Operaciones Unitarias: Carguío y Transporte

Dentro de los procesos productivos de mayor costo se encuentra el carguío y transporte de material, debido a que es el proceso con mayor cantidad de equipos involucrados (flota), alto grado de mecanización, menor rendimiento productivo por equipo y constituye un proceso de operación prácticamente continuo y lento.

El objetivo del proceso es “Retirar el material tronado de la frente y transportarlo adecuadamente a su lugar de destino”, lo cual se puede resumir en la siguiente secuencia:

• Preparación de la zona de trabajo,
• Posicionamiento de equipos,
• Retirar el material volado desde la frente de trabajo (Carguío),
• Traspaso del material al equipo de transporte dispuesto para el traslado,
• Transporte del material a su lugar de destino (Planta, acopio, botaderos, etc.),
• Descarga del material,
• Retorno del equipo de transporte al punto de carguío (si es que se requiere su retorno).

Esta secuencia se cumple hasta que haya sido retirado el material requerido de la frente.

Como lo mencionamos anteriormente, este proceso productivo es el más influyente en los costos de operación (45% al 65% del costo mina), por lo que es de gran importancia garantizar un ambiente de operación apto para lograr los mejores rendimientos de los equipos involucrados, tanto en la parte física (material, equipos, mantención, disponibilidad, insumos, etc.), como en la parte humana (operadores, mantenedores, jefes de turno, etc.).

El proceso productivo de carguío y transporte se puede esquematizar de la siguiente forma:

¿Cuándo se lleva a cabo?

Una vez que el material ha sido volado y que se ha revisado el área verificando que la operación será segura (tiros quedados, colpas muy grandes, derrumbes, etc.), se procede a preparar la zona de carguío (sello), para lo cual se requerirá (si es necesario) de equipos de apoyo como bulldozers, wheeldozers, cargadores de servicio, camiones de riego, que dejen expedito el sector para la operación de los equipos de carguío y transporte. Cumplido con esto se posiciona el equipo de carguío con su correspondiente flota de equipos de transporte para iniciar la operación.

En minas de tajo abierto la preparación del sello no constituye una operación unitaria para el ciclo de carguío y transporte, ya que por lo general es más de una la zona a cargar y mientras los equipos de carguío y transporte operan en un sector, los equipos de apoyo están preparando otro.

¿Qué se hace?

Fundamentalmente lo que se hace es extraer el material quebrado (volado) desde la frente de operación por el equipo de carguío, para luego ser depositado en el equipo de transporte, lo cual se logra posicionando el equipo (cargador frontal o pala) frente al material cargado, en un área donde tanto el equipo de carguío como los equipos de transportes puedan operar sin problemas. El equipo de carguío penetra el material volado con su balde, llenándolo y desplazándolo hacia el punto de descarga, donde el balde es vaciado sobre la tolva del equipo de transporte (o recipiente). Esto se repite hasta que el equipo de transporte alcance su llenado operacional y sea reemplazado por otro equipo de transporte para continuar cíclicamente hasta agotar el material de la frente de trabajo.

Los equipos de transporte trasladarán el material a su destino parcial o final, ya sea a botaderos (estéril), acopios de mineral con baja ley, acopios de lixiviación, acopios de mineral de alta ley, chancado, etc., donde procederán a descargar el material y retornar a la operación (carguío, reserva o mantención).

¿Con qué se hace?

La operación de realiza con equipos adecuados, según la descripción del proceso, es decir dependiendo de la continuidad del proceso y los equipos involucrados. Para el carguío se cuenta con variados equipos como Cargadores frontales, Palas hidráulicas de excavación frontal o retro excavadoras, Palas cable, Dragalinas, Rotopalas, etc., para el caso del transporte se cuenta con equipos como Camiones convencionales (carreteros), Camiones articulados, Camiones fuera de carretera, Ferrocarriles, Correas transportadoras, Mototraillas (auto cargadoras), etc.

La flota seleccionada tendrá relación directa con las características de la mina, tanto físicas, geométricas y operacionales (rendimientos exigidos). (Ver texto Maquinarias y Equipos Mineros para la Explotación de un Tajo Abierto).

¿Cuál es el costo de cargar y transportar?

En función de los rendimientos exigidos y alcanzados, las características de la explotación, los equipos, la operación y el mercado, se pueden obtener costos de operación que fluctúan entre un 45 a un 65% del costo global de la operación de la mina, pudiendo ser mayores o menores dependiendo de las condiciones de operación en la faena. El carguío oscila entre un 10 y un 20% del costo y el transporte entre un 35 y un 45%.

En cuanto a inversiones, también podemos apreciar que los montos involucrados respecto a las otras operaciones unitarias, son mucho mayores ya que un camión de 240 Ton cortas cuesta más de US$ 2.000.000, un cargador frontal adecuado para este camión tiene un valor similar y una pala hidráulica para este tipo de camiones tiene un valor superior a los US$ 5.000.000. Existen otros equipos de carguío y transporte de menores capacidades, lo cual se verá reflejado en un valor menor. Debemos notar que la capacidad de los equipos incide directamente en el rendimiento de éstos.

Esquema Particular Proveedores – Entradas – Carguío y Transporte – Salidas – Clientes.

Algunas relaciones específicas entre proveedores y clientes para el proceso productivo de Carguío y Transporte.

Perforación:

La perforación de una malla determinada influirá fuertemente en el buen desarrollo del proceso de carguío y transporte, ya que la granulometría esperada del material dependerá del diseño de la malla (relacionado a la vez con las propiedades físicas de la roca a perforar). Una buena malla de perforación, así como una buena perforación (tiros bien perforados según las especificaciones técnicas) garantizará primeramente la buena operación del equipo de carguío (factores de llenado adecuados, frecuencia de aparición de colpas menor, menor desgaste de los baldes, menor sometimiento a sobre esfuerzos de los equipos por choques o arranque de material, etc.), y garantizará una mejor operación del transporte (menor daño por impactos de colpas en la tolva, mejores factores de llenado, mejor descarga de materiales, etc.).

Como cliente, la perforación requerirá que las zonas abandonadas por el carguío queden expeditas, para continuar después las actividades de perforación, es decir que sus accesos y superficies a perforar en el futuro cumplan con los mínimos requerimientos para que los equipos de perforación puedan realizar sus actividades.

Voladura:

Similar importancia tiene el buen resultado de la voladura, ya que la granulometría también dependerá de los factores de carga aplicados (u obtenidos) en los distintos sectores a volar, podríamos pensar que mientras mayor sea el factor de carga, menor será la granulometría y más fácil se haría la operación de carguío, lo cual no es necesariamente cierto, ya que existe otro factor importante en el resultado de la voladura que es la proyección del material (ola de material volado), la cual se incrementa con el factor de carga. Para cada tipo de equipo de carguío existe una proyección de material adecuada (para los cargadores la ola deberá ser de poca altura y de mayor extensión, para palas cable lo ideal es una ola alta y de poca extensión). El rendimiento de los equipos de carguío mejorará según la geometría de la ola de material a cargar, lo cual significará menores actividades de preparación de la zona de carguío y con ello iniciar la operación en un menor tiempo.

Como cliente, la voladura requerirá que el material volado anteriormente efectivamente haya sido retirado, de modo de garantizar que la cara libre sea la adecuada (sin material que amortigüe la voladura y baje su efectividad, además de necesitar acceso expedito para cargar los pozos.

Parámetros Geométricos y Geomecánicos:

Si por razones geomecánicas deberá variar el ángulo de talud, necesariamente variarán los perfiles de transporte en la operación, por ende los costos. La posibilidad de construir bancos dobles o de mayor altura también influirá en la operación del carguío (equipos y costos), el ancho de caminos y accesos, pendientes y otros parámetros influirán en la operación y el rendimiento de los equipos.

Como cliente, algunos parámetros dependerán de la operación de carguío y transporte, diseño de rampas, accesos, pendientes, etc.

Características del material:

La geología del yacimiento influirá en lo que es selectividad del material en el carguío, es muy diferente operar en un yacimiento con vetas de alta ley o con mayores exigencias de selectividad, que operar en un yacimiento masivo. La dureza y abrasividad del material influirá en los costos por el desgaste de los aceros de los equipos. La densidad del material también hará variar los costos y la capacidad de los equipos.

Servicios Mina:

Fundamental resulta que los equipos de servicios mina actúen conforme a las necesidades de la operación, por ejemplo un camino bien mantenido sin mucho polvo en suspensión permitirá desarrollar mejores maniobras a los equipos de carguío y transporte, por lo tanto mejorará su rendimiento, además de disminuir el desgaste de neumáticos de los camiones (baja el costo), la adecuada preparación de la zona de carguío permitirá una maniobrabilidad óptima de los equipos y garantizará la buena operación mecánica de ellos (menor probabilidad de daños en los equipos).

Seguridad, Salud y Medio Ambiente:

En estas operaciones por lo general se producen algunos problemas como el levantamiento de polvo en la carga, descarga y transporte de los materiales, lo cual puede significar una disminución de los rendimientos en los equipos al disminuir la visibilidad y con el consiguiente riesgo que implica no disponer de una buena visibilidad.

Chancado:

El cliente directo de la mina es el proceso del mineral, ya que el producto final debe pasar por otras etapas de producción, en este caso podemos mencionar al chancado como primer paso para el restos del proceso de depuración del producto final. El chancado viene a ser un cliente de la operación global de la mina, principalmente por la granulometría con que llega el mineral, ya que una buena granulometría evitará problemas de reducción de tamaño previamente al chancado. La selectividad con que se realice la operación de carguío influirá en la ley con que llegue el mineral a planta y en el aprovechamiento de los recursos energéticos y de proceso (no resulta conveniente esperar en planta leyes determinadas y recibir menores, gastando energía e insumos en procesar material estéril).

Como proveedor el chancado entregará información a la operación mina acerca de las características del material que está recibiendo y de las necesidades reales de dicho material.

Botaderos:

Fundamentalmente la operación y ubicación de botaderos necesita un tratamiento adecuado, la mina entregará el material a ser depositado en ellos y se encargará de su mantención (con equipos y personal), la tasa de crecimiento en volumen de dichos botaderos dependerá de la apropiada mantención, lo cual influirá en el transporte, ya que si agotamos nuestros botaderos cercanos antes de tiempo inevitablemente introduciremos un incremento en el costo de transporte (la ubicación influirá en los costos de transporte) y generará una baja en el rendimiento de la flota de carguío y transporte.