Principios Esenciales de Operaciones Mineras y Electromagnetismo Aplicado

Conceptos Fundamentales en Operaciones Mineras

Definiciones de Recursos y Sistemas de Manejo

• RnI especulativo: Son aquellos que pueden existir como depósitos conocidos en un marco geológico favorable.
• Dilución de reemplazo: Si el contacto estéril/mineral es muy irregular, el resultado será un volumen equivalente de material estéril que sustituirá al mineral.

Sistemas de Transporte y Arranque

• Sistema de Carga Continua con Trituración Móvil y Arranque Discontinuo: El transporte con volquetes acompaña la trituración, constituyendo un equipo de arranque y carga discontinuo.
• Sistema de Transporte Mixto y Arranque Continuo: Arranque discontinuo por una retroexcavadora o equipo similar. Sistema poco utilizado.
• Sistema de Arranque y Transporte Continuo: Arranque, carga y transporte continuos. Todos los equipos trabajan coordinadamente, excepto los auxiliares, y usan motores eléctricos.

Métricas de Producción y Eficiencia en Minería

• Producción: Volumen de material que debe manejarse en una operación. Se refiere tanto al mineral económico como al estéril que se extrae. Mineral = peso y estéril = volumen.
• Tasa de Producción: Volumen de producción extraída por unidad de tiempo de un equipo. Se expresa por hora, aunque en turno o día también.
• Productividad: La producción real por unidad de tiempo. Se expresa igual que la tasa de producción.
• Eficiencia: Es el porcentaje (%) de la tasa de producción que es utilizada por el equipo.
• Disponibilidad: Tiempo de operación programado que un equipo está preparado para trabajar.
• Capacidad: Volumen de material que un equipo de transporte puede contener en un momento dado.
• Rasa: Material sin llenar el balde hasta el tope, sin material a los costados.
• Colmada: Máximo volumen de material, a los lados del contenedor.
• Factor de Esponjamiento: Aumento del volumen de material que ocurre cuando está fragmentado y ha sido removido y colocado en un sitio no confinado. Expresado en porcentaje (%) o decimal.

Principios de Electromagnetismo: Fuerza y Momento Magnético

Fuerza Magnética sobre un Conductor con Corriente

Representemos por n₁ y n₂ los portadores de carga positiva y negativa por unidad de volumen. Los números de portadores en dicha porción son n₁Al y n₂Al, y la fuerza total F sobre los portadores (y, por consiguiente, la fuerza total sobre el conductor) es:

F = (n₁Al) (q₁v₁B) + (n₂Al) (q₂v₂B)

F = (n₁q₁v₁ + n₂q₂v₂)AlB

Como n₁q₁v₁ + n₂q₂v₂ es igual a la densidad de la corriente J, y el producto JA es la intensidad I de la misma; de modo que, finalmente:

F = IlB

Si el campo B no es perpendicular al conductor, sino que forma un ángulo θ con él, la componente de B paralela al conductor y, por lo tanto, a la velocidad de arrastre de las cargas no ejerce fuerza; mientras que la componente perpendicular al conductor ejerce una fuerza:

F = IlB senθ

Por lo tanto, la fuerza ejercida se puede expresar mediante el siguiente producto vectorial:

F = I (L x B)

Donde L es el vector longitud del conductor en la dirección de la corriente.

Momento Magnético sobre una Espira Rectangular

En la figura siguiente aparece una espira rectangular cuyos lados tienen longitudes a y b. La normal al plano de la espira forma un ángulo α con el vector representativo B de un campo magnético uniforme, y la espira es recorrida por una corriente de intensidad I. En la figura se ha omitido el mecanismo de ingreso y egreso de corriente para simplificar.

En el lado derecho de longitud a, el campo B es perpendicular a la dirección de la corriente y, por lo tanto, la fuerza F tiene la dirección y sentido de los valores positivos del eje x. La fuerza total sobre este lado (suma de las fuerzas distribuidas a lo largo del mismo) es:

F = IaB

Sobre el lado opuesto actúa una fuerza de igual magnitud y sentido contrario.

La dirección de las fuerzas sobre los lados de longitud b, representadas por los vectores F, coinciden con el eje y, siendo su magnitud:

F = IbB cosθ

La fuerza resultante sobre la espira es nula, pero el momento resultante no es nulo, pues las fuerzas sobre los lados de longitud a constituyen un par de momento igual a:

M = (IBa)(b senθ)

El par es máximo cuando θ = 90º, es decir, cuando el plano de la espira es paralelo al campo B, y nulo si θ = 0º y, por lo tanto, el plano de la espira es perpendicular al campo.