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Domo de 95m para Barrick Zaldivar, Chile.Cuando la mina Zaldivar, de Barrick, necesitaba un domo para cubrir su pila mineral, seleccionó a Geométrica por
varias razones: Primero, tenía considerable experiencia con este tipo de domos en Chile (Mantos Blancos,
Escondida, Pucobre, y otros). En segundo, Geométrica ofreció un menor precio en relación al tiempo de vida, que
otras estructuras. En tercer lugar, el programa de instalación fue rápido aún cuando la pila continuó en operación
Por Juan Pablo Jijena and Francisco Castaño, Geometrica, Inc.
La Compañía Minera Zaldivar, de Barrick, es una operación minera a cielo abierto, de lixivación de cobre en la
segunda región de Chile. Con una elevación de 3.300 metros sobre el nivel del mar, se localiza aproximadamente a
1.400 kilómetros al norte de Santiago y a 175 kilómetros al sureste de la ciudad portuaria de Antofagasta.
En 2006, La Cía. Minera Zaldívar produjo 307 millones de libras de cobre, y tiene reservas estimadas en 5.7 mil
millones de libras.
La mina utiliza métodos convencionales de explotación minera a cielo abierto: el cátodo de cobre puro es
producido en tres etapas de molido y apilamiento de mineral, seguidas por lixiviación y actividad bacteriana para
obtener el cobre del mineral a una solución. Luego, la extracción por solvente y un proceso de electrodeposición
separa el cobre de la solución y produce finalmente el cátodo de cobre de alta pureza. Además, una planta de
flotación recupera el cobre contenido en la fracción fina del mineral chancado.
En el año 2006, colapsó la estructura de marco rígido que entonces cubría el mineral de cobre de la operación de
chancado secundario de la mina.
Se debía encontrar una solución que garantizara el servicio requerido y en forma rápida, principalmente porque los
estándares de producción de la Cía. Minera Zaldivar no permiten emisiones de partículas al medio ambiente sin un
adecuado control, lo cual a su vez coincide con la opinión de la Comisión Chilena de Medio Ambiente (CONAMA)
que no permite pilas de este tipo descubiertas, puesto que el material extremadamente fino conduce a problemas
serios de contaminación. Además, la Cía. Minera Zaldivar es una empresa muy preocupada de la seguridad de sus
trabajadores y la cantidad de polvo originada por la pila descubierta no era aceptable.
Así mismo, no debemos de dejar de lado el hecho de que todo el material en suspensión producto de la pila
descubierta finalmente precipita, afectando otras instalaciones cercanas con el consiguiente programa de
mantenimiento asociado.
Y como si lo expuesto anteriormente no fuera suficiente justificación para cubrir nuevamente la pila de acopio, las
partículas en suspensión también lleva cobre que se debe producir.
Los principales criterios que la Cía. Minera Zaldivar enfrentó para diseñar una nueva estructura incluyeron: Desafíos de ubicación: La condición desértica, con altas temperaturas durante las horas de trabajo, sequedad y
altura geográfica sumado a fuertes vientos predominantes durante gran parte de la jornada de trabajo plantearían desafíos especiales a la salud y a la seguridad de los instaladores durante la construcción.
Desafíos ambientales: La operación de la pila de mineral sumado a los fuertes vientos crea grandes cantidades de polvo, haciendo de esto un ambiente potencialmente inhóspito para trabajar en él.
Desafíos de diseño: Enmarcado en el programa de “mejora continua” que viene desarrollando Minera Zaldivar, la nueva estructura además de adaptarse a la operación de la pila de acopio debería ser de mayor tamaño que su predecesora, resultando inédita para la Ingeniería y Construcción Chilena. Además, la nueva estructura debería ser construida mientras que la pila de mineral permanecía en operación, haciendo imposible utilizar apoyos o grúas interiores temporales durante el proceso de construcción. El diseño tendría que eliminar cualquier riesgo de que el mineral cayera sobre la estructura y debería minimizar la acumulación de material de la pila en los elementos estructurales.
Desafíos de operación: La pila de acopio debería estar cubierta nuevamente en el menor plazo posible. Barrick Zaldivar contrató a SKM-Minmetal, compañía lider en ingeniería de explotación minera y con fuerte
presencia en Chile. En conjunto evaluaron una serie de alternativas, como silos metálicos y de hormigón, estructuras tradicionales de planta rectangular, estructura tradicional en forma de A y octogonales, domos de acero, domos de concreto y otras.
SKM Minmetal tenía cierta experiencia previa exitosa con domos metálicos y la evaluación de alternativas simplemente disparó las posibilidades del Domo de acero como solución para cubrir tanto los desafíos de ubicación, ambientales, de diseño y operacionales.
De esta forma SKMMINMETAL elaboró las especificaciones para un domo de grandes dimensiones para cubrir toda
el área de la pila y a la vez encapsular la cabeza de la cinta trasportadora.
Con los antecedentes conceptuales claros, comenzó la búsqueda de un proveedor idóneo para llevar adelante la
ingeniería de detalle, la fabricación, el suministro y la asistencia técnica en obra que permitiera levantar
exitosamente y en el menor tiempo posible la colosal estructura.
Solución Seleccionada
Finalmente la empresa norteamericana Geométrica Inc. fue la que mejor cumplió con los requerimientos
impuestos por Cía Minera Zaldivar, por diversas razones: Geometrica Inc. tiene vasta experiencia en estructuras tipo domo, habiendo construido varias para mineras
Chilenas (Mantos Blancos, Escondida, Pucobre, El Tesoro, Cerro Colorado, Codelco El Teniete, etc) además, de gran experiencia fuera de Chile con Domos de dimensiones y condiciones medio ambientales superiores al requerido.
La propuesta Técnica y Económica de Geométrica proporcionó un precio menor que estructuras competitivas equivalentes.
Geometrica proporcionó un programa rápido de diseño, fabricación e instalación en estrecha concordancia con las políticas medio ambientales y de seguridad de la Cía. Minera Zaldivar
La habilidad de llevar adelante la instalación del Domo mientras la pila de acopio se encuentra en operación y bajo fuertes vientos.
Tabla 1. Especificaciones de domo para cubrir almacén de mineral secundario
para Barrick Zaldivar en Chile
El sistema Geométrica consistió en estructura y revestimiento. La estructura se
fabricó de tubos prefabricados de acero galvanizado unidos por conectores de
aluminio ranurados. No se requirió soldadura por la fuerte conexión mecánica
entre los tubos y los conectores. (Ver Figura 1.)
Figura 1. Conectores de aluminio ranurados unen los tubos en un sistema eficiente que no requiere soldadura.
Los tubos se deslizan fácilmente en los conectores y las partes se aseguran luego con arandelas de acero
atornilladas en una varilla roscada de acero que pasa a través del centro del conector.
Para compensar los extremos anchos de los tubos y proporcionar una superficie plana para la colocación del
revestimiento, se colocaron polines sobre la parte externa de los tubos según se muestra en la figura 2. Igual que
los tubos, los polines fueron prefabricados para el diseño del domo. Eran tubos cuadrados de acero galvanizado
pre-perforados y unidos a los tubos con tornillos auto-taladrantes.
Área cubierta 12,155 m2
Área en planta 7,088 m2
Diámetro 95 m
Altura desde la base al ápice del domo
40.22 m
Peso de elementos estructurales de domo
207,639 kg
Peso de revestimiento de domo
78,944 kg
Material de domo
Acero galvanizado con conectores de aluminio
Número de tubos
34,17
Número de conectores
9,848
Instalación de estructura (Jul 02 – Sept 30)
90 días
Instalación de revestimiento (Oct 03 – Nov 30)
59 días
Figura 2. Los polines suministran una superficic uniforme para el soporte de revestimiento.
El revestimiento consistía de páneles de lamina corrugada de acero galvanizado más páneles de lámina traslúcida
(FRP) para permitir la entrada de luz natural al interior. Además de otros componentes incluyendo molduras,
flashings y canalones.
Los domos Geométrica son siempre galvanizados, lo cual elimina el mantenimiento en relación a estructuras de
acero pintado. Como sucede con todas las estructuras Geométrica, las partes son individualmente marcadas y
empacadas en cajas en orden reversito, de manera que, en campo, las partes estuviesen accesibles en la
secuencia exacta en que se fueran requiriendo.
Las cajas pesaron menos de tres toneladas cada una para facilitar su manejo con montacargas o patines
hidráulicos. Este proyecto requirió de 15 contenedores que se recibieron en cinco embarques durante Abril y Mayo
del 2007. Los embarques salieron de Monterrey, México y llegaron vía Puerto de Altamira, México a Puerto de
Iquique en Chile.
Construcción
La estructura del domo fue completamente instalada por personal local bajo la guía de dos consultores técnicos de
Geométrica, uno para la estructura y otro para el revestimiento. Debido a que mucho del personal ya había
trabajado en domos de Geométrica en las minas de El Tesoro o Escondida, entre otras, su experiencia ayudó a que
el proyecto avanzara más rápido.
Como se observó, uno de los desafíos principales durante la instalación fue que la pila de mineral estaba en uso y
las operaciones eran extremadamente polvorientas. Los trabajadores utilizaron máscaras para el polvo, y los
operadores del transportador cooperaron retrasando el transportador cuando el viento ocasionaba condiciones
especialmente inhóspitas.
Sin soldadura requerida, el trabajo avanzó ágilmente. La geometría del domo de Geometrica es intrínsecamente
fuerte incluso antes de que la construcción se terminara, lo cual probó algo importante: En cierto momento un
terremoto interrumpió la instalación del revestimiento, pero no ocasionó ningún percance o daño.
Los componentes estructurales de Geométrica fueron revisados por el departamento de calidad en planta, y los
supervisores de calidad de Geométrica visitaron el sitio de obra para entrenar al personal de Cía Minera Zaldivar
en la elaboración de sus propios exámenes de calidad de la estructura terminada. Las 9848 "arañas" fueron
examinadas.
Resultados
Aunque las bajas temperaturas (un promedio de 14°C) y el polvo dificultaron la construcción, el domo completo fue
terminado en 149 días, dentro del programa previsto. Cía Minera Zaldivar está contento con los resultados. Todos
reconocen la estrecha relación de trabajo entre Cía Minera Zaldivar, Skmminmetal y Geométrica - así como las
ventajas inherentes de este tipo de domos estructurales - para el éxito del proyecto.
Figura 3. La construcción comenzó encima de una fundación de cemento. Los trabajadores utilizaron máscaras como protección contra el polvo de la operación de la pila de mineral.
Figura 4. El domo fue construido sin parar operaciones. Esta foto muestra la cantidad de polvo generada
Figura 5. La construcción comenzó encima de una fundación de cemento. Los trabajadores utilizaron máscaras como protección contra el polvo de la operación de la pila de mineral.
Figura 6. El domo fue construido sin parar operaciones. Esta foto muestra la cantidad de polvo generada.
Figura 7. Dentro del domo, el revestimiento traslúcido proporciona iluminación estética y suficiente
Figura 8. El domo terminado cubre el transportador de modo que cualquier mineral que se deslice por sus lados caerá dentro del domo o resbalará inofensivamente hacia el exterior sobre el piso. Este domo puede también
soportar las cargas pesadas de nieve típicas en esta localidad alta de los Andes.
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