Tecnología para Minería Subterránea: Equipos Sofisticados para Condiciones Adversas

Las empresas Alemanas han estado a la vanguardia de la tecnología minera subterránea desde hace más de un siglo, e incluso durante el gradual debilitamiento de la industria del carbón en el país, ellos aún están mostrando cuan innovadores pueden ser suministrando equipos de avanzada para mercados de exportación alrededor del mundo. La tecnología minera subterránea Alemana, obviamente, no está enfocada exclusivamente en la industria del carbón, y sus proveedores siguen logrando éxitos en los mercados mundiales con máquinas para minería en roca dura y en evaporita.

Cargadores y Camiones para Minerales
Con sus centros de producción en Emsbüren, Hermann Paus Maschinenfabrik GmbH ha estado abasteciendo a las industrias mineras y de construcción de túneles en todo el mundo por cerca de 40 años, con su línea PFL de LHDs que ofrecen capacidades de carga útil de entre 1,5 y 5,5 t. Cuando se necesitan unidades más grandes, Paus tiene un acuerdo de cooperación con Schopf, extendiendo en forma efectiva su gama hasta máquinas con capacidad para 18 toneladas. Además, indica la compañía, ambos socios se benefician de este trato valiéndose de la presencia del otro en diferentes regiones del mundo.

Paus tiene una línea de cuatro modelos de LHDs que, según afirma, son muy compactos y brindan una solución optimizada para operación en trabajos en minas angostas. Su serie Universa de vehículos de servicios puede ser equipada para una variedad de funciones, mientras que la serie PMKT de camiones de descarga trasera ofrece capacidades de acarreo de 15-2 5 t. También hay camiones tipo eyector disponibles para uso donde el margen de altura para volteo es restringido.

En enero, la compañía entregó una actualización sobre el uso de sus máquinas en la antigua mina de cobre Konrad cerca de Salzgitter, que está siendo convertida en un depósito de desechos nucleares. Paus ha suministrado unas 20 máquinas al proyecto, una importante limitación en términos del tamaño máximo de componente que puede ser bajado mediante su eje. Paus rediseñó algunos aspectos de los LHDs y los camiones que suministraba para permitirles poder ser desmantelados en la mina, y luego re-armados bajo tierra.

Aparte de estos, la compañía ha suministrado dos camiones que pueden transportar relleno para sellar áreas del depósito mientras son rellenadas.

En Kazakstán, entre tanto, Paus reporta haber suministrado 34 de sus vehículos para transportar personal Minca a la industria cuprífera del país. Propulsados por un motor Deutz, los Mincas usan un sistema hidrostático con tracción en las cuatro ruedas y a buena distancia del suelo, permitiéndoles maniobrar en pendientes de hasta 40°, dice Paus. El techo y los costados de la cabina del personal están aislados, y hay una versión totalmente cerrada disponible para operación en clima frío.  

Bombas Mineras de Alta Presión
Una de los principales fabricantes de todo el mundo en el campo de la tecnología de agua a alta presión, Kamat-Pumpen GmbH & Co. KG también afirma ser fabricante líder de bombas para minería longwall y supresión de polvo desarrolladas específicamente para la industria minera. Cinco años después de establecerse en el brazo Europeo de un fabricante de bombas con casa matriz en los EEUU, Kamat fue formada en 1979 a través de la compra de la empresa por sus propios directivos, mudándose a sus oficinas generales actuales en Witten al poco tiempo.

Hoy en día, la línea de productos de Kamat abarca bombas de pistón y émbolo de alta presión y también completos sistemas de presión, con un rango de entrada de potencia de hasta 1100 kW. Los caudales para la bombas sencillas pueden ser de hasta 2.400 litros/minuto (a 95 bar) para el agua dulce, agua desmineralizada, emulsiones, aceites ligeros y otros fluidos, aunque se pueden lograr presiones de hasta 3.500 bar (a 58 l/min). La compañía ha desarrollado bombas con émbolo de alta presión para la industria minera, que, según afirma, brindan una solución confiable y con poca mantención para la entrega de energía hidráulica a instalaciones de frente largo (longwall).

Kamat indica que la demanda por tecnología de bombas a alta presión ha estado aumentando permanentemente, y los frentes largos constantemente demandan mayores caudales con el pasar del tiempo. La potencia de entrada de las bombas usadas también ha aumentado, de 250 a 350 kW, con flujos más altos que parecen cada vez más lógicos al introducir motores controlados por frecuencia en minas de todo el mundo, indica la compañía.

Estos motores regulados por r.m.p. controlan el caudal de las bombas, ajustándolo de forma precisa a las demandas del frente de ataque mientras la presión de trabajo medible es siempre constante. Las bombas que tienen cinco émbolos han logrado altas eficiencias combinadas con altas clasificaciones de potencia, explica Kamat.

La compañía describe sus bombas mineras como de robusta construcción, y capaces de brindar una operación silenciosa y continua con un rendimiento óptimo sin importar si están ubicadas cerca de a un frente de ataque largo, en cualquier estación de bombeo o en un monorriel. Es posible montarlas tanto en forma vertical como horizontal, agrega Kamat, aumentando la versatilidad de la bomba.

Kamat cita el ejemplo de su bomba Quintuplex K 50000 - 5G, en la que la fricción interna se reduce hasta el mínimo mediante el uso de una estructura engranaje-diente optimizada. Esto es importante tanto cuando la bomba está en funcionamiento como cuando está marchando en vacío, lo que normalmente representa entre el 50% y el 70% del tiempo. Se producen posteriores ahorros de energía por el hecho de que esta puede alcanzar un caudal de 600 litros/minuto sin la necesidad de una presión de suministro de agua extra y, por lo tanto la necesidad de impulsar una bomba elevadora de presión. Hubo fuertes razones físicas eliminar una bomba elevadora de presión, agrega la compañía, puesto que hay un menor riesgo de dañar potencialmente la formación de espuma en el sistema.

La compañía reporta haber suministrado alrededor de 100 bombas a la industria minera durante el 2010, y cuyos clientes fueron empresas de EEUU, Australia, China, Turquía y Alemania. Los ejemplos incluyen ocho bombas para la mina Bailey de Consol Energy en Pennsylvania, y tres para el complejo minero Galatia de American Coal en Illinois. En Australia, 11 unidades fueron a faenas mineras operadas por Peabody, NRE Gujarat y BHP Billiton, mientras que en Turquía, Soma Kömür Isletmeleri tuvo dos. Sin embargo, el mayor mercado para exportación de Kamat por lejos durante el año fue China, donde productores de carbón de renombre pidieron y recibieron no menos de 42 bombas mineras de parte de la compañía.

Bombeo de Apoyo
Con oficinas generales en Aichtal, cerca de Stuttgart, Alemania, el grupo Putzmeister fue fundado en 1958; diez años después, lanzó su primera bomba de concreto de recorrido de 2 m y, como dice el dicho, el progreso ha sido ascendente desde entonces. A fines de los 70’s, la compañía había quebrado una serie de records mundiales por la altura a la cual el concreto podía ser bombeado, nada menos que 340 m. Su logro más reciente ocurrió en el 2008, el año del aniversario 50 de Putzmeister, en el rascacielos Burj Khalifa en Dubai, cuando una de sus bombas de concreto a super alta presión alcanzó un nuevo record mundial con una altura de 606 m.

Sin embargo, Putzmeister no se trata sólo de subir a alturas cada vez mayores. Desde 1980, también ha estado en el negocio de la construcción subterránea, ofreciendo una línea de máquinas lanzadoras de concreto y equipos auxiliares para la industria minera y de construcción de túneles. Su división Putzmeister Underground Construction (PUC) produce soluciones a la medida para sistemas de inyección y proyección de concreto y bombas para remoción de tierra, aunque la empresa también suministra alto volumen y bombas de recorrido largo para relleno, y bombas con válvulas de asiento para trabajos de extracción de agua.

La compañía indica que rociar concreto usando manipuladores de rocío-húmedo forma parte esencial la construcción de túneles y de la minería moderna, puesto que el hormigón proyectado proporciona un primer soporte del suelo después de tronar al seguir el irregular perfil del frente de avance. Esto, agrega Putzmeister, entrega flexibilidad adicional en instalaciones de soporte, sin necesidad de encofrado o de sistemas de soporte pasivo tales como arcos, dando origen a un menor consumo de energía y a una instalación de costo relativamente bajo. También el hormigón proyectado es el material/proceso preferido para estaciones subterráneas, galerías laterales, talleres y otras cavernas, ya que proporciona estabilidad en el largo plazo y puede usarse como revestimiento final o permanente.

Distribuida en más de 50 países en todo el mundo, la gama de productos de Putzmeister incluye robots rociadores móviles y unidades montadas sobre remolques, aplicando hormigón en minas y túneles a velocidades de hasta 30 m3/h con alcances vertical y horizontal de hasta 17 m.

Un hito importante en la historia de PUC se produjo en el 2003 con el inicio de la alianza estratégica de Putzmeister con la empresa química Suiza, Sika. Una posterior reconstrucción de las máquinas proyectoras de hormigón de Sika existentes han llevado al lanzamiento de la Sika-PM 4207, que ha sido desarrollada para secciones transversales más pequeñas en la minería. Mientras tanto, Sika continua ofreciendo una completa gama de mezclas para proyección de hormigón y en el 2007, Putzmeister tomó el control de Allentown Equipment, el fabricante Norteamericano de equipos lanzadores de hormigón de proceso seco y húmedo.

La incorporación más reciente a una línea de producto de cinco modelos, la Sika-PM 4207 fue presentada en la feria Bauma 2010, y la primera máquina de estas fue puesta en operación en la mina de cobre de Aljustrel, en Portugal. Diseñadas específicamente para la minería, las innovaciones a la máquina incluyen el uso de un compresor de tornillo instalado en la versión PC, lo que hace a la máquina más móvil e independiente en su uso, mientras sigue siendo tan compacta como el modelo al que reemplazó. Además, dice la empresa, se ha puesto un gran énfasis en darle una estructura robusta, adaptada a las difíciles condiciones de trabajo de la minería, mientras que el brazo rociador tiene un alcance vertical de 9 m.

Otras características de la Sika-PM 4207 incluyen: el uso de una bomba para concreto de pistón doble Putzmeister P715  con una máxima capacidad de bombeo de 20 m3/h; un sistema de dosificación de aditivo que ahorra costos; una tolva especialmente diseñada con una rejilla agitadora y vibradora para uso con acero o fibras de polímero; un computador incorporado con una pantalla en colores multi-idiomas que muestra datos de rendimiento, el mal funcionamiento de la mezcla, diagnósticos de error, advertencias, etc.; y un motor turboalimentado que permite que la máquina pueda usarse a elevadas alturas geográficas.

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