Maquinaria Esencial en Minería a Cielo Abierto: Carguío, Transporte y Optimización Operacional

Equipos de Soporte en Minería

Los equipos de soporte son fundamentales para la operación minera. Incluyen:

• Excavadoras
• Bulldozers
• Wheeldozers
• Motoniveladoras
• Camiones regadores
• Camiones lubricadores
• Camas bajas
• Torres de iluminación

Equipos Auxiliares y su Requerimiento

A modo de ejemplo, para una mina en el norte de Chile, los requerimientos de equipos auxiliares son:

• Camiones aljibes: 10% del total de camiones.
• Motoniveladoras: 10% del total de camiones.
• Wheeldozers: 1.1 a 1.3 veces el número de palas.
• Bulldozers: 1.1 a 1.3 veces el número de palas.

Desafíos y Soluciones en Minas a Cielo Abierto

La profundidad de los rajos ha ido incrementándose con el paso de los años. Esto ha provocado un aumento en los costos de operación y de capital de las minas a cielo abierto. Por ello, diversos sistemas se han implementado y continúan desarrollándose para mitigar estos desafíos. Los principales sistemas son:

• In-Pit Crushing and Conveying (IPCC)
• High Angle Conveying (HAC)
• Camiones autónomos
• Sistema asistido por trolley
• Ascensores para camiones

Equipos de Carguío Minero

Palas Hidráulicas

Máquinas especialmente diseñadas para la excavación en superficie. Utilizan motores diésel o eléctricos y tienen capacidades que van desde las 28 a las 46 yd³. Su vida útil es de aproximadamente 7 años, con costos promedio de 7 MUS$. Presentan una baja velocidad de desplazamiento, en torno a los 2 – 2.5 km/h.

Generan fuerzas de excavación a través del cilindro del brazo (para desgarre) y los cilindros de inclinación del balde (para empuje). Un tercer componente de la fuerza de excavación es la fuerza de la pluma. La fuerza disminuye a la mitad del banco porque parte de la fuerza está dirigida a soportar el peso del accesorio.

Ciclo de Trabajo de Palas Hidráulicas

El tiempo de ciclo de una pala dependerá del arco de giro que recorre desde que excava el material hasta que lo descarga en la tolva de un camión. El tiempo de giro es el componente más significativo de su ciclo total.

Fases del Ciclo de Trabajo:

• Fase de excavación: Consiste en mover el balde en el banco para llenarlo y levantarlo.
• Fase de giro: Comienza cuando el balde está lleno hasta llegar a la posición del camión.
• Fase de descarga del balde: Inicia desde que el balde pasa sobre el extremo del camión y termina antes de empezar el giro de retorno.
• Fase de retorno: Girar la estructura superior de regreso al banco y bajar el balde a la posición de excavación.
• Fase de posicionamiento: Mover la máquina más cerca del frente de trabajo para mejorar la posición de excavación.

Palas Eléctricas (o de Cables)

Máquinas también diseñadas para la excavación en superficie. Utilizan motores eléctricos, reductores de engranaje, tambores y cables. Su capacidad de carga va desde 33 a 93 yd³. Poseen una vida útil de 20 años o más, con costos promedio de 20-30 MUS$. Su velocidad de desplazamiento es baja, en torno a los 1.3 – 1.7 km/h.

Las palas eléctricas requieren de un cable de alimentación que debe resistir los rigores de los cambios climáticos y las condiciones propias de la minería.

Ciclo de Trabajo de Palas Eléctricas

El ciclo de trabajo de las palas eléctricas se describe en las siguientes etapas:

• A: Baja el balde.
• B: Se mueve el balde y extiende el empuje.
• C: Sube el balde y extiende el empuje.
• D: Sube el balde, sacándolo del banco hasta llegar a la altura de carguío del camión.

Draglines

Equipos de gran capacidad de extracción (30-180 yd³) y alcance. Son utilizados principalmente en la minería de carbón para extraer el material.

Transporte de Material en Minería

Operación de Transporte

La operación de transporte consiste en retirar el material tronado del frente y trasladarlo adecuadamente a su lugar de destino. Esta secuencia se resume en los siguientes pasos:

1. Preparación de la zona de trabajo.
2. Posicionamiento de equipos.
3. Retiro del material tronado desde el frente.
4. Traspaso del material al equipo de transporte.
5. Transporte del material a su destino (planta, acopio, etc.).
6. Descarga del material.
7. Retorno del equipo de transporte al punto de carguío.

Características de los Equipos de Transporte (Camiones Mineros)

La limitación en la capacidad de los camiones se debe a que los neumáticos no tienen la capacidad para disipar el calor. Otras características relevantes incluyen:

• Los motores se ubican en el eje trasero y cada uno tiene una potencia del orden de 600 HP.
• Disponibilidad: en torno al 85 – 90%.
• Consumo de combustible promedio: 150 L/h.
• Un estanque de combustible tiene una capacidad típica entre 4.000 y 6.000 litros.
• Costo de Capital: 3 – 4 MMUS$.
• Costo de Operación: 160 US$/h.
• Vida útil: 6 a 7 años.
• KPI típico: cUS$/ton-km (6-8 cUS$/ton-km).