Yacimiento Ministro Hales: Domo de hormigón para la producción minera

Gentileza PUMA S.A.
Gentileza PUMA S.A.

Se trata de un domo de hormigón de 56 metros de diámetro por 30 metros de alto, para acopio de concentrado de cobre con control de emanaciones hacia la atmósfera.

Para su construcción se utilizó una membrana inflable que fue fijada al anillo de fundación delimitando el tamaño de la cúpula; luego de ser inflada, se aplicó una espuma aislante en su interior, para luego continuar con la instalación y montaje de la enfierradura; finalmente fue proyectado el hormigón de manera manual.

Se utilizaron cerca de 2.000 m3 de hormigón. El proyecto también incluyó un terminal de transferencia de ácido sulfúrico con dos estanques de 4.500 m3 cada uno.

Patricia Avaria R.
Periodista Construcción Minera

Una de las características del yacimiento Ministro Hales tiene que ver con su alto contenido de arsénico. Es por ello que este proyecto ejecutado por la Vicepresidencia de Proyectos de Codelco, ubicado en la II región de Antofagasta, contempló una planta para tostar el concentrado producido; una planta de ácido con dos estanques de 4.500 m3 cada uno, entre otras instalaciones anexas para la producción minera.

Una de las obras de infraestructura que es parte de este complejo es el domo acumulador de concentrado. “Toda vez que el concentrado que produce el proyecto Ministro Hales (PMH), presenta un alto contenido de arsénico y el domo debe cumplir el objetivo de ser hermético para que dicho concentrado no libere los polvos finos con contenido de arsénico al ambiente”, explica Ronald Sigala, jefe de construcción y puesta en marcha del PMH y jefe del complejo de tostación del proyecto.

El domo de concentrado tiene una capacidad de 30.000 toneladas móviles (constante  entrada y salida de material) y en su interior posee un equipo denominado Stacker (apilador) que hace una semicircunferencia dentro del domo con el almacenamiento de concentrado proveniente de la concentradora, y otro equipo que se llama Reclaimer (reclamador) que toma ese concentrado y lo va desplazando y depositando en las tolvas de alimentación a la correa transportadora tubular que va hacia el tostador. Lo importante de este domo, explica Ronald Sigala, es que, cuando se descarga el concentrado, que viene con un 8% de humedad, todo el material particulado que se produce en esa acción queda dentro de la estructura y, entonces, la forma esférica hace que se precipite hacia abajo.

El proyecto de construcción estuvo a cargo de la empresa chilena PUMA S.A. en conjunto con Domtec (empresa dedicada a la construcción de cúpulas de almacenamiento para minería en el extranjero)y representada en Chile por HRI S.A. mediante un contrato bajo la modalidad EPC (llave en mano).

El proyecto

En términos generales, la obra, que tuvo una inversión de $ 20.780 MM, consiste en una “cúpula” de hormigón armado de 56 metros de base por 30 metros de alto, con un radio interior de 26,95 metros. Posee una abertura lateral ubicada a aproximadamente a 18 metros de altura por donde ingresa una correa tubular que alimenta al apilador de concentrado de cobre. “Bajo el domo están dispuestas dos correas tradicionales cuya función es llevar el material desde el domo hacia el tostador o al edificio de carguío de camiones”, explica Max Vallejos, gerente de proyecto de PUMA.

Según Ronald Sigala, la construcción de este stock pile resulta un proceso bastante singular: “se arma primero con aire; es decir, se infla un globo gigante y posteriormente se hace el ‘shotcreteo’ interior para que quede hermético. Entre movimiento de tierra y preparación de las plataformas, la instalación del globo y el posterior ‘shotcreteo’, tomó del orden de siete a ocho meses”. Es un sistema de fácil construcción, agrega Sigala; sin embargo, “aunque suene contradictorio, es complejo de construir, ya que, por su forma esférica, si se hubiese hecho de manera pre-armada como se hacen las construcciones de concreto convencionales, habría sido muy difícil de lograr. En cambio, el sistema que utilizamos facilitó mucho el trabajo y la obtención de la forma deseada”.

Para su construcción se utilizó una membrana inflable que fue fijada al anillo de fundación delimitando el tamaño de la cúpula; luego de ser inflada, se aplicó una espuma aislante en su interior, para luego continuar con la instalación y montaje de la enfierradura; finalmente fue proyectado el hormigón de manera manual. En la superficie exterior, se dejó la membrana a la vista, puesto que esta sería, según indica su proveedor, impermeable y resistente al medio ambiente.

La construcción de esta estructura, demandó  cerca de 2.000 m3  de hormigón, preparados con una granulometría especial de áridos  que restringía la cantidad de finos y con una resistencia a los 28 días que asegurara los 350 kg/cm cuadrados necesarios para el proyecto. Además, el hormigón debía mantener una relación de agua/cemento controlada que permitiera conservar la docilidad adecuada para un bombeo constante.  Esto implicó una serie de pruebas de la dosificación y composición de la mezcla hasta cumplir con los requerimientos exigidos.

El domo no considera aisladores sísmicos. Sin embargo, fue proyectado en función de exigentes criterios de diseño y fue sometido a la aprobación de revisores sísmicos para verificar el total cumplimiento con la normativa existente. Adicionalmente, sus desarrolladores destacan que su forma sería una de las más apropiadas para soportar las solicitaciones sísmicas.

En cuanto a los principales desafíos de esta obra, Vallejos cuenta que fueron cumplir a cabalidad con las especificaciones de ingeniería definidas para el hormigón, armaduras y la espuma aislante necesarias para su construcción.

Otro desafío relevante fue que una vez iniciado el inflado del domo ya no era posible ingresar a su interior ningún elemento, “entonces fue indispensable coordinar la logística para contar con los insumos y equipos necesarios con la debida antelación”, afirma el experto.

Sin embargo, la tarea más importante, según Vallejos, fue cumplir con los plazos establecidos para la ejecución del proyecto, dado que materializarlo no sólo implicó la propia construcción del domo, sino que requirió además de obras previas bajo el subsuelo, por volúmenes superiores a  3.000 m3 de hormigón y 25.000 m3 de material de relleno e importantes obras complementarias en las especialidades mecánicas y eléctricas. 

Detalles

Para el levantamiento del domo, según explica Wilfredo Navarro, administrador de obra de PUMA “se trata de un proceso de vanguardia respecto al tipo de construcción tradicional, lo cual requirió una programación y una logística muy precisa para llevar a cabo su ejecución”.

El proceso comenzó con el inflado de la lona exterior, que fue anclada al perímetro de la fundación perimetral. Dado que la totalidad de las labores se realizaron al interior de la lona, la cual se encuentra inflada con presión positiva de 5 cm de columna de agua, constante durante toda la etapa de construcción hubo que tomar las precauciones necesarias para ingresar previamente todos los equipos, enfierraduras y accesorios necesarios a utilizar en el proceso de instalación de hormigón proyectado.

El detalle del proceso de construcción consistió en ejecutar previamente las fundaciones del domo, que es del tipo zapata corrida perimetral de aproximadamente dos metros de ancho y un metro de altura a lo largo del perímetro de la estructura, en la que se consideraron los arranques de enfierraduras que posteriormente se empalmaron con las barras verticales de las enfierraduras de las paredes del domo. En seguida, se ingresó la enfierradura y se dispuso en el perímetro interior de la cúpula (antes de extender la lona del domo). Terminado este proceso, se desplegó la membrana inflable cubriendo la totalidad de la superficie, esta fue  fijada por el exterior del anillo de fundación dejando un sector libre para el ingreso de los equipos.

De acuerdo a lo que indica el administrador de obra, fue necesario dejar un espacio libre, para levantar la lona y permitir el ingreso de la grúa que se utilizó para la instalación del shotcrete, además de los accesorios, herramientas y canastillos a utilizar en la fase de construcción. Una vez ingresados los equipos de izaje, se fijó completamente la lona y se realizaron las preparaciones para el inflado. Este proceso se ejecutó mediante un ventilador que se dispuso en el exterior y que inyectó el aire necesario para iniciar el inflado que, al cabo de un par de horas, permitió dar con la forma final del domo.

Para los trabajos al interior, se utilizó una grúa convencional de 30 toneladas, a la cual se le adaptó un canastillo en el extremo de la pluma que facilitó la ubicación del operador para aplicar los revestimientos. Una vez aplicada la capa de poliuretano, se procedió con la instalación de las armaduras y del hormigón proyectado en capas alternadas. Dicho proceso finalizó cuando las paredes del domo alcanzaron el espesor de diseño y la forma requerida por el mandante.

Gran estructura de hormigón que busca la vanguardia en la minería, adaptando nuevos mecanismos constructivos para la producción minera. Obra que demuestra ser sustentable con el medio ambiente.

FICHA TÉCNICA
Domo Ministro Hales
Mandante: Codelco
Constructora: PUMA S.A.
Base: 56 metros
Altura: 30 metros
Radio interior: 26,95 metros
Hormigón: 2.000 m3
Duración construcción: entre siete y ocho meses
Capacidad: 30.000 toneladas
Inversión: $ 20.780 MM
Ubicación: II región de Antofagasta

Autor entrada: Admin_CMinera