ser retirada de laoperación, si las condiciones de carga así lopermiten, y ser incorporado nuevamente alservicio después de eliminada la falla.Adicionalmente a la supervisión directa delsistema de accionamiento, se ha previsto lossiguientes dispositivos para la supervisión dela operación, así como para el reconocimientode irregularidades y anomalías:

� Pesómetros redundantes para lamedición, control y limitación deltonelaje;

� Control de la tensión en la cinta paramedición e indicación de la tensión en lacinta;

� Control del deslizamiento, parasupervisar el deslizamiento de la cinta

durante la partida y el frenado, así comodurante operación estacionaria;

� Control de sobrevelocidad, medianteinterruptor centrífugo redundante;

� Control de temperatura y vibración enlos descansos de componentesimportantes del sistema deaccionamiento:

� Control del nivel de aceite en reductoresdel sistema de transporte;

� Control del movimiento del carrorepartidor;

� Control del nivel del mineral en el acopio.� Sistema de detección y extinción de

incendios;� Control de temperatura, desgaste y

operación del freno mecánico;� Control del movimiento del contrapeso

del tensor y tambor de tensado;� Control de daños de la cinta para

detectar aparición de cables de acero ytejido de refuerzo;

� Control de roturas longitudinales de lacinta;

� Control de desalineamiento de la cinta,para evitar daño en los cantos;

� Control de empalmes para detectar iniciode fallas;

� Control en los traspasos para evitaratollo en chutes.

La respuesta a estos controles conduce amedidas escalonadas en la operación delsistema de transporte, tales como lassiguientes:

� Alarma;� Disminución de la capacidad de

transporte;� Bloqueo del sistema de partida;� Detención del sistema de transporte una

vez que haya sido vaciado;� Detención del sistema de transporte

según secuencia predeterminada.


Fig. 13: Control y Supervisión

5. Montaje y puesta en servicio

5.1 Montaje

La finalización del túnel y de trabajospreliminares previos a la construcción de lasestaciones de transferencia constituyeronlas condiciones para dar inicio al montaje delsistema de transporte. Sin embargo, el iniciodel montaje tuvo que ser postergado envarias oportunidades, debido a queproblemas geológicos, tales como lapresencia inesperada de aguas subterráneasy la menor resistencia de la roca, demoraronla construcción del túnel. Sin embargo, asiete meses de iniciados los trabajos demontaje, el sistema ya había logrado ungrado de terminación tal que permitió que lascorreas CV-006 y CV-007 pudieron iniciaroperación con carga parcial de 1.500 t/h.

Esto permitió, a su vez, verificarsimultáneamente los molinos y otrasinstalaciones de la planta concentradora.

5.2 Puesta en servicio

Adicionalmente a las pruebas habituales,fueron especialmente el comportamiento defrenado de cada correa y del sistema en suconjunto los que requerían ser probados yajustados. En su versión final, las pruebasreales de frenado demostraron unaconformidad con las especificacionesextremadamente satisfactoria. La figura 14muestra una curva de frenadoelectrodinámico a la capacidad de 5,800 t/h.

Fig. 14: Rampa de frenado, electrodinámico

Así mismo, la curva real de un proceso defrenado mecánico controlado coincidía engran medida con las especificaciones,evitándose una sobretensión dinámica en lacinta (Fig. 15).

Fig. 15: Rampa de frenado, control mecánico

Al ajustar los frenos mecánicos debetenerse en cuenta que en determinadassituaciones de emergencia, tales como fallaen el suministro de la tensión de control,

Rampa del PLC (%)Velocidad real de la cinta (%)

Rampa del PLC (%)Velocidad real de la cinta (%)


puede producirse frenado incontrolado. Enestos incidentes inusuales de operación,también debe evitarse que se produzcaderrames en las transferencias. En lo que aajuste fino se refiere, debieronconsiderarse diferentes condiciones decarga para cada correa, así como también lacapacidad limitada de los chutes.

Durante la fase de operación inicial delSistema de Transporte, el enfriamiento poraire de los conversores y choppers dio lugara algunos problemas. Fue necesario mejorarel sistema de control de temperatura, asícomo también el control de la humedad delaire. Adicionalmente, la primera experienciacon la UPS demostró que debía considerarseel dimensionamiento térmico y la disminuciónde la capacidad en altura.

Debe mencionarse que la cantidad de polvo yde suciedad generados durante el transportede mineral chancado es mucho mayor a laesperada. Será necesario mejorar losraspadores de correa y del sistema deabatimiento de polvo para reducir en elfuturo la labor de limpieza y salvaguardar laoperabilidad del sistema.

La puesta en servicio de los otroscomponentes principales se realizó enconformidad con el programa.

Para la configuración motriz instalada en lafase inicial, las pruebas demostraron unaoperación confiable del sistema para unacarga de aproximadamente 6.000 t/h. Estoconfirma el correcto dimensionamiento delos componentes mecánicos y eléctricos. Sinembargo, es aún prematuro para opinaracerca de la disponibilidad del sistema. Paraello ha de evaluarse estadísticamente unperíodo de operación más prolongado delsistema.

6. Resumen

Para el Sistema de Transporte descrito fuenecesario realizar desarrollo técnico paramuchos de los componentes usados. Porconsiguiente, la tecnología del transporte porcorrea ha recibido nuevos e importantesimpulsos. Las siguientes compañías realizaroncontribuciones importantes en el ámbito dela construcción, fabricación, suministro ydesarrollo:

� Krupp Canada Inc., Krupp Robins Inc.� Siemens Canada Ltd., Siemens AG� Phoenix AG, cintas� Conveyor Dynamics Inc.� Keller, reductores� Steller, poleas� Johnson, frenos� Tong Yang, Korea, estructura� Precismeca, Canada, polines� Sigdo Coppers S.A., montaje

Deseamos expresar nuestrosagradecimientos a estas empresas porhabernos permitido utilizar en este trabajosus fotografías y figuras. Agradecemosespecialmente al Grupo de Ingenieros deCompañía Minera Los Pelambres por laexcelente cooperación.

Traducido del Alemán e Inglés porDiether Martens Limpert05 de Marzo de 2003

Reproducción del artículo publicado enBRAUNKOHLE, Surface Mining,52 (2000) Nº 3 ; Mayo / Junio

Corre Amlp

Documents

Transcript of Corre Amlp