Revista Innovación Minera UTP Arequipa

“INGENIERÍA MINERA, EL FUTURO DE LA INNOVACIÓN TECNOLÓGICA DEL SIGLO XXI”

Transporte Minero

Diseños geométricos en minas a Tajo Abierto

Pág. 19

Cintas transportadoras

Pág. 08

Cálculo de rendimiento en transportes

Pág. 22

Pág. 12

Inversiones en máquinas

Mineroductos Pág. 17

Pág. 26 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS

PRIMERA EDICIÓN · JULIO DE 2018

presentación El camino de la investigación continúa, ahora nos encontramos frente a un nuevo reto: “La transformación de la Ingeniería y la Ciencia”, motivo por el cual damos un nuevo paso en la generación de conocimientos. Es por ello, que presentamos nuestra primera edición de la revista de la carrera de Ingeniería de Minas.

La Revista titulada: “Innovación Minera”, la cual nace con la finalidad de continuar generando nuevos conocimientos e ideas, a fin de dar una alternativa de solución a problemas reales en el campo de la Ingeniería de Minas.

La revista contiene de seis Artículos de Investigación relacionados a rama de Ingeniería de Minas, los cuales, están orientados a dar propuestas y

alternativas de solución a problemas del campo Minero.

La Elaboración y la gestión del Primer Volumen de la revista “Innovación Minera”, se debe al trabajo en conjunto de los Estudiantes del Quinto Semestre de la Escuela Profesional de Ingeniería de Minas de la Universidad Tecnológica del Perú y la dirección del Docente del Curso de Equipo, Maquinaria y Transporte, por lo cual es mérito hacer extensiva la felicitación al esfuerzo y dedicación puestos en la generación de ese medio de tan importante difusión.

Esperamos que esta nueva propuesta sea del agrado del lector e investigador a quienes con mucha voluntad y esmero va dirigida la publicación.

Ing. Fernando Siles

Msc. en Ing. de Mantenimiento Ing. Mecatrónico CIP: 139515 Director de la Revista “Innovación Minera”.

Docente de la Universidad Tecnológica del Perú.

contenido 05 08 12 17 19 22

créditos

26

Entrevistas.

Análisis de las etapas de planeamiento para la Apertura De Bancos, Habilitación de Frentes De Carga y diseños geométricos en Minas A Tajo Abierto.

Cálculo de rendimiento en transportes y dimensionamiento de flotas.

Análisis de la aplicación de Mineroductos para el transporte de concentrados.

Análisis de diseño funcional del camino de Transporte Minero.

Estudio del rendimiento de Cintas Transportadoras en minería.

La necesidad del análisis y cálculo de rendimientos, costos horarios e inversiones en maquinarias mineras.

DIRECCIÓN GENERAL Msc. Ing. Fernando Siles EDITORIAL Elizabeth Chipana José Antonio Sanchez Daniel De la Cruz David Mestas Diego Felix Conde Jolber Nina Quispe Diego Herrera William Chaiña María Alejandra Mamani Jhon Ronal Huaspa David Sacachipana Luz Huillca Deivi Arana ENTREVISTA Elizabeth Chipana José Antonio Sanchez Daniel De la Cruz María Alejandra Mamani EVENTOS Y REVISION DE LA ACTUALIDAD MINERA Jhon Ronal Huaspa Elizabeth Chipana José Antonio Sanchez DISEÑO Y DIAGRAMACIÓN David Sacachipana Elizabeth Chipana José Antonio Sanchez FOTOGRAFÍA Elizabeth Chipana José Antonio Sanchez SUPERVISIÓN DISEÑO Y DIAGRAMACIÓN Ludwig Fluker Pentabrand Perú.

Google.

entrevista minera

Google.

entrevista minera

Ing. Carlos Luza

Director de la Carrera de Ingeniería de Minas.

Google.

¿Cuáles son las innovaciones actuales que tenemos en los laboratorios de Ingeniería de Minas?

Se tiene en los laboratorios varios equipos con tecnología buena, donde el estudiante puede expandir su conocimiento en equipos netamente para estudiantes, los cuales, pueden usarse en sensores de esfuerzo de deformación, y hacer una variedad de ensayos en cuanto a resistencia y deformación de rocas. ¿Cuáles son los equipos de laboratorio de Ingeniería de Minas más importantes para usar?

Los más importantes podríamos decir que son la prensa de compresión simple y triaxial, el equipo de corte directo y de carga puntual para comparar los resultados y parámetros, para tener un mejor referencia.

¿Qué equipos cree usted que serían esenciales para seguir complementando los laboratorios de Ingeniería de Minas de la Universidad Tecnológica del Perú?

En cuanto a los laboratorios, faltaría implementar un laboratorio de geotecnia, porque minas no solo se basa en el estudio de rocas sino que también de suelos, y en cuanto a rocas nos faltaría equipos para ensayos triaxiales y sobre todo motivar a los estudiantes a realizar trabajos de investigación donde el estudiante se desenvuelva académicamente en base a los equipos que se tiene en los laboratorios de la Universidad Tecnológica del Perú.

estudiantes tienen una visión errónea de formación universitaria de terminar la carrera y salir a trabajar, y a veces eso no es muy ventajoso por que las universidades son lugares de estudio para crecer académicamente.

Queremos estudiantes que aporten investigación.

Lo que queremos ahora es gente que quiera trabajar en investigación, estudiantes que aporten en investigación, porque algunos 05

entrevista minera

Google.

¿Cuáles son los equipos necesarios para un proceso de minado durante la explotación y producción, sea para minería subterránea o cielo abierto?

ya que próximamente se va a tener un laboratorio de perforación y voladura en la Universidad Tecnológica del Perú.

El primer equipo necesario es una perforadora, luego los equipos de carga, si es subterránea es un LHD, si es superficial es una pala, un cargador frontal o una pala hidráulica, también pueden haber camiones, trenes y skoops.

¿Cuáles son los problemas más frecuentes que pueden existir en perforación y voladura?

¿Qué simuladores son los más usados para una perforación y voladura?

El software más usado es el JK Simblast que es de la Universidad Queensland ese es el simulador más usado tiene módulos para minería subterránea y a cielo abierto. ¿Cree Ud. que sería importante tener este simulador y hacer más práctico el tema de perforación y voladura?

Sí, pero entiendan que los simuladores solo sirven para obtener resultados después de haber modelado los problemas pero primero hay que modelar y luego simular y es posible hacerlo practico 06

El problema más frecuente es el error en el fragmento deseado, otro problema es el avance en los túneles, no se avanza los metros que se diseña y eso sucede por no conocer la roca y no relacionar las tres cosas: roca, explosivo y geometría.

Ing. Fulton Reátegui

Catedrático de la Universidad Tecnológica del Perú.

¿Cuál es su opinión acerca de un perfil de un estudiante de Ingeniería de Minas a punto de egresar?

El perfil de un estudiante es que deba saber modelar, y saber manejar una serie de fórmulas matemáticas, ya sea para modelar en perforación y voladura, en carguío y acarreo, ventilación y todos los cursos de la carrera que se podría decir que son cursos son interdependientes es decir dependen de otros cursos, otro perfil es que sepan bien la mecánica de rocas, los estudiantes deben saber diseñar.

Los simuladores solo sirven para obtener resultados después de haber modelado.

entrevista minera ¿Qué tan importante ve usted la minería para el desarrollo del país?

Google.

La minería es la primera fuente de ingresos de recursos económicos de nuestro país, y esto viene desde hace muchos años atrás en la que corresponde que somos un país eminentemente minero y un país eminentemente agrícola y no olvidarse que el primer ingreso de los recursos económicos, el PBI de nuestro territorio nacional corresponde fundamentalmente a uno de los grandes aportes de lo que corresponde la exportación como materias primas de nuestros minerales hacia el exterior. ¿Por qué cree usted que hay discrepancia en la habilitación de nuevos proyectos mineros en el Perú?

La discrepancia que se pueda tener y uno de los casos más resaltante de los últimos años corresponde al caso “TIA MARIA” no hay que olvidarse que la empresa minera Souhern Peru Cooper Corporation, cuando trabajaba directamente en la zona de Ilo generaba grandes niveles de contaminación que afectaban no solo a la población sino también a las zonas agrícolas de tal manera que los agricultores de las zonas agrícolas del valle de Ilo fueron indemnizados directamente como si estuvieran cosechando sus cultivos directamente, pero los vientos tienen diferentes direcciones y los elementos contaminantes son transportados en diferentes direcciones y algunas veces llegaban al Valle de Tambo y los agricultores reclamaban por los agentes contaminantes que afectaban sus cultivos, hubo un Ing. agrónomo Carlos Guillén Carrera encargado de luchar fundamentalmente en lo que correspondía que los humos de la Southern de Ilo también afectaba a los cultivos del Valle de Tambo entraron en diálogo y nunca llegaron a una conclusión porque en un momento dijeron que también querían

La minería es la primera fuente de ingresos de recursos económicos de nuestro país. una indemnización para los agricultores del Valle de Tambo pero ellos eran numerosos por decir mil; es por eso que no llegaron a un acuerdo, es por eso que desde ese punto de vista quedan resentidos los agricultores del Valle de Tambo.

Pero luego viene una decisión de la construcción de una represa que ayudaba almacenar los recursos hídricos del río de Tambo que podría superar muchos millones de metros cúbicos, pero estos recursos, normalmente al no tener un dique o punto de almacenamiento se pierden importantes millones de metros cúbicos del recurso hídrico que van al mar, pero los pobladores del Valle de Tambo sustentan que esos recursos almacenados e hídricos se los pueden estar llevando la empresa minera de Tía María, es decir, los de Tía María también quieren usar los recursos hídricos subterráneos y los agricultores se oponen finalmente; Los de Tía maría dicen que van a

Ing. Sebastian Zuñiga

Ex Jefe del Senamhi Lima.

utilizar los recursos hídricos del mar con la finalidad de desalinizar el agua y los agricultores se oponen por la probabilidad que les pueda generar problemas con sus cultivos. ¿Cuáles son las innovaciones que se están implementando en las mineras?

Bueno, las innovaciones que se quieren son metodologías que eliminen o mengüen los niveles de contaminación como el caso de Cerro Verde que desde hace un tiempo esta con el Programa de Pstaciones Metrológicas que permiten determinar elementos climáticos como temperatura, humedad, radiación, precipitación, ozono pero también estaciones de calidad de aire especialmente de material particulado, especialmente en la zona de Yarabamba, Hunter y Polobaya; para controlar la existencia de estos elementos contaminantes que afecten a los cultivos.

07

Análisis de las etapas de Planeamiento para la Apertura de Bancos, Habilitación de Frentes de Carga y Diseños geométricos en Minas a Tajo Abierto. artículo 01 JIMY CHOQUE

Estudiante Ingeniería de Minas UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ 1213628@utp.edu.pe

08

VICTOR HUAMANI

Estudiante Ingeniería de Minas UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ 1213628@utp.edu.pe

DEIVI ARANA

Estudiante Ingeniería de Minas UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ 1213628@utp.edu.pe

RESUMEN

ABSTRACT

El siguiente ensayo contiene la determinación de las etapas de planeamiento para determinar la apertura de bancos, habilitación de frentes de carga y diseños geométricos de una mina a tajo abierto. Donde se describe las distintas etapas del ciclo minero e identificando las etapas de planeamiento y su importancia en el desarrollo de un proyecto minero, optimizando debido a la creciente demanda de materias primas.

e following test contains the determination of the stages of planning to determine the opening of banks, enabling load fronts and geometric designs of an open-pit mine. Where are described the different stages of the mining cycle and identifying the stages of planning and its importance in the development of a mining project optimizing due to the growing demand of raw materials.

1

INTRODUCCIÓN

El Perú es un país minero por naturaleza donde actualmente existen proyectos en operación, otros en etapa de exploración, también existen muchos proyectos prontos a ejecutarse por el método de explotación a tajo abierto dada la creciente demanda de los frentes de carga y diseños geométricos en minas a tajo abierto.

2

Empezando por la determinación de ciclo de operaciones mineras, definiendo el planeamiento en función de las áreas en que se tendrán que tomar las decisiones y los períodos de duración del plan minero.

Se evaluarán las distintas etapas de planeamiento hasta llegar a definir las fases de minado, los frentes de carga y diseños geométricos en minas a tajo.

DISCUSIÓN

A. EL CICLO DE UNA OPERACIÓN MINERA El ciclo de un proyecto minero tiene distintas etapas, se da inicio con el cateo que consiste en realizar búsquedas visuales de anomalías geológicas en la superficie, lo que puede dar indicios de presencia de minerales.

En la prospección, la observación se realiza con el apoyo de herramientas, como las fotos aéreas, datos satelitales, técnicas geofísicas o geoquímicas; en la exploración permite determinar la magnitud (reserva) y calidad (ley) del mineral que se encuentra en el yacimiento.

En la etapa de desarrollo y construcción se culmina la planificación y se ejecutan los trabajos de infraestructura necesaria para realizar la explotación. los trabajos dependerán del método de extracción, así como de la infraestructura para el transporte del mineral.

B. PLANIFICACIÓN MINERA Las empresas mineras desde hace ya más de un siglo están obligadas a presentar a la administración un proyecto de la explotación a realizar, previo a la obtención de la concesión final de explotación y, posteriormente un plan de labores anuales, que permite ejercer control por parte de los directivos de la compañía y por parte del estado, que es el propietario de las riquezas en el subsuelo.

En consecuencia, surge la disciplina de planificación minera, que se define como el proceso de Ingeniería de Minas que transforma el recurso mineral en el mejor negocio productivo

Figura Nro. 3 ESTRATEGIAS DE PLANEAMIENTO.

Fuente: PLANIFICACIÓN MINERA A CIELO ABIERTO CONSIDERANDO DISEÑO ÓPTIMO DE RAMPA. Autor: Morales Varela Nelson, Nancel Penard Pierre.

Figura Nro. 2 NIVELES DE PLANEAMIENTO Fuente: PLANIFICACIÓN MINERA A CIELO ABIERTO CONSIDERANDO DISEÑO ÓPTIMO DE RAMPA. Autor: Morales Varela Nelson, Nancel Penard Pierre.

Estratégicas: Se refieren a la elección de los métodos de explotación, capacidad mina y de procesamiento, en general las estimaciones de reservas mineras.

Figura Nro. 1 CICLO DE VIDA DE UNA MINA Fuente: PLANIFICACIÓN MINERA A CIELO ABIERTO CONSIDERANDO DISEÑO ÓPTIMO DE RAMPA. Autor: Morales Varela Nelson, Nancel Penard Pierre.

Operativas: Se realizan con frecuencia diaria, por ejemplo, dirección de despacho de un camión. Dentro de la planificación operativa se incluyen los procesos e índices operativos resultantes del plan minero.

Aquí presentamos una imagen de los niveles de planeamiento según el alcance en el tiempo.

Las clases de planificación que en una empresa deberán llevarse a cabo en función de las áreas en que se tendrán que tomar las decisiones, son:

Luego de haber culminado las etapas antes mencionadas, recién se puede obtener el mineral.

Para luego ser sujeto a un tratamiento, para generar valor.

El cierre de la mina se realiza cuando la mina deja de operar, porque ya no tiene reservas de mineral que resulten económicamente viables de ser trabajadas, se procede a su cierre.

Su resultado es el plan minero, que define el cómo y el cuándo se extraerán los recursos, estableciendo los recursos humanos y materiales a utilizar.

Tácticas: Corresponden a la especificación de los procesos a realizar a lo largo de la vida de la mina, como los programas de producción de largo plazo y los modelos de programación para la utilización de equipos y plantas de procesamiento.

Finalmente, en función del nivel de precisión de los datos y de la escala espacial de los períodos de duración del plan minero.

Largo Plazo: La planificación de largo plazo define una envolvente económica en función de las reservas mineras disponibles, sobre la cual se trabajará para establecer un plan minero anual, estableciendo el tamaño de la mina, el método, capacidad de producción, secuencia de explotación, y el perfil de leyes de corte.

Mediano Plazo: La planificación de mediano plazo, por lo general, abarca un horizonte de tiempo trianual y anual, y produce 09

planes de producción orientados a obtener las metas productivas en el corto plazo definidas en el largo plazo.

Planificación de Corto Plazo: El horizonte de tiempo de esta planificación es diario, semanal, mensual y trimestral.

C. PLANEAMIENTO PARA LA APERTURA DE BANCOS, HABILITACIÓN DE FRENTES Y DISEÑO GEOMÉTRICO EN MINAS A TAJO ABIERTO Por lo desarrollado anteriormente se entiende que el ciclo de una mina comprende un largo tiempo desde la etapa de prospección pasando por la etapa de explotación y terminando con el cierra y el post cierre de la mina Esto conlleva una gran inversión es por ello que la apertura de bancos como la habilitación de frentes de carga deben de estar debidamente planificados para que este no genere costos mayores a los debidos.

El diseño de rampas, apertura de bancos y habilitación de frentes de carga se ejecutan a partir de una planificación que se da inicio con la Generación de Pits Anidados.

El cálculo de los pits anidados, corresponde a la ejecución secuencial del algoritmo de Lerchs & Grossman utilizando un factor multiplicador del beneficio asociado a la extracción de cada bloque, este factor corresponde a un ponderador del precio.

incorporación de geométricos del talud.

parámetros

• Ángulos de talud a escala.

• De banco e inter-rampa.

• Anchos de bermas.

Figura Nro. 5 Fuente: MODELO DE PLANIFICACIÓN MINERA DE CORTO Y MEDIANO PLAZO INCORPORANDO RESTRICCIONES OPERACIONALES Y DE MEZCLA. Autor: VELILLE AVILEZ, Danilo Arturo.

En la etapa de evaluación económica y selección del pit final óptimo se calcula para cada pit anidado el valor presente neto asociado a dos secuencias de extracción, denominadas "Worst Case" y "Best Case".

El primero corresponde a la concreción del plan minero mediante la extracción banco a banco del material que está dentro de cada envolvente económica,

Figura Nº4. PITS ANIDADOS

Figura Nro. 6 WORST CASE

Esta fase define de manera más realista, el avance temporal de los límites de la mina es decir la secuencia de explotación del yacimiento.

Se incorpora los caminos de acceso a cada uno de los bancos de las fases, este proceso es denominado diseño operativo de fases.

Las variables fundamentales diseño geométrico son:

del

Banco: Son las áreas activas de perforación y tronadura.

Rampa: Ruta de trasporte de material desde las zonas de excavación activa hasta el borde superior del rajo.

Talud global minero: Es la máxima extensión vertical y lateral del rajo. Se diferencia del pit final (envolvente económica) ya que incorpora los accesos (rampas).

Fuente: PLANEAMIENTO DE MINAS A CIELO ABIERTO MEDIANTE OPTIMIZACIÓN ESTOCÁSTICA. Autor: DIAZ PIZARRO, Cristopher Alejandro.

Fuente: PLANEAMIENTO DE MINAS A CIELO ABIERTO MEDIANTE OPTIMIZACIÓN ESTOCÁSTICA. Autor: DIAZ PIZARRO, Cristopher Alejandro.

Luego de la generación de los pits anidados se efectúa una evaluación económica preliminar para seleccionar el pit final, para ello se genera un nuevo escenario económico donde se fija un precio, ritmo de producción mina y planta, tasa de descuento, gastos de administración y ventas, etc.

En la siguiente etapa se calcula la ley de corte que está en función de los costos estimados para la evaluación del yacimiento, se define una ley que permita discriminar un bloque como mineral o estéril, la cual se denomina “ley de corte crítica” cada bloque de sebe cumplir con la Ecuación.

10

Mientras que el segundo corresponde al plan resultante de la extracción pit a pit del material contenido en la envolvente económica.

Figura Nro. 8 COMPONENTES GEOMÉTRICOS Fuente: PLANEAMIENTO DE MINAS A CIELO ABIERTO MEDIANTE OPTIMIZACIÓN ESTOCÁSTICA. Autor: DIAZ PIZARRO, Cristopher Alejandro.

Figura Nro. 7 BEST CASE Fuente: PLANEAMIENTO DE MINAS A CIELO ABIERTO MEDIANTE OPTIMIZACIÓN ESTOCÁSTICA. Autor: DIAZ PIZARRO, Cristopher Alejandro.

El diseño de fases debe cumplir tanto con requerimientos operacionales y geomecánicos. La ubicación, duración y el tipo rampas, apertura de bancos y habilitación de frentes de carga, y la

3

CONCLUSIONES

A. Todo proyecto minero tiene distintas etapas que están compuestas por el cateo, exploración y construcción, explotación del yacimiento y el procesamiento de estos minerales.

B. El diseño de rampas, apertura de bancos y habilitación de frentes de carga se ejecutan a partir de una planificación que se da inicio con la Generación de Pits Anidados.

C. La correcta secuencia del plan de minado nos llevar a una evaluación acertada para la toma de decisiones al momento de realizar el diseño de pit final.

D. La apertura de bancos, habilitación de frentes de carga y diseños geométricos depende del planeamiento en función de las áreas en que se tendrán que tomar las decisiones y los períodos de duración del plan minero.

4

BIBLIOGRAFÍA

Sepúlveda G. (2012) PLANEAMIENTO MINERO COMO FUNCIÓN DE LA VARIACIÓN DE LA LEY DE CORTE CRÍTICA, Medellín Colombia, Universidad de Colombia.

Branch J. (2011) PLANEAMIENTO DE MINAS A CIELO ABIERTO MEDIANTE OPTIMIZACIÓN ESTOCÁSTICA, Medellín Colombia, Universidad de Colombia.

Diaz C. (2017) PLANIFICACIÓN MINERA A CIELO ABIERTO CONSIDERANDO DISEÑO ÓPTIMO DE RAMPAS, Santiago Chile, Universidad de Chile.

Muñoz G. (2012) MODELO DE COSTOS PARA LA VALORIZACION DE PLANES MINEROS Santiago Chile, Universidad de Chile.

Vargas M. (2011) MODELO DE PLANIFICACIÓN MINERA DE CORTO Y MEDIANO PLAZO INCORPORANDO RESTRICCIONES OPERACIONALES Y DE MEZCLA. Santiago Chile, Universidad de Chile.

Moran I. (2012) INICIO DE OPERACIONES MINA EN TAJO ABIERTO COIMOLACHE, Lima Perú, Universidad Mayor de San Marcos.

Almeida X. (2018) PLANEAMINETO MINERO Y DISEÑO DE EXPLOTACIÓN PARA MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN EN EL LIBRE APROVECHAMINETO SAN GERARDO DE LA PARROQUIA MARIANO MORENO, Cuenca Ecuador, Universidad del Azuay.

Google.

Lopez J. Lopez C. Garcia P. Hernado A. (2014) MANUAL DE TRANSPORTE CON VOLQUETES Y DISEÑO DE PISTAS MINERAS, Madrid España.

11

Cálculo de rendimiento en transportes y dimensionamiento de flotas. artículo 02 MARIA A. MAMANI

Estudiante Ingeniería de Minas 1512867@utp.edu.pe

12

JOLBER R. NINA

Estudiante Ingeniería de Minas 1512876@utp.edu.pe

GEORGE TALAVERA

Estudiante Ingeniería de Minas 1322900@utp.edu.pe

RESUMEN

ABSTRACT

Se analiza los diferentes métodos que existen en la actualidad para simular aleatoriamente sin necesidad de tener ya los equipos en físico, por otro lado, también analiza el cálculo de tiempos de producción. Asimismo, se analiza los diferentes modelos con los que se puede lograr una adecuada simulación.

It analyzes the different methods that currently exist to simulate randomly without the need to have physical equipment already, on the other hand, it also analyzes the calculation of production times. Also, the different models are analyzed with which an adequate simulation can be achieved.

1

INTRODUCCIÓN

Hoy en día nuestro país atraviesa por una gran etapa en minería y económicamente es el sector que más dinero genera.

Google.

En este ensayo se busca optimizar las actividades de carguío y acarreo, en enfocándose en la búsqueda, a través del análisis, de la flota ideal de equipos de acuerdo con las exigencias y condiciones existente (productividad, accesibilidad, disposición de equipos, etc.). Para ello se considera necesaria

2

la evaluación de la mayor cantidad de factores que de alguna manera influyan en el desempeño de equipos, y así mismo busca calcular el rendimiento.

Como valor agregado se pretende servir como inspiración para futuros trabajos enfocados en el rendimiento y dimensionamientos de flotas, en busca de mejores resultados en materia de calidad y eficiencia.

DISCUSIÓN

A. ORGANIZACIÓN Y TIEMPOS DE PRODUCCIÓN Para determinar el Parque de la maquinaria se debe obtener una producción en un periodo de tiempo y para que sea productivo las horas de trabajo deben ser constantes a ello se le conoce como “rendimiento”.

Según Oswaldo Ortiz “La buena operación del equipo se consigue controlando tres aspectos: El máximo tiempo de trabajo del equipo, el trabajo a capacidad máxima y el mejor sistema de trabajo, para controlar y optimizar estos 3 aspectos con la restricción para alcanzar el mejor sistema de trabajo se requiere personal con experiencia y conocimientos apropiados”.

En una explotación minera se clasificación general de los diferentes tipos de horas de la Fig. 1.

Como se muestra el tiempo total de horas de calendario(HC) corresponde a los 365 días año y las 24 horas al día y se obtendrá 8760 horas; este tiempo es la suma del tiempo programado(HP) y del no programado(HNP) que corresponde falta de energía eléctrica, huelga, falta de personal, condiciones climáticas, etc.

El tiempo programado se subdivide en tiempo de trabajo(HT) y tiempo de ocio(HOC).

• Disponibilidad mecánica: Evalúa la eficiencia del mantenimiento.

DM(%)=(HP-HM).100/HP

El tiempo de trabajo(HT) a la vez está constituido de la suma del tiempo disponible(HD) que integra los tiempos de operación(HO), las demoras operativas(HDO) que el equipo funciona, pero no de manera productiva y el tiempo de mantenimiento(HM) que representa los tiempos de mantenimiento programado(HMP) más los tiempos de reparaciones de las averías(HR).

• Disponibilidad física: Evalúa el tiempo que está el equipo disponible.

DF (%)=HD.100/HC

Según Oswaldo Ortiz “Esta información debe prepararse para cada grupo general de tiempos perdidos y para cada flota de equipo: Perforadores, track drills, palas, camiones, cargadores frontales, tractores de oruga, tractores de llanta, motoniveladores, camiones livianos se servicio y de regadío”.

A partir de los tiempos se puede definir algunos coeficientes que pueden servir para evaluar una explotación o incluso efectuar un análisis comparativo.

• Utilización disponible: Evalúa la eficiencia de las operaciones.

UD (%)=HO.100/HT • Eficiencia total: Evalúa la utilización total.

TE (%)=HO.100/HC Distribución del tipo de horas en una explotación minera.

Figura Nro. 1 Fuente: MANUAL DE TRANSPORTE CON VOLQUETES Y DISEÑOS DE PISTAS MINERAS. Autor: LOPES, Carlos.

13

B. MÉTODOS PRELIMINARES DE LA ESTIMACIÓN DE LA FLOTA DE TRANSPORTE • Método empírico de O´Hara y Suboleski es sobre estimación de costes en minería que propone determinar la producción diaria de estéril y mineral expresada en toneladas, el número de equipos de carga, el tamaño de los volquetes y la flota para condiciones habituales.

El tamaño de las excavadoras debe estar expresado en m3 a la capacidad de cazo y se expresa: S=0.116XTp0.4 El número de excavadoras que se requiere para dar la producción diaria se estima a partir de: Ns=0.009(Tp0.8/S) En los volquetes su tamaño debe estar expresados en tonelajes para que este equilibrado con la capacidad del cazo(S)

T(t)=11xS1.1 Para determinar el tamaño de la flota de volquetes para condiciones medias de explotación se dimensiona de esta forma: Nt=0.245x(Tp0.8/t) • Método basado en la regresión estadística efectuaron un análisis de regresión de los tiempos netos invertidos en el sentido de ida y en el de vuelta. Suponiendo que el citado tiempo neto se obtuviera con la sgt. expresión: TN=2462+0.0033L+0.078D Siendo: L=Distancia a recorrer en un sentido(m).

D=Desnivel entre el punto de partido y el de destino(m).

C. CÁLCULO DE LAS PRODUCCIONES HORARIAS DE LOS VOLQUETES Expondrá la metodología de calculo del rendimiento y dimensionamiento de una flota de volquetes.

I. Dimensionamiento de la flota de volquetes.

Indica las etapas de cálculo para determinar el número de unidades de transporte necesario de tiempos fijos y variables recurrentes y secuenciales de la operación unitaria del equipo de carguío, acarreo o del sistema. El ciclo puede ser determinístico o probabilístico. (2) Según Santiago Gómez para llevar a cabo el diseño y desarrollo de un Etapas de cálculo para el dimensionamiento de una flota de volquetes.

Figura Nro. 2 Fuente: MANUAL DE TRANSPORTE CON VOLQUETES Y DISEÑOS DE PISTAS MINERAS. Autor: LOPES, Carlos.

14

mecanismo de optimización de las flotas de movimiento de tierras, ser recaudo información correspondiente a los tiempos de ciclo de carguío y transporte.

En la imagen se muestra la información consistía en obtener los siguientes tiempos: • Tiempo de carga de cucharón: lapso utilizado por el equipo de carguío para llenar su cucharón con el material excavado.

• Tiempo de giro con carga: intervalo de tiempo necesario para que el equipo mueva el cucharón cargado hasta el punto de entrega al equipo de transporte.

• Tiempo de descarga del cucharón: tiempo necesario para que el cucharón del equipo se descargue al 100% sobre el equipo de acarreo correspondiente.

• Tiempo de giro sin carga: tiempo del giro del cucharón desde el punto de entrega hasta el punto de acopio, para luego dar inicio nuevamente a la carga.

• Tiempo del ciclo sin demoras: Representado por la suma de los tiempos de carga de cucharón tiempo de giro con carga, tiempo de descarga del cucharón, y tiempo de giro sin carga.

• Tiempo de acopio: Tiempo invertido por el equipo para acumular adecuadamente el material antes de

su disposición en las unidades de acarreo correspondientes.

• Tiempo de espera: Tiempo en el que la unidad de carguío se encuentra en stand by debido a la falta de equipos de acarreo.

• Tiempo total del ciclo: Suma de los tiempos del ciclo sin demoras, tiempo de acopio y tiempo de espera.

II. Creación de un perfil de transporte y estimación del tiempo de ciclo.

Procesa tiempos reales numéricos constantes. Consta de los tiempos de carguío, descarga, viajes cargado y vacío del equipo. El cálculo requiere ábacos de gradabilidad y retardo dinámico de cada modelo y tamaño de equipo de acarreo. La figura 3 presentan ábacos típicos para el cálculo de los tiempos de viaje. El tiempo de viaje total (cargado y vacío), puede calcularse: Usando las características de la vía de acarreo (longitud de cada segmento de vía, pendiente y resistencia a la rodadura), y el peso total del equipo cargado y vacío. En el ábaco se estima velocidad máxima y luego velocidad media por aplicación de la tabla de factores de velocidad los cuales varían para traducir dos variables: a) el estado de movimiento del equipo

en el segmento de vía que puede ser estacionado o a velocidad y b) la longitud de los segmentos. Ábaco de gradabilidad de equipo de acarreo

son coincidentes, como se puede observar en la Figura 6.

Por otro lado, también se conoce que la eficiencia de la flota está en función al factor de acoplamiento alcanzado por la misma Figura 7.

Curvas de producción teórica y real.

Figura Nro. 3 Fuente: Manual de transporte con volquetes y diseños de pistas mineras.

Autor: LOPES, Carlos.

III. Factor de acoplamiento (FA) Según Oswaldo Ortiz es determinar el número de unidades de transporte para cada unidad de carguío.

Si: N=Número total de volquetes n=Número total de cargadores T=Tiempo de ciclo de cada volquete t=Tiempo de ciclo de cada cazo. x=Número de volquetes por unidad de carga p= Número cazos necesarios para llenar un volquete.

Figura Nro. 5 Fuente: Dimensionamiento óptimo de flotas de equipos para proyectos de movimientos de tierras Autor: GOMEZ, Santiago.

Mayor Producción y Menos Costo (No coincidentes)

Figura Nro. 6 Formulación del Factor de Acoplamiento (FA)

Fuente: Dimensionamiento óptimo de flotas de equipos para proyectos de movimientos de tierras Autor: GOMEZ ECHEANDÍA, Santiago.

Eficiencia vs. Factor de Acoplamiento.

Figura Nro. 4 Fuente: Propia.

Autor: MAMANI, María; NINA, Jolber; TALAVERA, Geroge.

Google.

En la imagen se puede considerar que “t” y “T” son valores constantes y los demás valores depende de la condición de trabajo.

Continuando con la teoría del FA, el siguiente gráfico muestra la cantidad óptima de equipos de acarreo que garantizan la producción estimada del equipo de carguío asociado. Como es de esperarse, la producción real se encuentra debajo de la teórica, haciéndose necesaria la inclusión de más equipos de transporte. Figura 5.

Figura Nro. 7 Fuente: Dimensionamiento óptimo de flotas de equipos para proyectos de movimientos de tierras Autor: GOMEZ ECHEANDÍA, Santiago.

La elección de una adecuada y bien dimensionada flota de acarreo permite minimizar costos por unidad de carga y asimismo maximizar la producción diaria del proyecto, sin embargo, está demostrado que ambos objetivos no 15

3

D. SIMULACIÓN PARA DIMENSIONAR, SELECCIONAR EQUIPOS Y ELEGIR ALTERNATIVAS La correcta selección de un equipo en minería es una tarea compleja donde se toman en cuenta muchas variables, es un ambiente donde existen muchas marcas, modelos, tamaños y sobre todo costos que compiten por satisfacer la operación requerida. La simulación colabora a la elegir esta selección.

En esta simulación se puede usar dos modelos simulación aplicados a equipos de minado que son: • Modelo determinístico: se simula la producción proyectada de un año y en base a costo unitario mínimo se escoge la flota de equipos, su defecto es que no quedan contemplados factores tales como:

Se emplean números pseudo aleatorios o funciones para determinar la variable aleatoria, se obtienen tablas de números aleatorios o se generan en el computador mediante programas simples.

De esta manera sin tener la información de campo, pero con conocimiento de la función de distribución teórica del sistema, se puede generar gran cantidad de datos o variables aleatorias para la simulación.

Perfil de Acarreo de Simulación Determinística.

• Modelo probabilístico: se usa el lenguaje GPSS (Simulación de Sistemas de Propósito General) para simular modelos eligiendo el más apropiado para las características de la operación en base a costo unitario mínimo y máxima producción unitaria.

Se requiere curvas de densidad de probabilidad para generar tiempos de carguío, descarga, posicionamiento para carga y descargar, viajes ida y regreso, demoras y destreza del operador.

16

A. Se concluye que como extensiones a esta investigación se propone la inclusión de diversos factores relacionados a cada tipo de camión que compone la flota: costos de inversión, velocidades de operación, entre otros. Por otra parte, la inclusión de la restricción de presupuesto en el modelo del dimensionamiento de la flota, como también parámetros de costos variables. Finalmente, se propone la inclusión de factores asociados a las tasas de falla, que pueden tener un impacto en el tamaño de la flota al momento de la planificación.

B. Se concluye que, a partir de la distribución del tipo de horas en una explotación minera, puede servir para evaluar una explotación o incluso efectuar un análisis comparativo del rendimiento de transporte y dimensionamiento.

C. Se concluye que la existencia de programas de simulación del transporte con volquetes facilita el cálculo de la flota de transporte necesaria, producción y simulación de operaciones de transporte y carga.

· Eficiencia del conductor. · Cruce de vehículos. · Acoplamiento con unidades de carga. · Variaciones puntuales de las características de la pista de rodadura, etc.

También usa valores constantes para los parámetros como tiempos de carga, viaje, descarga y demoras. La suma de estos datos constituye el ciclo determinístico del modelo.

En la figura se presenta los requerimientos para el proceso determinístico en el acarreo minero superficial entre los puntos de carguío y de descarga.

CONCLUSIONES

Figura Nro. 8 Fuente: Simulación determinística y estocástica para dimensionar, y seleccionar equipo y elegir alternativas de minado en la explotación minera superficial.

Autor: Oswaldo Ortiz S., Godelia Canchari S., Silvia Iglesias L., Mario Gonzales T.

Perfil de Acarreo de Simulación Aleatoria.

4

BIBLIOGRAFÍA

Ortiz S.O., Canchari S.G., Giraldo M. E.., (2011). Influencia de sistemas de trabajo y de tiempos perdidos en el cálculo de equipo para el minado a cielo abierto del yacimiento antilla. Revista de Investigaciones UNMSM. Recuperado de http://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/iig eo/article/viewFile/668/522 Ortiz S.O., Canchari S.G., Iglesias L.S, Gonzales T.M. (2007). Simulación determinística y estocástica para dimensionar, y seleccionar equipo y elegir alternativas de minado en la explotación minera superficial. Revista del Instituto de Investigaciones FIGMMG, 10(19), 38-50.

Recuperado de http://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/iig eo/article/view/522 Echeandia G,. (2005). Dimensionamiento óptimo de flotas de equipos para proyectos de movimiento de tierras. Universidad Nacional de Piura. Recuperado de http://www.tierradelazaro.com/wp-content/uploads/ma nuales/Dimensionamiento__Optimo_de_Flotas_SGE.pdf

Figura Nro. 9 Fuente: Simulación determinística y estocástica para dimensionar, y seleccionar equipo y elegir alternativas de minado en la explotación minera superficial.

Autor: Oswaldo Ortiz S., Godelia Canchari S., Silvia Iglesias L., Mario Gonzales T.

Rodríguez, D. (2013). Modelo analítico para el dimensionamiento de flota de transporte en minería a cielo abierto: análisis de prioridades de atención según rendimiento. Recuperado de https://repositorio.uc.cl/bitstream/handle/11534/1788/ 608607.pdf Jimeno, C. (2014). Manual de Transporte con Volquetes y Diseño de Pistas Mineras.

Análisis de la aplicación de Mineroductos para el Transporte de Concentrados. artículo 03 WILLIANS CHAIÑA

Estudiante Ingeniería de Minas 1414022@utp.edu.pe

ELIZABETH CHIPANA

Estudiante Ingeniería de Minas 1131866@utp.edu.pe

DANI DE LA CRUZ

Estudiante Ingeniería de Minas 1414028@utp.edu.pe

RESUMEN

ABSTRACT

El mineroducto es un medio de transporte hidráulico de minerales y residuos de plantas de tratamientos, está compuesto de cañerías de acero atornilladas unas con otras y pueden ser de hasta cientos de kilómetros de distancia gran distancia. Este medio permite el transporte de pulpa (mezcla mineral-agua) desde una zona de producción hasta una terminal que reciba este material. Esta tecnología data des de los tiempos de los romanos y ha progresado bastante desde entonces, sobre todo en el siglo XX.

e pipeline is a means of hydraulic transport of minerals and waste from treatment plants, it is composed of steel pipes bolted to each other and can be up to hundreds of kilometers away. is medium allows the transport of pulp (mineral-water mixture) from a production area to a terminal that receives this material. is technology dates back to Roman times and has progressed considerably since then, especially in the twentieth century.

17

1

INTRODUCCIÓN

Los mineroductos son un transporte hidráulico de minerales, concentrados, utilizando un sistema continuo. Esta tecnología ha progresado bastante desde el siglo XX. El Mineroducto puede definirse como el conjunto de tres sistemas: • Sistema de Cabeza.

• Sistema de Conducción.

• Sistema de Descarga.

El sistema de cabeza corresponde a los estanques de alimentación, los dispositivos de trampa de piedras, sistema de lavado.

El sistema de conducción corresponde a una tubería ya sea de acero (Iscaycruz), fibra óptica (Antamina).

El sistema de descarga corresponde a una estación de disipación de energía excedente, a través de una línea principal y una de reserva, un cajón distribuidor y estanques de almacenamiento.

VENTAJAS DE USAR MINERODUCTOS A. Un impacto ambiental mucho menor, a estar enterrados en su mayor longitud.

B. Alta disponibilidad y automatización.

C. Poca sensibilidad ante los agentes atmosféricos (heladas, vientos, calor, etc.)

D. Menor distancia de transporte al admitir fuertes pendientes.

E. Gran reducción de costos en función al tonelaje a transportar y tiempo de vida.

Figura Nro. 2 Fuente: TRANSPORTE HIDRÁULICO DE CONCENTRADOS DE RESIDUOS INDUSTRIALES EN HUELVA.

CARACTERISTÍCAS DEL DISEÑO DE MINERODUCTOS Figura Nro. 1 Fuente: “TRANSPORTE DE CONCENTRADO POR MINERODUCTO”.

Autor: Morillo, José.

2

A. Características físicas del material sólido Se tomará en cuenta el peso específico, resistencia al desgaste,

DISCUSIÓN

Los mineroductos son una efectiva forma de transporte de minerales, gracias a su sistema continuo.

También podemos decir que son menos costosos y de facil mantenimiento, sus instalaciones son pequeñas y se adaptan a cualquier geografía y no generan mucha contaminación.

Su sistema trabaja con flujos turbulentos, para que las partículas de

triturabilidad, forma y tamaño de las partículas, características de los finos en suspensión, estabilidad química, etc.

B. Características físicas y químicas del líquido Se tomará en cuenta el peso específico, viscosidad, corrosividad, estabilidad química, etc.

C. Características físicas del compuesto o mezcla Viscosidad, estabilidad química, efecto de la temperatura y presión sobre la viscosidad, velocidad de sedimentación, velocidades críticas y límites, efecto de la agitación, etc.

D. Datos de diseño Distancias entre estaciones, desniveles, perfil topográfico, diámetros a utilizar en la tubería, producción, caudales, pérdida de carga por rozamientos, potencia requerida de las bombas, presión máxima en las bombas y en la tubería, tipos de bombas, protecciones, equipos e instalaciones en las estaciones de carga y descarga, etc.

EQUIPOS FUNDAMENTALES DE UN MINERODUCTO Bomba: bombea una hidromezcla en función al peso de la mezcla movida y que va en un tiempo determinado.

Tuberías: El diseño de las tuberías es el más importante ya que la selección inadecuada podría ocasionar daños en el sistema.

3 mineral no decanten y generen bloqueos en las tuberías.

El mayor peligro del mineraducto se encuentra en la parte alta donde puede generarse como por ejemplo: El deslizamiento de rocas y suelos causando daños como destrucción, rompimiento y deterioro de tuberías el cual ocasionaría un gran problema ambiental y traería consecuencias imprevisibles de gran magnitud y daños ecológicos.

CONCLUSIONES

• Es un sistema de transporte muy seguro que minimiza los impactos ambientales.

• Es eficiente por su continuidad en el transporte del mineral.

• Los mineroductos son de fácil construcción y de espacio reducido ya que generalmente va debajo de la tierra.

• Los mineroductos también pueden fallar, por muchos factores tanto climáticos, y eso dependerá de su correcto mantenimiento.

4

BIBLIOGRAFÍA

• Morillo, José (2010). “TRANSPORTE DE CONCENTRADO POR MINERODUCTO”.

• Ortiz, Miguel. “TRANSPORTE HIDRÁULICO DE CONCENTRADOS DE RESIDUOS INDUSTRIALES EN HUELVA”.

• Mallqui, Anibal; “SERVICIOS AUXILIARES MINEROS”, última edición Abril 2011.

18

Análisis de Diseño Funcional del camino de Transporte Minero. artículo 04 DAVID MESTAS

Estudiante Ingeniería de Minas UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ 1526101@utp.edu.pe

RICHARD MENDOZA

Estudiante Ingeniería de Minas UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ 1526100@utp.edu.pe

RESUMEN

ABSTRACT

En la actualidad el principio de diseño de los caminos mineros y la red de estos caminos son un componente crítico y vital dentro del proceso de producción. Por lo tanto, un camino con bajo rendimiento impactara inmediatamente la productividad, así como sobre los costos de producción en una mina. Se tocarán puntos sobre el diseño de la carpeta de rodado, en contacto con el tránsito de camiones mineros y una directa relación con los niveles de emisión de polvo, para poder hacer un camino de transporte bien construido que permitirá que los camiones de transporte operen de manera segura y eficiente.

Today the principle of design of mining roads and the network of these roads are a critical and vital component in the production process. erefore, a road with poor performance will impact immediately productivity, as well as on the costs of production at a mine. Points about the design of the ro folder, will touch in contact with the transit of mining trucks and a direct relationship with the levels of dust emission, to make a path of well-built transport that allows the trucks to operate safely and efficiently.

19

1

INTRODUCCIÓN

Este procedimiento está basado en gran medida a través de la selección, aplicación y mantenimiento de los materiales de la carpeta de rodamiento. Ya que un pobre rendimiento funcional se manifiesta como una pobre calidad de viaje, exceso de polvo, incremento en el desgaste y daños a los neumáticos, y que por consiguiente una pérdida de la productividad.

2

El resultado de estos efectos se puede ver en un incremento en los costos de operación y mantenimiento de los vehículos. Por ende, el camino tendrá un desempeño muy pobre y deberá recibir mantenimiento intensamente, requerirá ser raspado regularmente debido a que el material de la carpeta de rodamiento es muy suave, o muy suelto.

DISCUSIÓN

A. RUGOSIDAD Y RESISTENCIA A LA RODADURA • Resistencia a Rodadura (RR) Representa la combinación de fuerzas que un vehículo debe vencer para moverse por una superficie dada. Es producto del hundimiento y deformación de la rueda en el suelo.

Según Gallardo (2016), “En condiciones ideales para un camino bien mantenido equivale al 2% del peso del vehículo. En términos de la operatividad de un camino, este parámetro indica que aumentar en 5% RR, se reduce la producción en 10% y aumentan 35% los costos”.

En la figura 1 Se representa un ejemplo del efecto que tiene dicho parámetro sobre la productividad y el consumo de combustible de un volquete dado.

• Rugosidad de las pistas mineras La rugosidad superficial de las pistas está provocada por la presencia de baches, corrugaciones, surcos, etc. La presencia en las pistas de cualquiera de los defectos mencionados hará que los conductores, para evitar sufrir estas fuertes sacudidas, reduzcan la velocidad de los volquetes, lo cual

B. SELECCIÓN DEL MATERIAL DE LA CAPA DE RODADURA Una capa de rodamiento ideal en la construcción de un camino de transporte en una mina, debe de cumplir con los siguientes requerimientos: • La habilidad de proveer un recorrido seguro y apropiado para los vehículos sin la necesidad de un mantenimiento excesivo.

• Adecuada transitabilidad bajo condiciones mojadas o secas.

• Resistencia a la acción abrasiva del tráfico.

• Mantenimiento fácil y de bajo costo.

Por otro lado los defectos más comunes asociados con los caminos de transporte de mina, en orden de impacto decreciente en el rendimiento del transporte, típicamente son:

• Resistencia al deslizamiento- mojado o en seco.

• Exposición al polvo.

• Material suelto.

• Corrugación.

• Baches.

• Hundimientos.

• Grietas- deslizamiento Según ompson (2012), “El clima también es una consideración en la selección del material, en un clima húmedo se encuentran, materiales finos que deben ser restringidos a menos de un 10%, para prevenir condiciones de lodo. Por otro lado, en climas secos, los finos deben de exceder el 5% para prevenir el desmoronamiento de los agregados de la capa de rodamiento”.

tendrá un impacto negativo sobre la productividad.

Resistencia a la rodadura vs Productividad.

Figura Nro. 1 Autor: Barton, Nick

D. RIESGO DE HUMEDECIMIENTO EXCESIVO DE LAS PISTAS Accidentes que ocurren en las minas a cielo abierto debido al excesivo riego de las pistas mineras.

• La mayor parte de los accidentes tienen lugar cuando se circula descendiendo por las pistas • Unas causas principales de tales incidentes son debidas a un exceso de riego con agua de las pistas Las pistas mojadas por el agua de lluvias motivan que se produzcan accidentes en un porcentaje relativamente pequeño.

C. SELECCIÓN Y APLICACIÓN DE SUPRESORES DE POLVO Existe un problema que se da en las pistas mineras muy frecuente, que es el polvo, el cual es provocada por la movilidad de los equipos y maquinarias y que este a su vez trae consecuencias ya sea en las personas, como también 20

en las maquinarias y en los vehículos.

Se dice que el riego de las pistas con agua es el procedimiento más común de lucha contra el polvo en las minas a cielo abierto, sin embargo, no es necesariamente el método más

efectivo en términos económicos para la reducción de las emisiones de polvo, además un riego excesivo puede causar la erosión de la capa de rodadura.

Google.

• SELECCIÓN DE PRODUCTOS SUPRESORES DEL POLVO Características que deben tener los productos a utilizar en minería para suprimir el polvo son:

desempeño de suelos y agregados marginales, lo que a la vez ayuda a reducir el impacto ambiental y social asociado a la extracción de agregados de calidad”.

· Aplicación mediante aspersión con penetración profunda. · Sencillez de aplicación, requieriendo una supervisión mínima. · Pistas transitables en un plazo no superior a las 24h. · Disponibilidad en cantidades suficientes y a precios razonables. · Durabilidad adecuada, eficiencia y resistencia al deterioro por lixiviación, evaporación, radiaciones ultravioletas y reacciones químicas. · Aptos según la normativa vigente en materia medioambiental y de salud laboral.

· DL10 multinsa la (industria química en evolución) Este producto innovador eficiente para facilitar la movilidad en espacios de explotación de minería a cielo abierto DL10 es un producto derivado del aceite de palma.

Evita que el polvo se expanda por el ambiente al cargar una compactación de las partículas evitando que estas queden en el aire, aglomerando partículas y reduciendo la evaporación.

• SOLUCIONES MÁS EFECTIVOS E INNOVADORAS Según Jones & Surdahl (2014) indican que, “los pasados 100 años una gran variedad de tratamientos químicos se han desarrollado para mejorar el

3

Beneficios y ventajas · Su aplicación se hace de manera sencilla. · No es toxico. · No es corrosivo. · No genera superficies deslizantes. · Es biodegradable. · Es fácil de utilizar. · Su uso no afecta al medio ambiente.

CONCLUSIONES

• Diseño aplicado a la selección, aplicación y mantenimiento de los materiales de la carpeta de rodamiento, y una buena eliminación de polvos.

• Dentro del análisis expuesto, un recorrido seguro y apropiado, adecuada transitabilidad bajo condiciones de lluvia o secos, la

· TSP MIN Es una metodología de estabilización de suelos que aplica un aglomerante químico natural combinado con tecnología para su aplicación y monitoreo. La TSP min logra una mayor durabilidad de la superficie de rodado.

Beneficios del TSP: · Control del polvo. · Ahorro en el uso del agua. · Ahorro en costos.

TSP Y EL MEDIO AMBIENTE · El aglomerante aplicado es natural, incoloro e inodoro. · No tiene impacto ambiental sobre el aire. · No es contaminante, ni tóxico.

4 resistencia y el mantenimiento; son los requerimientos para una capa de rodamiento ideal.

• Actualmente el DL10 y TSP son productos innovadores que nos permiten controlar el polvo, ahorrar el consumo de agua, así como una reducción en los costos.

BIBLIOGRAFIA

Gallardo, f. (noviembre de 2016). "ANÁLISIS CRÍTICO SOBRE LA EMISIÓN DE POLVO EN MINERÍA: CAMINOS MINEROS Y PROPUESTA DE UNA ESTRATEGIA DE SUPRESION" Santiago de Chile, Chile." ompson, M. (2012). "EL DISEÑO, CONSTRUCCIñÓN Y MANTENIMIENTO DE LOS CAMINOS DE LA MINA". Chile.

Castillo, Alonso (2017). “ESTABILIZACIÓN DE SUELOS Y MATERIALES GRANULARES. EN CAMINOS DE BAJO VOLUMEN DE TRÁNSITO, EMPLEANDO PRODUCTOS NO TRADICIONALES”.

LIPLATA (2013). “SOLUCIONES INTEGRALES PARA EL CONTROL DEL POLVO Y ESTABILIZACIÓN DE SUELOS”.

21

Estudio del rendimiento de Cintas Transportadoras en Minería. artículo 05 JHON R. HUASPA

Estudiante Ingeniería de Minas.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ.

1213591@utp.edu.pe

22

LUZ T. HUILLCA

Estudiante Ingeniería de Minas.

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ.

1512864@utp.edu.pe

JOSÉ A. SÁNCHEZ

Estudiante ingeniería de minas UNVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERÚ 1422069@utp.edu.pe

RESUMEN

ABSTRACT

Las fajas transportadoras son un medio de transporte continuo que en la actualidad ha tomado gran importancia en la industria minera, tanta es la importancia que tienen las fajas transportadoras hoy en día que se esta haciendo innovaciones para mejorar el rendimiento de estos equipos y su crecimiento tecnológico.

En el presente ensayo vamos a definir y comparar la utilidad que tienen las fajas transportadoras frente a otro tipo de transporte minero las ventajas y desventajas que aun se tienen al utilizar este medio de transporte su configuración y los elementos que deben componer una faja transportadora para un buen rendimiento tanto así como sus dimensionamientos y posibles fallas que afectarían en el funcionamiento y rendimiento de este medio de transporte ,ejemplos de estos equipos que funcionan en la industria minera mejorando el transporte en dichas industrias mineras.

También es de suma importancia el mantenimiento de las fajas transportadoras en minería ya que este optimiza el rendimiento y uno de los equipos que actualmente es tendencia para el control de mantenimiento son los Pirómetros y vibrómetros los cuales ayudan a conocer el estado del equipo de transporte continuo en funcionamiento en la industria minera.

Conveyor belts are a continuous means of transport that has now taken great importance in the mining industry, which is the importance of conveyor belts today that is making innovations to improve the performance of these equipment and its technological development .

In the present essay we will define and compare the utility that the conveyor belts have against another type of mining transport e advantages and the disadvantages that still have to use this means of transport good performance as well as its dimensions and possible faults that would affect the operation and performance of this means of transport, examples of these equipment that work in the mining industry improving transportation in these mining industries.

It is also very important to maintain the conveyor belts in mining as this optimizes the performance and one of the equipment that is currently trending for maintenance control are the pyrometers and vibrometers which help to find out the state of the continuous transport equipment in operation in the mining industry.

Google.

1

2

INTRODUCCIÓN

En el año 1860 se pone en funcionamiento una de las primeras fajas transportadoras en la industria minera, cabe indicar también que, en los años 80, un esfuerzo por reducir los costes de operación, se produjo una fuerte implantación de las fajas transportadoras en la industria minera a cielo abierto desplazando así al camión minero quien hasta ese momento había dominado por su gran capacidad.

La tecnología aplicada al desarrollo de correas transportadoras no lograba hacer de éstas un producto competitivo y resistente en comparación con los camiones y el tren.

Había mucha incertidumbre con los empalmes (en frío o vulcanizado en caliente), los compuestos y principalmente los sensores de ruptura en caso de un corte longitudinal de la correa.

Diez años más tarde se avanzó en la incorporación de

sensores y monitorización en línea vía Internet; y ese fue un cambio muy grande.

Pero los avances en estos equipos no se han detenido en dicho estado, ya que desde hace cinco años las compañías mineras vienen incorporando muy fuerte “las nociones de confiabilidad en el transporte del mineral”, lo cual se refiere al grado de predictibilidad sobre la posible falla de una correa transportadora. Esto es de gran ayuda, ya que anteriormente las correas paraban cuando el sensor de corte actuaba.

En cambio, hoy en día aplicando los conceptos de confiabilidad, es posible predecir situaciones de riesgo y detener los sistemas antes que se produzca la falla, evitando los daños a los componentes del transportador y previniendo el riesgo de los operadores. Por lo tanto, el ahorro en tiempo y en dinero resulta mucho mayor.

VENTAJAS DE LAS FAJAS COMO MEDIO DE TRANSPORTE FRENTE A LOS CAMIONES MINEROS:

• Sistema de acarreo continuo.

DISCUSIÓN

Existe un gran número de sistemas de transporte.

Según los especialistas, hace 30 o 40 años si se analizaba un proceso de carguío y transporte de mineral existían tres alternativas, donde los camiones tenían la mayor importancia, luego el tren y en tercer lugar las correas, dependiendo de la evaluación técnico-económica del proyecto.

Esto se debía principalmente a que la tecnología aplicada al desarrollo de correas transportadoras no lograba hacer de éstas un producto competitivo y resistente en comparación con los camiones y el tren. El más resaltante por su gran capacidad y facilidad para aumentar el número de flotas, sin embargo, resulta ser un equipo con altos costos en mantenimiento y operación, analizando los avances tecnológicos pudimos comprobar que las cintas hoy en día constituyen un sistema económico, con mayor eficiencia energética, una vida operativa mayor que la de los volquetes y mejores condiciones ambientales.

Menor coste de operación y mantenimiento que los volquetes, requiere mano menos especializada.

Las cintas tienen mayor eficiencia energética.

• La energía consumida por las cintas es eléctrica en lugar de gas-oíl.

• Es posible remontar pendientes de hasta 33%, con cintas convencionales.

A. DESVENTAJAS DE LAS FAJAS FRENTE A LOS CAMIONES MINEROS:

• El costo de mantención y construcción de las pistas es menor por la anchura, longitud intensidad de circulación.

• Exige mayores inversiones iniciales.

• Requiere material bien fragmentado.

• No sirve para transporte de rocas grandes.

• El tamaño máximo de gruesos menos de un 1/3 del ancho de la faja.

• No hay mucha flexibilidad.

• Punto de carga y descarga fijo.

• Poca versatilidad para aumentar o modificar la producción.

• La vida operativa de las bandas es mayor que la de los volquetes.

B. CLASIFICACIÓN SEGÚN SU MOVILIDAD.

• Las condiciones ambientales son mejores en cuanto a la emisión de gases, polvo y ruidos.

• Fajas fijas o estacionarias.

• Fajas ripables o semimóviles.

• Fajas móviles.

• La capacidad de transporte es independiente de la distancia.

23

C. CLASIFICACIÓN SEGÚN SU CONFIGURACIÓN: • Fajas convencionales.

• Fajas cable-betl.

• Fajas modulares.

• Fajas alargables.

momento flexión que el disco lateral transmite al tambor. En general, los sistemas de alta capacidad usan correas de modulo alto, esto requiere que el tambor sea maquinado para asegurar la concentricidad entre el tambor y el eje.

ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN LAS CINTAS TRANSPORTADORAS

c. BANDAS Las bandas están formadas por la carcasa y la goma de recubrimiento

Potencia para mover horizontalmente (Ph): 40 0.2 0.6 1.2 2.4 4.9 9.8 19.3

80 0.4 0.9 1.8 3.5 7.1 14.1 27.3

100 0.4 1.0 2.0 4.1 8.2 16.3 32.1

200 0.7 1.7 3.3 6.8 13.6 27.2 53.5

315 1.0 2.5 5.0 9.9 19.8 39.7 78.0

400 1.2 3.1 6.1 12.2 24.5 49.0 96.3

la

roca

500 1.5 3.7 7.5 15.0 29.9 59.8 117.7

630 1.9 4.6 9.3 18.5 37.0 74.0 145.0

Fuente: MANUAL SELECCIÓN DE EQUIPO Y ELEGIR ALTERNATIVAS DE TRANSPORTE EN LA EXPLOTACIÓN MINERA SUPERFICIAL. Autor: Oswaldo Ortiz S., Godelia Canchari S., Silvia Iglesias L., Mario Gonzales T.

Potencia para elevar o descender la roca: Potencia de motores comerciales: KW 0.37 0.55 0.75 1.1 1.5 2.2 3.0 4.0

Fuente: Manual de transporte con volquetes y diseños de pistas mineras.

en esta imagen podemos observar los elementos que constituyen una cinta transportadora como son los bastidores, cabezas motrices, tambores y bandas. a. BASTIDORES Son estructuras metálicas que constituyen el soporte de la cinta transportadora y de la instalación entre el punto de la alimentación y el de descarga. · CABEZAS MOTRICES Elementos: Como en la imagen se observa podemos ver la composición de los elementos que constituyen las cabezas motrices de las cintas transportadoras.

En la imagen podemos distinguir las exigencias de los materiales para la elaboración de las cintas transportadoras con un rendimiento óptimo para su operación.

8

10

12.5

Elevación(m) 16 20 25

31.5

40

50

17.1 21.4 26.8 34.3 42.6 53.6 68.7

21.8 27.2 34.0 43.6 54.4 68.1 87.2

27.2 34.0 42.6 54.5 68.1 85.1 109.0

34.3 42.9 53.6 68.6 85.2 107.1 137.3

68.5 85.7 107.1 137.2 171.5 214.2 274.6

87.0 108.9 128.1 174.2 217.8 272.2 348.8

108.8 136.1 170.2 217.8 272.2 340.3 436.0

43.5 54.4 64.1 87.1 108.9 136.1 174.4

54.4 68.1 85.1 108.9 136.1 170.1 218.0

Fuente: MANUAL SELECCIÓN DE EQUIPO Y ELEGIR ALTERNATIVAS DE TRANSPORTE EN LA EXPLOTACIÓN MINERA SUPERFICIAL. Autor: Oswaldo Ortiz S., Godelia Canchari S., Silvia Iglesias L., Mario Gonzales.

DIMENSIONES PARA EL MEJOR RENDIMIENTO DE LAS CINTAS TRANSPORTADORAS La anchura de las cintas transportadoras es determinada por la capacidad de transporte que se precisa o por el tamaño máximo de material.

Fuente: MANUAL DE TRANSPORTE CON VOLQUETES Y DISEÑOS DE PISTAS MINERAS.

b. TAMBORES Dado que el tambor recibe la tensión completa de la cinta, se realiza un análisis de cada uno de los tambores del sistema de poleas en los cuales se analiza el esfuerzo generado por la tensión.

El envolvimiento de la correa, y el acople posterior causado por el 24

CÁLCULO DE LA POTENCIA DE ACCIONAMIENTO: Para accionar una cinta transportadora debe calcularse primero: Potencia para mover las cintas con una velocidad de 1m/s (Pv): Ancho (m) 400 500 650 800 1000 1200 1400

KW 45 55 75 90 110 132 150 185

KW 200 220 250 280 315 355 400 -----

Fuente: MANUAL SELECCIÓN DE EQUIPO Y ELEGIR ALTERNATIVAS DE TRANSPORTE EN LA EXPLOTACIÓN MINERA SUPERFICIAL. Autor: Oswaldo Ortiz S., Godelia Canchari S., Silvia Iglesias L., Mario Gonzales T.

Fuente: Manual de transporte con volquetes y diseños de pistas mineras Autor: LOPES, Carlos.

Cap. t/h 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200

KW 5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37

10

25

63

100

260

315

400

500

630

0.4 0.5 0.7 0.8 1.1 1.3 1.6

0.4 0.6 0.8 1.0 1.4 1.7 2.0

0.3 0.5 0.8 1.2 1.5 1.9 2.4

0.4 0.6 1.0 1.6 2.0 2.6 3.2

1.8 2.4 3.2 4.2 5.4 6.6 6.8

2.1 3.0 3.9 5.1 6.6 8.1 9.5

2.6 3.6 4.9 6.3 8.1 9.9 11.7

3.2 4.3 5.9 7.7 10.0 12.2 14.3

4.0 5.3 7.3 9.5 12.3 15.6 17.7

Fuente: MANUAL SELECCIÓN DE EQUIPO Y ELEGIR ALTERNATIVAS DE TRANSPORTE EN LA EXPLOTACIÓN MINERA SUPERFICIAL. Autor: Oswaldo Ortiz S., Godelia Canchari S., Silvia Iglesias L., Mario

calcular la potencia transportadoras:

de

cintas

Pt=Pv+Ph+Pe Fuente: MANUAL DE TRANSPORTE CON VOLQUETES Y DISEÑOS DE PISTAS MINERAS.

Donde: Pt=Potencia total.

Pv=Potencia de accionamiento de la cinta.

Ph=Potencia para transportar el material horizontalmente.

Pe=potencia para elevar y descender el material.

Potencia mínima del motor:

Mp=Pt/f Fuente: MANUAL DE TRANSPORTE CON VOLQUETES Y DISEÑOS DE PISTAS MINERAS. Autor: LOPES, Carlos.

Donde: Pt=potencia total. f=efic.de accionamiento(95%).

Ángulos de carga: El ángulo de reposos del material a transportar disminuye debido a las ondulaciones de la banda cuando discurre sobre los rodillos. el Angulo de carga es menor que el ángulo reposo, y es una de las características más importantes que intervienen en el cálculo de la capacidad de transporte, pues depende del área de la sección transversal.

α

β Fuente: C.E.M.A Autor: C.E.M.A

los valores medios del ángulo de carga “α” son : materialesfinos…….5° - 10° materialesmedios…….…15° materialesquenofluyen….20° materialesgruesos…….…25° Tamaños de bloques El tamaño de bloque es un factor que determina la anchura mínima de la banda particularmente con cintas de baja capacidad. c. Ángulos de artesa normalmente los ángulos de artesa sonden 30°, 35° y 40° no obstante la flexibilidad de bandas influye en la selección del ángulo de artesa.

Las capacidades son las siguientes.

Fuente: C.E.M.A Autor: C.E.M.A

Ejemplo de rendimiento de Cinta transportadora en el Perú: cinta transportadora “overland” de 6,5 km de largo en minera Antapaccay.

En los últimos años se ha visto un incremento en el uso de correas transportadoras de gran potencia y alto rendimiento, siendo esenciales la confiabilidad y la eficiencia. Siemens, en alianza con yssenKrupp, diseñó una solución con una cantidad limitada de componentes para lograr este objetivo. Suministraron una correa transportadora overland de 6,5 km de largo a la minera Antapaccay, en Perú, para trasladar el mineral de cobre desde la mina hasta la planta de procesamiento. La cinta posee un ancho de 1.370 mm, viaja a una velocidad de 6,2 m/s y está diseñada para transportar hasta 5.260 ton de mineral por hora. Se caracteriza por su sistema de accionamientos sin engranajes.

Inicialmente Antapaccay fue diseñada con un sistema de accionamiento convencional: convertidores de frecuencia variable con motores de inducción de jaula de ardilla, junto con acoplamientos mecánicos y cajas de engranajes. Dicho diseño consideraba cuatro motores de 1.900 kW cada uno.

El sistema de accionamientos sin engranajes, en comparación, utiliza sólo dos poleas de transmisión, cada una con un sistema de accionamiento sin engranajes de 3.800 kW de potencia. (Riquelme_2015).

d. Ángulos de inclinación los ángulos máximos de las cintas cuando transportan el material en condiciones secas, cuando el material a transportar posee una granulometría que se aparta de la usual y rueda hacia atrás sobre la cinta o desliza sobre esta como consecuencia lubricante del agua.

Detección de posibles problemas que nos ayudaría a aumentar el rendimiento de las cintas transportadoras: • Detección de defectos en la cubierta, daños en bordes, daños en uniones y cortes en correas • Detección de salud de la polea motriz y polea guía.

• Monitoreo de salud del accionamiento.

• Detección de desgaste en correas, daño en cable de acero y otros defectos internos.

• Descarga de material y bloqueo de descarga.

• Detección de movimiento errático de las correas.

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,se han aplicado con mucho éxito en Codelco Andina en una prueba que manejaba material directo de la mina. se 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.

RENDIMIENTO DE CINTAS TRANSPORTADORAS A LA ABRASIÓN: Una cinta transportadora que resiste efectivamente 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 hay que fijarse en el material que se maneja y los volúmenes para tener claridad de la correa que se necesita.

3

BIBLIOGRAFÍA

Ortiz S.O., Canchari S.G., Iglesias L.S, Gonzales T.M. (2007). Simulación determinística y estocástica para dimensionar, y seleccionar equipo y elegir alternativas de transporte en minera superficial. Revista del Instituto de Investigaciones FIGMMG. Recuperado de http://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/iigeo/article/view/522

Fuente: C.E.M.A Autor: C.E.M.A

Modelos de cintas transportadoras más usadas en minería de acuerdo su rendimiento: Hay tres tipos de correas de caucho: las que incorporan una serie de capas de telas de polyester-nylon, las cuales 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.

Están las ST o cables de acero para varios kilómetros de correas. Estas, tal como dice su nombre, incluyen cables

Crisostomo, J. Compendio minería chilena: “correas transportadoras mayor conocimiento y tecnología”http://www.mch.cl/informes-tecnicos/correas-transportadoras-mayor-conocimiento-y-tecnologia-2/ Riquelme.E (2015) Construcción Minera: Correas Transportadoras: Velocidad y eficiencia http://www.construccionminera.cl/correas-transportadoras-velocidad-y-eficiencia-a-la-orden/#.WzPpWtJKjIU GASPAR.R (2014) Evaluación de las fajas transportadoras para el incremento en la capacidad de carga del circuito conveyor en shougang hierro Perú S.A.A. http://repositorio.uncp.edu.pe/bitstream/handle/UNCP/291/TEMEC_10.pdf?sequence=1&isAllowed=y HUAMAN.E (2014) Tecnología de bandas transportadoras http://repositorio.unsa.edu.pe/bitstream/handle/UNSA/2912/MThuvaer017.pdf?sequence=1&isAllowed=y Braun T., Hennig A., Lottermoser B. (junio 2017) The need for sustainable technology diffusion in mining: Achieving the use of belt conveyor systems in the German hard-rock quarrying industry https://sci-hub.tw/10.1016/j.jsm.2017.06.003 Błażej R. , Jurdziak L. , Kozłowski T. , Kirjanów A. (septiembre 2017) The Use of Magnetic Sensors in Monitoring the Condition of the Core in Steel Cord Conveyor Belts – Tests of the Measuring Probe and the Design of the DiagBelt System https://sci-hub.tw/10.1016/j.measurement.2018.03.051 Revista equipo minero, (2016) “las minas dependen de las correas transportadoras” http://www.equipo-minero.com/contenidos/1641-transportadores-comunes.html#.WzP1LdJKjIU Jimeno, C. (2014). Manual de Transporte con Volquetes y Diseño de Pistas Mineras

25

La necesidad del análisis y cálculo de rendimientos, costos horarios e inversiones en maquinarias mineras. artículo 06 DIEGO CONDE

Estudiante Ingeniería de Minas UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ 1313446@utp.edu.pe

26

JULIO E. GÁRATE

Estudiante Ingeniería de Minas UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ 1414012@utp.edu.pe

JOHAN OBREGÓN

Estudiante Ingeniería de Minas UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ 1222514@utp.edu.pe

RESUMEN

ABSTRACT

La forma más eficaz de poder observar y cuantificar el rendimiento de una maquinaria, ya sea por Observación Directa, Método de Formulas ó mediante las tablas del Fabricante, logrará exitosamente alcanzar las expectativas y rentabilidad economica que nuestro proyecto requiere.

Dado los ya conocidos Factores Limitadores de Rendimiento, y la Resistencia a la Rodadura y Tracción que poseen las Maquinarias Móviles, se ha ido evolucionando hasta automatizar gran parte del proceso, haciendo más efectiva la extracción y acarreo del mineral.

Los costes horarios, que es básicamente lo que me cuesta hacer funcionar una Maquinaria dividido entre el número de horas que esta ópera, es un estudio precedido por análisis importantes, métodos como el Lineal de Amortización permiten ver factores importantes en nuestra maquinaria, y mediante las Tablas del Fabricante podemos inferir rápidamente cual será nuestra mejor inversión.

e most effective way to observe and quantify the performance of a machine, either by Direct Observation, Method of Formulas or by the manufacturer's tables, will successfully achieve the expectations and economic profitability that our project requires.

Given the already known performance limiting factors, and the rolling and traction resistance of the mobile machinery, it has evolved to automate a large part of the process, making extraction and transport of the ore more effective. e hourly costs, which is basically what costs me to operate a machine divided by the number of hours it operates, is a study preceded by important analyzes, methods such as the Linear Amortization allow to see important factors in our machinery, and through the Tables of the Manufacturer we can quickly infer what will be our best investment.

Google.

1

INTRODUCCIÓN

La industria minera involucra niveles muy altos en el uso de equipos pesados lo que hace de ellos un ítem indispensable para cualquier mina o planta. En general, los procesos mineros implican una operación continua de 24 horas al día y siete días a la semana, de modo que cualquier falla tiene consecuencias graves desde el punto de producción y cualquier ineficiencia se refleja de inmediato en elevados costos de operación. Por lo tanto, contar con la suficiente cantidad de equipos, tecnologías de punta y una mantención constante es clave para una producción eficiente.

2

La optimización de recursos, como el tiempo, la energía, el dinero, entre otros, siempre han sido tema cúspide dentro de la investigación sobre Maquinaria, y toma un carácter crítico dentro de la industria minera, dados los proyectos mineros de gran envergadura, es siempre factible pensar en cómo lograremos sacar el máximo provecho a cada recurso que dispongamos.

Enfocándonos en Maquinaría Minera, podremos hoy hablar de la Inversión minera ligada al coste – horario y del tan importante rendimiento como KPI (Key Performance Indicator o Factor Clave de Desempeño).

DISCUSIÓN

A. RENDIMIENTO Teniendo en cuenta que en los proyectos mineros la maquinaria pesada es uno de los bienes de capital más costoso, es especialmente importante el conocimiento y control del rendimiento, determinando así la producción a alcanzar, la efectividad y rentabilidad económica del proyecto (1995).

Métodos de cálculo de rendimiento Al momento de calcular el rendimiento en maquinarias mineras se pueden optar cálculos de: • Observación directa: Basado en los volúmenes movidos por hora.

• Método de Fórmulas: Basado en el cálculo de ciclos, factores de corrección, capacidad de cuchara, etc.

• Método de tablas que ofrece el fabricante: Teniendo en cuenta que son valores teóricos e irreales basados en una eficiencia de 100%.

Rendimiento de una pala con respecto al Cazo R = Q x E x f x K x 60 / Cm Fuente: MANUAL DE ARRANQUE, CARGA Y TRANSPORTE. Autor: Instituto Tecnológico GeoMinero de España.

Factores limitadores de rendimiento No obstante, hay muchos factores que inciden en el cálculo del rendimiento lo que hace que la máquina no desarrolle su máxima eficiencia, estos pueden ser: • Factores geográficos .

• Factores humanos.

• Condiciones de terreno.

• Distancias de operación.

• Eficiencia horaria.

• Factor de llenado.

• Factor de carga según el tipo de material.

• Factor por pendiente de terreno.

• Factor de altitud sobre el nivel del mar.

Resistencia a la rodadura y Tracción RR =FRR×PT Fuente: MANUAL DE ARRANQUE, CARGA Y TRANSPORTE. Autor: Instituto Tecnológico GeoMinero de España.

FRR = Factor de resistencia a la rodadura PT = Peso total del vehículo (Arevalo L. y Fernandez C., 2014)

Componentes de la resistencia a la rodadura

Figura Nro. 1 Fuente: MANUAL DE ARRANQUE, CARGA Y TRANSPORTE. Autor: Instituto Tecnológico GeoMinero de España.

Resistencia a la pendiente y Peso Componentes de la resistencia a la rodadura

Figura Nro. 2 Fuente: MANUAL DE ARRANQUE, CARGA Y TRANSPORTE. Autor: Instituto Tecnológico GeoMinero de España.

EVOLUCIÓN Rumbo a un rendimiento óptimo, teniendo en cuenta los limitadores de rendimiento, llega un enfoque llamado “evolución” lo que relaciona directamente lo que se produce con lo que se hace para producirlo, llegando a hablar de:

27

AUTOMATIZACIÓN Los actuales desafíos de la actividad minera impulsaron la “operación inteligente de un sistema” que hoy en día puede combatir factores de limitación de rendimiento gracias a los gigantescos avances de la tecnología en los últimos años que han generado las condiciones propicias para poner a la automatización al servicio de la minería.

Se espera que esta tecnología traiga consigo una serie de beneficios.

Reducir el número de operadores trabajando en un ambiente potencialmente peligroso y aislado, logrando así aumentar la seguridad de los trabajadores. Reducir los costos operacionales y extender la vida de los neumáticos y frenos. Aumentar la productividad y eficiencia y reducir el consumo de combustible y las emisiones. (Magri J., 2014).

TECNOLOGÍAS LHD autónomo: Escanean los túneles pudiendo moverse de manera

autónoma hasta el lugar de descarga, tienen carguío de manera teledirigida y vertido autónomo.

Camión de riego autónomo: equipado con sensores reguladores de agua, pudiendo elegir el tipo de dispersión y adecuando la velocidad del camión.

Sistema de perforación autónoma: el operador puede manejar hasta 5 perforadoras simultáneamente y establecer el plan de perforación desde una sala de control, agrega de forma autónoma las barras que sean necesarias para alcanzar la profundidad deseada, luego las remueve y se mueve hacia el siguiente punto. Además mientras el equipo está trabajando el sistema recoge valiosa información, como el tipo de geología, los tiempos y tasas de perforación. (Magri J., 2014).

CAMIONES AUTÓNOMOS Un sistema, llamado “Conciencia proximidad” por Caterpillar, envía continuo flujo de datos sobre ubicación y velocidad de cada uno

de un la de

los camiones y sobre la disponibilidad del cargador, evitando así las colas y los atrasos asociados. Si los sensores del sistema de detección de obstáculos detectan algún vehículo o persona dentro del área de transporte de los camiones autónomos, estos se detienen inmediatamente. Si los sensores del sistema de detección de obstáculos detectan algún vehículo o persona dentro del área de transporte de los camiones autónomos, estos se detienen inmediatamente. (Magri J., 2014).

Pala de cuerdas realizando carguío en un volquete

Figura Nro. 3 Fuente: Google Imágenes.

B. COSTE HORARIO El costo horario de Posesión y de Operación de la maquinaria, se define como la cantidad de dinero necesaria que permita: adquirirla y operarla, es decir; hacerla funcionar, realizar los trabajos para lo cual fue adquirida, mantenerla en buen estado de conservación antes, durante y después de su uso, con un adecuado programa de mantenimiento. (Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento [VIVIENDA], 2010).

MÉTODO LINEAL DE AMORTIZACIÓN Consiste en dividir la suma a amortizar por el periodo de amortización expresado en años. Si se desea calcular el coste de amortización horaria, éste se obtendrá dividiendo la cifra de amortización anual por el número de horas trabajadas al año. La suma a amortizar debe obtenerse descontando al precio de adquisición del equipo el valor residual del mismo y el coste del juego. (1995).

COSTOS HORARIOS DE POSESIÓN Los Costos de Posesión incluyen todos los costos incurridos en la compra de la máquina hasta que esta estuvo en los almacenes de la empresa.

El coste de propiedad de un equipo se obtiene mediante la agregación de las siguientes partidas: Amortización, Interés de capital invertido, Seguros e Impuestos, siendo la partida más importante la Amortización.

Generalmente las tres últimas partidas se obtienen conjuntamente, denominándolas cargas indirectas.

(Cantillo V., 1998).

Fuente: MANUAL DE ARRANQUE, CARGA Y TRANSPORTE. Autor: Instituto Tecnológico GeoMinero de España.

La amortización es la disminución del valor de la propiedad debido al uso, al deterioro y a la caída en desuso del bien. Puede darse por factores físicos como averías repentinas, envejecimiento y se da por factores funcionales como la ineptitud de la maquinaria, falta de modernidad, mejoramiento y desuso. (ITGE, 1995).

COSTOS HORARIOS DE OPERACIÓN Los costos de operación incluyen todos los costos en que se incurre para que el equipo trabaje. Estos incluyen los siguientes elementos: combustibles, lubricantes, filtros, repuestos, materiales, trabajos, externos, mano de obra, mecánico, Operador, etc.

28

Evolución del valor en libros del tractor.

Figura Nro. 4

Existe además un elemento a considerar que es la Reserva de Reparaciones, esta considera costos de las reparaciones futuras que se harán en la máquina.

Si una máquina es nueva o relativamente nueva, es conveniente considerarlo en el costo de alquiler.

Si una máquina no es nueva (por ejemplo si tiene más de 15,000 horas de uso), normalmente ya ha tenido todas las reparaciones programadas hechas (correctivos programados), así como otras reparaciones no programadas, por lo que en este caso el cómputo histórico de repuestos, mano de obra, trabajos externos, materiales, etc. ya considera esta reserva de reparaciones.

En el caso de máquinas de las cuales no se tiene experiencias previas, es bueno conseguir del distribuidor de la marca toda la información de repuestos, lubricantes, filtros, etc. a usar, así como su frecuencia de uso cambio y el costo de futuras reparaciones a realizar a fin de obtener valores que nos permitan una línea base de los costos de operación.

Los costos horarios de operación se calculan dividiendo los costos de operación entre las horas trabajadas (para el caso de costos reales incurridos a dicha fecha) o entre las horas estimadas en las que se van a gastar los insumos considerados en el

caso de cálculo futuro. (Zegarra M., 2016).

ANÁLISIS DE LOS COSTES HORARIOS Los costos totales horarios van a ir disminuyendo conforme la máquina trabaja, básicamente porque el costo de posesión se va diluyendo con el aumento de las horas de trabajo, pero dado que la curva de costos de operación semeja a una curva cuadrática, va a existir un punto en el tiempo en el cual el costo total horario será mínimo, pasando este a ser mayor a partir de dicho punto.

En el campo de la maquinaria a minera, las inversiones pueden clasificarse atendiendo a los motivos de la realización de las mismas: • Inversiones en nuevos equipos o máquinas: Tienen como fin adquirir unidades para llevar a cabo el proceso de producción previsto.

• Inversiones de renovación: Con el objeto de reemplazar o sustituir equipos agotados u obsoletos por otros nuevos.

• Inversiones de modernización o de Innovación: Con el fin de que la producción de la empresa se mantenga y también mantenga su posición en el mercado.

• Inversiones estratégicas: Tienen como objetivo la reducción de riesgos para la empresa, resultantes del progreso técnico y de la agresividad de la competencia. (1995).

Para juzgar el grado de atractivo de una inversión respecto a otras posibilidades de invertir, se requiere un instrumento de medida adecuado.

Tradicionalmente han venido utilizándose ciertos sistemas de valoración, conocidos globalmente con el nombre de métodos convencionales, los más destacados son: • El periodo de recuperación, o tiempo necesario o para reembolsar o

Figura Nro. 5 Fuente: CIENCIA Y DESARROLLO, UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS.

3

C. INVERSIÓN En el contexto empresarial, la inversión es el acto mediante el cual se usan ciertos bienes con el ánimo de obtener unos ingresos o rentas a lo largo del tiempo. La inversión se refiere al empleo de un capital en algún tipo de actividad económica o negocio, con el objetivo de incrementarlo. Dicho de otra manera, consiste en renunciar a un consumo actual y cierto, a cambio de obtener unos beneficios futuros y distribuidos en el tiempo. Massé, P. (1963).

Costo Total Acumulado

recuperar el capital invertido mediante los ingresos netos previstos.

• La rentabilidad porcentual simple, que se determina como los beneficios netos anuales medios referidos a la inversión total.

• Los beneficios netos totales, o los ingresos acumulados a lo largo de la vida estimada, referidos a la inversión original.

MÉTODO DE EVALUACIÓN BASADOS EN ACTUALIZACIÓN: TASA DE RENTABILIDAD INTERNA (TRI) Este método se basa en el valor actual, pero elimina en los cálculos la elección de un interés prefijado Consiste en determinar el tipo de interés que iguala el valor actual de los ingresos y el valor actual de los desembolsos estimados. Es decir, la TRI es el tipo de interés para el cual el VAN de todos los ingresos y desembolsos es nulo.

Determinación Gráfica del TRI

CONCLUSIONES

A. El cálculo y optimización del rendimiento es una maquinaria minera es un tópico imprescindible para el máximo aprovechamiento de recursos en minería.

B. Tanto el Costo Horario de Operación y Posesión juegan un papel importante al considerar que maquinaria podría ser la más indicada al paso constante del tiempo.

C. Elegir bien el tipo de inversión minera en coordinación con los datos ya obtenidos es vital para mantener cualquier empresa minera en permanente competencia con respecto a las demás.

D. El cálculo real de todos nuestros KPI (Factores claves de desempeño) y costos serán más confiables si usamos datos obtenidos en la praxis, de no poder obtenerlos, debemos consultar a las Tablas del fabricante para poder inferir nuestros cálculos.

4

BIBLIOGRAFÍA

• Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento del Perú (2010). “EXPOSICIÓN SOBRE LOS ALCANCES DE LA NORMA TÉCNICA: ELEMENTOS PARA DETERMINACIÓN DEL COSTO HORARIO DE LOS EQUIPOS Y MAQUINARIA DEL SECTOR CONSTRUCCIÓN.” p.11.

Figura Nro. 6 Fuente: MANUAL DE ARRANQUE, CARGA Y TRANSPORTE. Autor: Instituto Tecnológico GeoMinero de España.

Otra definición de TRI es aquélla tasa a la que un proyecto remunera los fondos invertidos en él, de modo que al final de la vida del proyecto se hayan recuperado dichos fondos y los intereses devengados cada año por el saldo acumulado pendiente de recuperación.

• Zegarra M. (2016). “CIENCIA Y DESARROLLO: INDICADORES PARA LA GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO DE EQUIPOS PESADOS.” • Massé, P. (1963). “LA ELECCIÓN DE LAS INVERSIONES.” • “MANUAL DE ARRANQUE, CARGA Y TRANSPORTE EN MINERÍA A CIELO ABIERTO”. (1995). Instituto Tecnológico GeoMinero, España.

• Cantillo V. (1998) “REEMPLAZO ECONÓMICO DE LOS EQUIPOS” • Magri J. (2014) “EFECTOS DE LA INCORPORACIÓN DE TECNOLOGÍAS AUTÓNOMAS EN EL DISEÑO Y LA PLANIFICACIÓN MINERA”.

• Arevalo L. y Fernandez C., (2014) “ANÁLISIS COMPARATIVO DE ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y RENDIMIENTO EN CAMPO DE MAQUINARIA PARA EXTRACCIÓN DE TIERRA”.

29

Google.

eventos próximos

El XII CONAMIN es organizado por el Colegio de Ingenieros del Perú (CIP) – Capítulo de Ingeniería de Minas del CD – Lima, y reunirá a profesionales, empresas proveedoras y de servicios, empresas consultoras, empresas mineras y del sector público; quienes expondrán los últimos avances de investigación, tecnología e innovación, para un mejor desempeño de la industria minera en sus diferentes etapas.

Se realizara en el campus de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM) del 20 al 23 de agosto de 2018.

El objetivo del Congreso es contribuir en el mejoramiento del nivel profesional, especialmente de los ingenieros de minas, a través de la actualización profesional, para lo cual propiciaremos un intenso intercambio de información, nuevos conocimientos y nuevas experiencias profesionales entre los asistentes.

Para tal efecto se está programando una serie de actividades técnico-científicas tales como: Conferencias de investigación, tecnología e innovación; conferencias magistrales; 30

conferencias especiales; conferencias comerciales, mesas redondas; talleres estratégicos sobre la formalización minera integral a pequeña escala, terrenos superficiales y comunidades, permisos y autorizaciones; además del Foro Empresarial y Actividades Sociales. Adicionalmente las empresas podrán exhibir sus productos, proyectos y servicios a través de la feria especializada MAQ-EMIN 2018.

Será la reunión más importante del presente año, que reunirá a los profesionales de la industria minera en general, para lo cual se está programando la exposición de 80 trabajos de investigación, 40 presentaciones comerciales, 06 conferencias especiales, 03 mesas redondas, 03 conferencias magistrales, 03 talleres y un 01 foro empresarial.

Es una gran oportunidad para que los asistentes puedan mejorar su nivel profesional a través de la variedad de información que se les va a brindar.

EXPOMINA PERÚ 2018 Septiembre es el mes en el que se realizará el Primer Encuentro Empresarial Minero del Perú denominado como Expomina Perú 2018. Esta es la Feria Internacional más grande e importante del 2018 que reúne a la fuerza económica más importante de nuestro país.

MOTIVOS PARA PARTICIPAR EN EL EXPOMINA PERÚ 2018 El participante del Primer Encuentro Empresarial Minero del Perú creará fuertes vínculos con compradores y vendedores.

Además, obtendrá la enorme ventaja de difundir las fortalezas de su empresa y así poder convertirse en un verdadero referente del sector. Por último, conocerá de cerca las principales actividades que realiza la competencia.

ExpominaPerú 2018 reunirá a los profesionales ligados al sector minero con el objetivo de unificar y consolidar vínculos entre las empresas a las que representan. Dicho evento incentiva la creación de nuevas alianzas que contribuyan al crecimiento de la minería. Además, difunde el uso de productos para mejorar la efectividad de los procesos.

FOROS DEL EXPOMINA PERÚ 2018 • Foro Políticas Públicas en Minería 2018 – 2021 • Foro Clima de Inversión Mercados y Precios • Foro Líderes Mineros: Proyectos, Operaciones y Ampliaciones Mineras en el Perú • Foro Desarrollo Social y Ambiental • Foro Tecnología e Innovación Minera • Foro Logística y Abastecimiento • Foro Gerenciamiento de Proyectos • Foro Educación e Innovación

Fernando Núñez Chávez Presidente de la Comisión Organizadora XIX Congreso Peruano de Geología Chair, CPG 2018 Organizing Committee XIX Peruvian Geological Congress En nombre de la Comisión Organizadora del XIX Congreso Peruano de Geología tengo el agrado de invitarlos al encuentro científico más importante de nuestro país, cuya nueva edición se llevará a cabo entre los días 23 y 26 de setiembre de 2018, en el Centro de Convenciones de Lima, Perú. En esta oportunidad, bajo el lema “Geología: Ciencia

para el desarrollo económico sostenible” queremos destacar la importancia de la Geología, como la ciencia clave generadora de desarrollo de nuestro país a través de la industria minera, energética y de la construcción, así como ofrecer una plataforma de difusión de las más recientes investigaciones en geología, los nuevos descubrimientos y análisis de las estrategias del uso de la información geológica, como herramienta fundamental para la toma de decisiones en el manejo de los riesgos geológicos que enfrenta el país.

31

1º EDICIÓN UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS

DIAGRAMADO Y DISEÑADO POR:

fluker@puretechweb.com / 951 229 809 AREQUIPA, JULIO DE 2018.