Correas Transportadoras: Velocidad y eficiencia a la orden

Gentileza Thyssenkrupp
Gentileza Thyssenkrupp

Un menor consumo energético, mayor capacidad de transporte, más velocidad, menor tiempo de mantención y facilidades para el reemplazo de las partes son algunas de las innovaciones en correas transportadoras para agilizar el proceso y favorecer la producción.
Esta maquinaria busca ser cada día más competitiva, gracias a los trabajos de ingeniería que han apuntado a la eficiencia tanto en los procesos de transporte del material como en la mantención de los equipos.

Fabiola García S.
Periodista Construcción Minera

La productividad es prioridad en la industria minera. Sobre todo, en un contexto donde la menor ley del metal, la mayor profundidad de los yacimientos y la caída en los precios de algunas materias primas impacta y obliga a la reducción de costos. La búsqueda de innovación y eficiencia, por tanto, surge como la mejor alternativa para contrarrestar estos efectos.
Es por ello que la tecnología a disposición de la actividad minera se ha preocupado de buscar los caminos para lograr la eficacia de los diversos procesos productivos. Este es el caso de las correas transportadoras que hoy  buscan simplificar los procesos de movimiento de material, de manera cada vez más competitiva frente a otros medios de transporte menos eficientes.
Entre las principales innovaciones que presentan estos equipos, está el ahorro energético, mayor capacidad de carga, mayor resistencia de las correas al desgaste, reemplazo de piezas por separado, menor duración de las mantenciones, entre otras.
Ernesto Riquelme, gerente de Ingeniería de Aplicaciones de ContiTech explica los distintos avances en correas transportadoras. Uno de ellos consiste en las correas Low Roller Resistent, LRR, las cuales ruedan con mayor facilidad sobre los polines. Estas, según comenta, serían de baja “indentación” (deformación de la goma en los polines), por lo que su consumo de energía es menor.
Otra correa para resistir a la abrasión es la ULRA, cuyo índice de abrasión es bajo 35 mm3 (el estándar es entre 100 y 120 mm3). Esto porque, hoy para mantener o incrementar la producción de cobre se necesita mover mucho más material que antes debido a la baja de las leyes. Lo anterior implica un desgaste consecutivo de las correas, por lo que la tendencia es que resistan más. De acuerdo con Riquelme hay que fijarse en el material que se maneja y los volúmenes para tener claridad de la correa que se necesita.
En la compañía trabajan tres tipos de correas de caucho: las que incorporan una serie de  capas de telas de polyester-nylon, las cuales, según explica, son las más usadas en minería. También serían de baja tensión y más cortas (menos de mil metros de largo) porque las telas se estiran demasiado y pierden su resistencia. Luego están las ST o cables de acero para varios kilómetros de correas. Estas, tal como dice su nombre, incluyen cables de acero, otorgando más resistencia a la correa y una muy baja elongación. También están las correas de kevlar o aramidas de Dupont, que ocupan una sola tela, la cual es más resistente que las telas convencionales. Lo anterior, porque esta fibra, el kevlar, es resultado de la síntesis química de una  poliamida que por su estructura molecular produce una resistencia superior, especialmente al impacto.
En el caso de las telas de kevlar, Riquelme comenta que lo han “aplicado con mucho éxito en Codelco Andina en una prueba que manejaba material directo de la mina. Estamos esperando a duplicar a triplicar la vida útil que tenía las correa transportadoras en ese punto específico”. En términos generales, una correa puede durar desde un mes hasta cinco años aproximadamente, lo que depende del largo, la velocidad, el material y el diseño de la transferencia.
Pese a que este material no es nuevo -sus primeras aplicaciones se hicieron en la década de los 60- el kevlar antes estaba restringido a su uso civil y ahora no, además que su costo es más accesible que antes. Sus ventajas también se traspasan a las correas transportadoras que han sido repotenciadas (cuando se busca pasar más mineral a mayor velocidad). Esto porque sus empalmes de dedos, FingerJoint, permitirían usar diámetros de polea menores a los normales por lo que no es necesario modificar los diámetros de las poleas. En El Teniente, comentan, pasaron de durar dos meses con esta tecnología a más de una año.
Eso sí, los períodos de mantención se extienden en cerca de seis horas ya que la ejecución es un proceso complejo. Si bien la ejecución de los empalmes es programada, cuando hay roturas se desprograma, lo que también alarga los períodos de mantención. Sin embargo, gracias a su mayor durabilidad finalmente se ahorra tiempo si se compara con los métodos convencionales, indican.

Componente por componente
Otro de los avances que destacan es el “transportador del siglo XXI” llamado “EVO” de Evolutions, el cual ContiTech Chile ofrece a través de su representada Martin Engineering. Dentro de sus componentes están: raspadores In Line de cambio rápido (primario y secundario), cunas de impacto, guardasellos laterales, polines Martin Track Mount, placas de desgaste, cunas HRS “High Speed Roller” (para correas con velocidades sobre los 4,5 metros por segundo), sistema de protecciones laterales y de polines. “Todos estos del tipo modular, orientados a un trabajo de mantención mucho más eficiente y con un menor requerimiento de tiempo para su ejecución, ayudando de esta forma a reducir el costo final para el cliente y en muchos casos sin necesidad de realizar maniobras para levantar la correa”, explica Octavio Sepúlveda, subgerente Productos Industriales en ContiTech.
Además, el concepto de raspadores “In Line” apunta a que el equipo se puede instalar y mantener desde el exterior (no desde el interior del chute como ocurre convencionalmente). “Eso ayuda enormemente a la mantención de cada uno de los componentes del raspador y lleva el estándar de seguridad a un nivel mucho más alto”, agrega.
“La tendencia y filosofía hoy de Martin Engineering es innovar en el diseño de modo de minimizar los tiempos de intervención”, indica Sepúlveda. Los equipos serían más amigables con el concepto de mantención, ya que existiría un mayor ahorro en los tiempos de mantenimiento de los equipos y mayor vida útil de éstos. Lo anterior, porque sus reemplazos se realizan con mayor rapidez que lo tradicional. “No se necesita tener grandes detenciones de planta para poder hacer mantención de los equipos”, apunta el ejecutivo de ContiTech.
Según sus promotores, la mantención de cunas de impacto -que normalmente dura de tres a cuatro horas- con el sistema EVO se demoraría entre 20 y 30 minutos, gracias a sus componentes modulares (tipo lego). Por otra parte, un cambio de la hoja de un raspador requiere de 15 minutos y anteriormente se precisaba entre una hora y media y dos horas.
La compañía ha instalado el sistema EVO en Codelco Chile Radomiro Tomic, Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi, Sociedad Contractual Minera El Abra y Minera Los Pelambres.

Versatilidad y cuidado ambiental
De acuerdo con la empresa proveedora FLSmidth, la tendencia en el último tiempo va en el aumento de capacidades transportadoras (ton/h), mayores velocidades de transporte, cintas de mayor resistencia, sistemas motrices y polines más eficientes, y sobre todo, una mayor preocupación por la protección al medio ambiente. Según Patricio Godoy, Stefan Brengel y Carlos Rios, especialistas en Material Handling de FLSmidth, la compañía cuenta con un sistema de transporte tubular cerrado (Pipe Conveyor) que puede transportar diferentes materiales incluso en altos tonelajes por hora, logrando velocidades por encima de 6 m/s, encapsulando el material y protegiendo el medioambiente de derrame o contaminación.
Entre las ventajas de este tipo de transportador está que puede transportar materiales tanto por el lado de carga como por el lado de retorno en ambos sentidos y al mismo tiempo. También este equipo puede tomar ángulos de inclinación mayores a los 15° (ángulo máximo de inclinación recomendado por CEMA para correas transportadoras convencionales) llegando a los 25°- 30° aproximadamente, por lo que requiere de menos espacio de instalación. Otro punto favorable es que puede dar radios de curvaturas horizontales y verticales mucho menores que la opción tradicional, sumado a que la estructura de esta correa tubular es más angosta que la correa convencional para las mismas condiciones de trabajo, por lo que el ahorro en construcción de túneles y aplicaciones subterráneas es significativo, comentan sus promotores.
Un elemento distintivo, según explican, es que las correas tubulares pueden transportar mineral en largas distancias, sorteando las restricciones del terreno más complejas, incluso pudiéndose adaptar a instalaciones existentes con espacios apretados. De esto,  se puede deducir que los puntos de transferencia son en menor cantidad que en comparación a una correa convencional, por lo que estos equipos representan una excelente alternativa para transportar relaves, y en general todo tipo de minerales y concentrados, sobre todo en el área portuaria.
Algunos de los diseños de transportadores tubulares desarrollados por la empresa en el último tiempo son: en Lima, Perú el Pipe Conveyor de 8,2 kilometros sin puntos de transferencia, en sustitución de 250 camiones por día. La capacidad de transporte es de 690 t/h de cemento y 515 t/h de carbón a una velocidad de 2,5-3,6 m/s. Este transportador está diseñado para el transporte simultáneo y en ambos sentidos de cemento o clinker en el tramo superior y el carbón o materia prima para la producción de cemento en el tramo inferior, explican.
La mayor parte de la cinta transportadora de 6,5 kilómetros de largo se encuentra en un túnel diseñado especialmente debajo de caminos públicos de Lima. La flexibilidad del diseño de esta correa tubular permitió tanto curvas horizontales como verticales mucho menores en comparación los de una alternativa convencional, sin puntos de transferencias adicionales, minimizando la polución y derrames, optimizando el flujo de material y garantizando un transporte seguro sobre toda la distancia de transporte de 8,2 kilómetros, indican. También se ahorró en obras civiles por la construcción de túneles, debido al menor espacio que ocupa esta correa en comparación con una convencional.
En Chennai, India, destaca el Pipe Conveyor instalado en una planta termoeléctrica de carbón.  El transportador tubular tiene una capacidad de 4.000 t/h y un diámetro de 650 mm. Como la capacidad del Pipe Conveyor se calcula en volumen, este equipo tendría una capacidad volumétrica, 5.000m³/hr, siendo de una las más grandes del mundo en capacidad volumétrica, según sus promotores. La distancia de transporte es de aproximadamente 4,3 km; la velocidad de 6 m/s, y la potencia instalada es de 4×1000 kW.

Compactación en la maquinaria
En ThyssenKrupp también se han preocupado de favorecer los costos de operación y los procesos de mantenimiento mediante la tecnología del Gearles Drives Covneyor o correa transportadora con sistema de accionamiento sin reductor que entregaría más potencia y ahorro de energía al mismo tiempo. “Se requiere mover grandes cantidades de material y en mayores distancias, entonces los sistemas de accionamiento se hacen cada vez más grandes y esa es la gran complejidad. Mecánicamente los reductores están limitados, pero hoy las correas overland están requiriendo de mucha más potencia, por lo tanto se desarrolló un sistema que busca accionar la polea motriz directamente solidaria al eje del motor y que no haya reductor”, afirma Claudio Villalobos, Sales & Business Development Manager de ThyssenKrupp.
Pese a que no se trata de una nueva tecnología (es muy común en huinches), ahora se puede aplicar a las correas transportadoras, indica el ejecutivo. “Antes era inviable porque usar un motor muy grande de baja velocidad es muy caro en comparación con la aplicación convencional”, agrega. “Hoy, al incrementarse las necesidades de potencia en grandes correas, ya aparece factible y hasta conveniente usar este sistema (Gearless Drives Conveyor)”, grafica.
De acuerdo con los resultados obtenidos en los sistemas instalados, las fallas por mantenimiento (o falta de este) que se pueden producir usando este sistema son menores debido a que el número de partes fue reducido.
El Gearless Drives Conveyor ya fue utilizado en la mina Antapaccay de Xstrata Tintaya en Perú. El inicio de sus operaciones fue en noviembre de 2012, con una capacidad de 5.263 t/h, un largo de 6.500 metros, una velocidad de 6,2 metros por segundo y una potencia instalada de 7.750 kW (1×250 y 2×3.800 kW).
A modo de ejemplo, en una instalación de 25.000 kW de potencia instalada se necesitarían cinco Gearless Drives, mientras que con equipos convencionales harían falta diez de 2.500 kW. De este modo, la maquinaria permitiría un incremento de eficiencia energética de 4%, lo que se traduce en un ahorro de 5.400.000 kWh al año (unos US$ 540.000 en este lapso). Lo anterior también se traduce en una disminución de las emisiones de CO2 en 4.900 toneladas por año. Los ahorros en mantención que entrega se acercarían a los US$ 300.000 al año.

Parches rápidos
En los procesos de reparación y empalme destaca la banda de reparación y unión mecánica Unión Súper Screw, que consiste en una solución de caucho con insertos metálicos (para una óptima contención de sus tornillos) desarrollada por la empresa francesa MinetLacingTechnology, y funciona -para el caso de empalmes en frío- en correas con tensión nominal de hasta 2.000 N/mm.
Esta solución  de la mano de Tecnología en Transporte de Minerales (TTM) estaría revolucionando los procesos de reparación y empalme en frío por su capacidad para recuperar la tensión efectiva de las correas, su flexibilidad, duración y la rapidez con que la misma puede ser instalada, aumentando la disponibilidad operacional de los sistemas transportadores, indican desde TTM.
Desde la compañía explican que el sistema de reparación consiste en una doble banda (partes superior e inferior) con tornillos de fácil instalación a través de los cuales se distribuyen homogéneamente las tensiones y minimiza la intervención en la carcasa textil (en contraposición con el uso de grampas, por ejemplo). Además, permite la utilización de raspadores. Por otra parte, TTM ha desarrollado una implementación potenciada de esta Unión Súper Screw, que al cubrir la totalidad de la misma y los sellos con su nuevo Caucho Líquido TTM385 (también de rápida puesta en marcha, y excelente flexibilidad y adherencia) logra aumentar la vida útil de la unión mecánica, al proteger a la misma de la abrasión más agresiva por un mayor período de tiempo, informan.
Son algunas de las tendencias en correas transportadoras. Diversos desarrollos que tienen un fin en común: elevar la competitividad de la minería. Velocidad y eficiencia a la orden.

RECUADRO 1
Protección y polvo
Menor contaminación y mayor productividad son los atributos de la correa transportadora de SICON. Su particularidad es el ramal de retorno cerrado que protege las cargas y evita emisiones de polvo.
Una bolsa en forma de pera de forma flexible permanece cerrada, liberando de polvo e impactos a la carga que transporta. La banda puede estar cargada en los dos sentidos de la marcha con la posibilidad de realizar trazados diferentes para el ramal inferior y superior. Además, según la empresa, tiene una buena adaptación de curvas de hasta 180° de menos de 1 metro.

RECUADRO 2
A prueba de fallas
En la búsqueda de mayor eficiencia en el monitorio en las correas transportadoras, Good Year Engineeres Products cuenta, entre sus nuevos productos, con  Cord GuardTM XD, tecnología que tiene por objetivo identificar cortes longitudinales y daño en los cables de acero.
Cord GuardTM XD identifica la falla y procede a detener el sistema matriz, para disminuir el daño en la correa transportadora.  Además, en su funcionamiento incorpora una interfaz gráfica, para usar en un computador conectado a la red interna de la faena, posibilitando la identificación del lugar exacto del daño existente en los cables de acero o cortes longitudinales.
La banda en movimiento es constantemente monitoreado por un imán, instalado sobre la banda en la zona de retorno, magnetiza los cables de acero. Mientras los sensores miden las propiedades magnéticas de cada uno de los insertos anticorte y los registran, información que produce un patrón de la banda en función de la posición e identificación de insertos. Por último, en caso de la existen de un corte longitudinal, el sistema detecta el cambió en las características magnéticas del inserto anticorte; entonces, se genera una alarma.

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Revista Construcción Minera es la nueva publicación técnica de la Corporación de Desarrollo Tecnológico (CDT) de la Cámara Chilena de la Co nstrucción (CChC), que además cuenta con el apoyo del Comité de Túneles y Espacios Subterráneos de Chile (CTES). Su enfoque consiste en el análisis de proyectos de construcción para la minería además de difundir nuevos productos, materiales, servicios, soluciones y sistemas constructivos orientados a este subsector.construcción