Proyecto Nuevo Nivel Mina: El Teniente amplía obras subterráneas

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El proyecto permitirá mantener la capacidad de El Teniente en las actuales 137 mil toneladas por día, que equivalen a una producción en régimen en torno a 430 mil toneladas de cobre fino al año La obra considera la construcción de dos túneles paralelos de 9 km, uno para la entrada y salida de buses con trabajadores y el otro para la correa transportadora de mineral, pista de servicios y vía alternativa para emergencias.
División El Teniente se encuentra ubicada en la Cordillera de la región de O’Higgins, a 44 km al este de la ciudad de Rancagua.

Patricia Avaria R.
Periodista Construcción Minera.

Con una inversión total de US$ 3.470 millones, dos túneles de acceso paralelos de 9 km cada uno, una ampliación en un nivel más profundo (cota 1.880) y una nueva superficie de 2 millones 50 mil metros cuadrados, surge el Nuevo Nivel Mina  El Teniente (NNM), uno de los proyectos más importantes de la Corporación Nacional del Cobre, Codelco. Un proyecto emblemático que busca  ampliar y asegurar la continuidad operacional de la mina subterránea más grande del mundo.La configuración de esta obra, cuya ejecución está desarrollando la Vicepresidencia de Proyectos de Codelco, contempla una explotación a través del sistema blockcaving , con el 100% del área preacondicionada con fracturamiento hidráulico y un esquema de niveles típico de la mina: hundimiento, producción, ventilación, acarreo y chancado. La diferencia es que, en este caso, el mineral va a ser sacado a superficie –al concentrador Colón- mediante un sistema de correas transportadoras.
Nuevo Nivel Mina, situado en plena cordillera de los Andes, a 44 km al este de la ciudad de Rancagua, permitirá mantener la capacidad de El Teniente en las actuales 137mil toneladas por día (tpd) que equivalen a una producción en régimen en torno a 430 mil toneladas de cobre fino al año, dejando abierta la opción, hacia el 2020, de tomar la decisión de iniciar las obras necesarias para poder llegar a producir 180 mil tpd.
El proyecto plantea un diseño de ingeniería orientado a mitigar los riesgos, considerando operaciones semiautomáticas comandadas desde salas de control ubicadas en el valle, a más de 50 km del área de trabajo. Entre los años 2011 y 2017 el proyecto ejecutará 98.450 m de túneles (desarrollos horizontales) y 3.454 metros de desarrollos verticales: chimeneas de ventilación y piques de traspaso.
El proyecto NNM suma 2.020 millones de t de reservas, con una ley media de cobre de 0,86% y una de molibdeno de 0,022%, que se traducen –en un período de más de 50 años de operación contados desde fines de 2017- en más de 17 millones de toneladas de cobre fino.
El gerente de proyecto Nuevo Nivel Mina, Jorge Revuelta, cuenta que “durante el año 2012 terminamos la construcción de las obras tempranas del proyecto, que incluyeron una rampa desde el nivel Teniente 7 hasta el de Producción de la futura mina, y las plataformas Confluencia (Norte y Sur) que nos permiten el acceso a la mina y un puente que las une sobre el río Coya”.  Actualmente la obra se encuentra en la etapa de ejecución inversional.

Túneles
La Constructora de Túneles Mineros, (CTMSA)  constituida por las empresas europeas Vinci Construction Grands Projets y Soletanche Bachy, fue asignada por la Vicepresidencia de Codelco para la ejecución del contrato de diseño y construcción de los túneles principales de acceso al NNM, por un monto de US$ 394 millones.
El acuerdo contempla la excavación  mediante el sistema de perforación y  tronaduras de dos túneles paralelos de 8,9 km de largo y secciones de 8,3 x 6,3 m para el túnel de acceso de personal, y de 9,3 x 6,9 m para el túnel correa. Lionel Galis, gerente general de CTMSA, cuenta que “los dos túneles principales serán de acceso al yacimiento. Uno de ellos será para el transporte mediante buses del personal de la División El Teniente, que laborará en la explotación de este nuevo nivel. El otro túnel tendrá como función principal el transporte de mineral chancado mediante una cinta, es decir por una correa transportadora.
Cada 300 metros, estos túneles paralelos contarán con una conexión peatonal y cada 1,5 kilómetros tendrán una interconexión vehicular.  Las ventanas constructivas, una vez completada la obra, serán utilizadas para ventilación y para  recurso de acceso y vías en eventos de emergencia. “La construcción de estos túneles cambiará radicalmente el funcionamiento de la explotación del mineral subterráneo en cuanto a la logística, cambios de turno y traslados, llegando directamente al centro de este nuevo nivel, ahorrando tiempos, aumentando la seguridad y contribuyendo a la productividad de la mina. La obra lleva un 20% de avance en la excavación”, afirma Galis.

Desafíos
Uno de los principales desafíos en la construcción de los túneles de acceso, tiene que ver con “cumplir con el programa de obra con un destacado record de seguridad, entregando un proyecto de calidad que incorpore mejoras determinantes en el desempeño de los túneles durante su vida útil”, introduce Lionel Galis.
Para lograr lo anterior, “se necesita contar con un grupo humano calificado, productivo y comprometido. Este parece ser el verdadero desafío, la disponibilidad de mano de obra calificada, que se adapte a nuevas formas de trabajar y al cambio, en un período con numerosas obras subterráneas que se ejecutan en forma simultánea. Encontrar al personal necesario ha significado esfuerzos significativos en selección y luego en capacitación de trabajadores y supervisores”, explica el ejecutivo. “Este desafío no solo ha sido para el personal chileno; los extranjeros  también han debido adaptarse a las condiciones locales y a la cultura propia de un yacimiento minero que ya tiene más de 100 años de vida”, añade.
En tanto, el gerente de proyecto NNM, Jorge Revuelta, afirma que “todas y cada una de las obras de este proyecto estructural son altamente desafiantes; sin embargo, considero que lo más importante es ejecutar un proyecto de alta calidad, en los plazos y costos presupuestados, y lo más importante, sin tener que lamentar accidentes graves”.
Asimismo, el gerente general de la empresa contratista a cargo de la construcción de una nueva carretera entre Maitenes y el sector Confluencia de ingreso a la nueva mina, Sacyr Chile, Guillermo García, señala que “a nuestro juicio el mayor desafío al que nos enfrentamos en este proyecto es cumplir con las expectativas que el cliente ha depositado en nosotros, asumiendo la seguridad de las personas y equipos, la calidad y el respeto al medio ambiente como factores fundamentales en la realización de nuestras actividades con objeto de lograr la satisfacción y el cumplimiento de los requerimientos de Codelco” (No es un desafío técnico, ojo, es solo su obligación)”. Todo ello, continua García,  encaminado a ejecutar una obra de construcción vial en mitad de la precordillerana de Los Andes, “con más de 4 mil m de túnel, 1.100 m de viaductos, así como 3 millones de m3 de movimiento de tierra, los cuales se deben ejecutar a través de caminos de accesos proyectados con singularidades muy especiales como son pendientes y curvas de acceso muy restringidas. Es por eso que la programación debe ser muy bien analizada y fuertemente acompañada con una logística de precisión, con el objetivo de cumplir con los plazos necesarios para el desarrollo de las actividades posteriores del Nuevo Nivel Mina”.

Tecnología de punta
Las innovaciones en el proyecto NNM contribuyen a la seguridad de la operación y a la productividad en sus procesos y en la construcción de su infraestructura. Es así como en la perforación propiamente tal, se utilizan jumbos con tres brazos, que se posicionan y perforan en forma automática conforme al diagrama de disparo que se ha incorporado al computador del equipo. Diagrama de disparo que es coherente con el tipo de roca a perforar. Las perforadoras son de alta potencia, lo que conlleva el uso de barras de perforación capaces de soportar la energía y empuje entregado por el jumbo, sin provocar desviaciones, que son negativas en el rendimiento del disparo.
En la selección de explosivos también se incorporaron mejoras tecnológicas. Lionel Galis,  afirma que se definió el uso de emulsión a granel que se traslada a la frente por camión equipado con dos bombas que permiten bombear simultáneamente al interior de dos perforaciones incorporando el elemento sensibilizador que torna explosiva la mezcla. “La emulsión no es explosiva hasta cuanto no se sensibiliza dentro de la perforación. Esto conlleva significativas ventajas en su almacenamiento, transporte y seguridad. Para la iniciación se ha optado por un sistema electrónico que permite dar una mayor precisión en los retardos, logrando mejoras en los rendimientos del disparo”.
Los equipos de extracción y transporte de marinas, son de uso habitual en túneles. Entre ellos destacan los scoop, dumper, cargador, camión.  Sin embargo, el aspecto distintivo de los utilizados en NNM, explica Galis, tiene  que ver con “el aspecto tecnológico, ya que estas maquinarias cuentan con sistema blaxtair, que corresponden a cámaras  que detectan la presencia de personas en el entorno, permitiendo controlar los riegos de atropello y colisión”.
Además, el ejecutivo afirma que para la acuñadura de  roca, utilizan equipo mecanizado que permite evitar la  tradicional ejecución manual. “El uso de estos equipos ha requerido de capacitación intensiva de los operadores para lograr rendimientos óptimos en la ejecución de este sistema”, señala el gerente general de la Constructora de Túneles Mineros.
La fortificación, constituida principalmente por shotcrete con fibra metálica y pernos, “es también una fuente de aplicación de tecnologías innovadoras. La perforación se realiza con jumbos de dos brazos de perforación y canastillo de montaje de pernos. Los pernos son tanto tradicionales como pernos de fijación rápida con posterior inyección de lechada de recubrimiento y sellado. El hormigón proyectado o “shotcrete” se lanza con equipo Roboshot que incluye tanto bomba de hormigón, como compresor y dosificador de aditivos, lo que lo hace muy independiente y de rápida puesta en operación. Este hormigón, está diseñado con la inclusión de fibra, lo que evita la colocación de malla y contribuye así a una significativa reducción del ciclo”, cuenta el experto.
Como parte de la batería de soluciones para abordar las dificultades que presenta el terreno, se tiene en obra una planta completa de inyección. “Esta planta es de operación computarizada que además registra los parámetros de inyección, permitiendo un análisis  en breve tiempo. Ello, a su vez, ayuda a la rápida toma de decisiones en eventuales modificaciones al programa de tratamientos de la roca”, explica Galis.

Proyecciones
Jorge Revuelta, afirma que la construcción de infraestructura del NNM, se compara con lo realizado por los pioneros norteamericanos que en 1920 construyeron El Teniente 5 y su salida a Sewell (cota 2.280) y también con el llamado Programa 280, ejecutado por la Braden Copper Co. en 1968, que desarrolló El Teniente 8 y su salida en Colón (cota 1.980). “Ahora nosotros vamos a un sector más profundo en el cerro, con salida de mineral a la cota 1.520, con la misión de construir una nueva mina, de una sola vez, que representa El Teniente del futuro. No solo se trata de una faena con la última tecnología disponible en el mundo, basada principalmente en operaciones telecomandadas desde el valle, sino que también será operada bajo un nuevo modelo de gestión que permitirá seguir entregando excedentes a Chile por medio siglo más”, puntualiza.
En tanto, Guillermo García, dice que las proyecciones de esta obra, se relacionan con “aportar uno de los elementos estratégicos de operatividad del proyecto NNM, garantizando la conectividad efectiva y constante a las nuevas demandas de flujo de tráfico que conlleva la fase producción de este proyecto, liberando de esta carga a la actual Carretera del Cobre, desde Maitenes a Confluencia”.

Logística y accesos
Los más de 1.200 colaboradores (directos e indirectos) de Constructora de Túneles Mineros, se trasladan a través del servicio de buses especialmente acondicionados, contratados directamente por el cliente. “Los trabajadores son trasladados desde Rancagua a la obra y viceversa con recorridos programados que cubren diferentes sectores de la ciudad de Rancagua y Machalí”, cuenta el gerente general de la Constructora. Los equipos y suministros son trasladados a la obra en camiones propios o de terceros, los que deben cumplir con un estricto protocolo de seguridad tanto para los vehículos como para sus conductores.
En el marco del proyecto NNM se crea una nueva carretera que unirá los sectores de Maitenes con Caletones. Su punto de partida estará a 20 km. de la ciudad de Rancagua, y se extenderá por un trazado de 16,2 km hasta el sector denominado Confluencia, Caletones, al interior de las dependencias de la División, una construcción a cargo de la empresa española Sacyr.
El trazado geométrico de carretera proyectada se encuentra desarrollado conforme a los estándares requeridos por Codelco, permitiendo alcanzar una velocidad promedio de 80 km/hora, a través de la precordillera de Los Andes, alcanzando altitudes entre los 900 y 1.500 msnm. El trazado cuenta con 3 túneles de 4.020 m en su totalidad y 9 puentes de 1.040 m. A continuación se incluye un cuadro resumen de las principales cantidades:
El gerente general de Sacyr Chile, Guillermo García, afirma que “toda la maquinaria a emplear en este proyecto es de última generación y concretamente la empleada en los túneles (representan un 25% del total de la carretera) y por el método de trabajo denominado Nuevo Método Austríaco (NATM) se realizará empleando los denominados jumbos con el fin de garantizar al máximo la calidad de la perforación y, por tanto, el resultado final del recorte, totalmente robotizado, dotado de tres brazos con martillo perforador hidráulico, con guías de laser que aseguran el perfecto alineamiento de la perforación a realizar”.
Actualmente, se están realizando los caminos de acceso a los diferentes frentes de trabajo, que por las características orográficas de la zona consiste por sí misma una gran faena a realizar. Paralelamente a este, se está finalizando el proyecto de la propia carretera y se ha dado comienzo a las labores del túnel más largo, con la ejecución del portar de salida del denominado Túnel 3.
García, asevera que “el plazo de la obra comenzó el 28 octubre del 2012 y tendrá una duración de 1.010 días; es decir, se entregaría el  4 de agosto de 2015. El importe inicial es aproximadamente de  $70 mil millones”.

Seguridad
En cuanto a la seguridad durante la fase de construcción, Revuelta afirma que: “Destacaría que el diseño minero del proyecto ha considerado geometrías, tipos de fortificación y secuencia de explotación que permiten disminuir los riesgos de estallidos de roca y colapsos, basado en más de 30 años de experiencia de la División en la explotación de mineral primario. También, hemos considerado intensificar el uso de equipos semi-automatizados (como LHD, camiones, martillos y buzones) operados remotamente desde el valle, lo que disminuye en forma importante la cantidad de personas que ingresarán diariamente a la mina”, cuenta Revuelta.
En tanto, Lionel Galis,  afirma que “nuestra herramienta como pilar fundamental, es un programa de prevención de riesgos por cual nos regimos. En este, se identifican los peligros, se evalúan y controlan los riesgos además de considerar el cumplimiento de la legislación aplicable. De estos pilares nacen programas como la Observación de Conducta, Tarjeta Verde, Seguridad Basada en la Conducta, SBC, y  Gestión de los cuasi accidentes, entre otros. Todo lo anterior, con el fin de lograr el autocuidado tanto de los trabajadores como de la supervisión. En ese sentido se han incorporado herramientas novedosas como “Alive on site”, que consiste en la grabación de actividades en terreno y luego la revisión y discusión del material audiovisual registrado por los mismos protagonistas”.
Asimismo, Guillermo García, considera un objetivo prioritario lograr que en todas las actividades de la empresa adopten herramientas de seguridad, desde el momento de su planificación y su ejecución. “Las medidas necesarias para evitar los riesgos de lesiones o enfermedades que pudieran aparecer en el desarrollo de las mismas y, en aquellos riesgos que se consideren no tolerables, se adopten todos los controles necesarios para proteger la seguridad y salud de los trabajadores. De ahí que se establezca una política de prevención de riesgos cuyo objeto es promover la mejora continua de las condiciones de trabajo y del nivel de protección, de seguridad y salud de sus trabajadores”.

Sostenible
El proyecto considera la utilización de Ventilación Según Demanda al interior de la mina (el aire es inyectado de acuerdo a los requerimientos de cada sector), lo que permitirá un importante ahorro de energía. Asimismo, los motores que se utilizarán en el sistema de correas principales serán sincrónicos, lo que asegura un manejo  eficiente del consumo de electricidad.
La construcción de la Carretera Maitenes- Confluencia forma parte del proyecto estructural denominado Nuevo Nivel Mina, el cual fue evaluado en su conjunto a través de un Estudio de Impacto Ambiental aprobado por la autoridad a través de la RCA 118/2011, donde posteriormente se incorporaron modificaciones significativas al proyecto a través de una Declaración de Impacto Ambiental que fue aprobada por la autoridad a través de la RCA 44/2012. En estos documentos, se manifiestan los compromisos que se han adquirido para mitigar los impactos significativos que generaría el proyecto en su etapa de construcción y operación, estableciéndose las responsabilidades para mitigación, recompensación y recuperación del ambiente que se pueda ver perjudicado por la ejecución de las obras.
En cuanto a las medidas de mitigación, recuperación y/o compensación que se están realizando, destacan la mitigación de la contaminación atmosférica producto de las emisiones de material particulado y gases gracias a la combustión de combustibles fósiles. Para hacer frente a esto, se ha adoptado controlar la velocidad en caminos de tierra, encarpar los camiones que transportan materiales inertes; humedecer los caminos-excavaciones-acopios; contar con maquinaria con certificados de emisiones de gases, revisiones técnicas y mantenciones al día.
Sobre la generación de residuos líquidos y sólidos de diferentes característica se realizan las siguientes actividades: contar con los contenedores de residuos suficientes, trasportistas, limpiezas periódicas en las zonas de trabajo para evitar la proliferación de vectores, segregación de residuos, control operacional en la generación, entre otros. Para la afección de flora y fauna, se han comprometido actividades de reforestación y traslado de especies respectivamente, manteniendo el plus genético de la zona, también se ha favoreciendo la conservación de ambientes sensibles, a través permisos de trabajo concordados y previa liberación de la zona o área a ocupar.
Según Guillermo García, en las obras “se realizan planificaciones de los trabajos con una visión de protección ambiental de los mismos, inspecciones periódicas a los trabajos realizados, concientización del personal, charlas específicas de  capacitación en labores sensibles y el conocimiento de problemáticas y propuestas de mejoras continuas, Esto garantiza el desarrollo sustentable de la obra en su totalidad, permitiendo mejorar las condiciones sectoriales y globales del ambiente en el cual desarrollaremos la obra encomendada”.
En las próximas ediciones de Construcción Minera, seguiremos informando sobre los avances constructivos de este gran proyecto nacional de Codelco.

Recuadro

Principales obras
La materialización de este proyecto consiste en construir un nuevo nivel productivo para la mina El Teniente a mayor profundidad que las operaciones actuales, y la infraestructura necesaria para explotar en los próximos 50 años más de 2 mil millones de toneladas de reservas”. Para concretar esa tarea, durante los años 2013 a 2015 se deben construir obras como:
• Túneles principales: Construcción de dos túneles de 9 kilómetros de largo cada uno con los portales en Confluencia, junto a Caletones, con un total de 23 mil metros de túneles, con una sección aproximada de 9 x 9 metros.
• Adits de ventilación: Construcción de dos túneles de 7 x 7 m de sección, con un total de 4.300 m de túneles.
• Desarrollos Interior Mina: 14.250 m de desarrollo de accesos a los distintos niveles de la Mina (Ventilación, Hundimiento, Producción, Transporte Intermedio y Drenaje) y los accesos a la sala de chancado.
• Carretera Maitenes – Confluencia: Obra vial entre Maitenes y Confluencia, que está diseñada con un alto estándar de seguridad y que permitirá acortar en forma importante el tiempo de viaje hasta la mina. Esta obra, que considera tres túneles con un total de 4.400 m y 7 puentes con un total de 947 metros, además de movimientos de tierra por más de 3 millones de m3, las cuales deben estar terminadas a mediados del año 2015.
• Obras Correas de Superficie: Un millón de m3 de movimiento de tierra y 1.200 metros de túneles, para la instalación de los tres tramos de la correa overland que llevará el mineral desde Confluencia a Colón.
Según Revuelta, al cierre de esta edición, se iniciaría el contrato de Obras Civiles y Montaje de la Correa CV-11, que conectará con las actuales instalaciones de Colón.

Ficha Técnica
Nuevo Nivel Mina El Teniente
Mandante: Codelco
Gerente de proyecto: Jorge Revuelta
Ubicación:Comuna de Machalí, VI Región del Libertador Bernardo O’Higgins
Inversión total estimada: US$ 3.470 millones
Etapa actual: Inversional
Fecha estimada de término del proyecto: 2017

 

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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