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1 Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural ESTRUCTURAS ADECUADAS PARA EL CONTROL DE POLVO EN STOCKPILES Antonio Zeballos Marroquín 1 y Carlos Salcedo Chahud 2 RESUMEN La mitigación o control del polvo generado durante la descarga en stockpìles, prácticamente puede lograrse sólo con una gran humectación del producto o con su encerramiento rígido. El uso de mallas de polietileno, resulta una solución económica y eficiente para lograr efectos similares; las características de las estructuras para este tipo de instalaciones, que deben ser muy ligeras y de fácil montaje, reduciendo los costos al mínimo y la experiencia única de su diseño y construcción en la mina Cerro Verde de Arequipa Perú, son presentadas en este trabajo. SUMMARY The mitigation or control of dust generated during the unloading in stockpiles, can be obtained either with a great moisturizing of the product or by locking it up. The use of polyethylene meshes, is a novel, economic and efficient solution to obtain similar effects. The characteristics of the structures for this type of facilities, that must be very light and of easy assemblage, reducing costs to the minimum, and the unique experience of its design and construction in Cerro Verde mine at Arequipa, Perú, are presented in this paper. INTRODUCCIÓN El trabajo surge dentro de la necesidad de las minas por buscar constantemente la reducción de los costos y optimizar la eficiencia de operación. Así, la aplicación de una manera no convencional de lograr el encerramiento de la gran pila de stock utilizando un material de cubrimiento muy liviano (malla de polietileno de determinadas características) y una inclinación adecuada, (lo que, sin producir un gran efecto vela, permite una muy elevada eficiencia de retención de las partículas de polvo, si se considera el tamaño de la partícula más pequeña de polvo versus el tamaño de las moléculas de aire), posibilita la utilización de una simple estructura portante, en comparación con lo convencional, dando lugar, obviamente, a inversiones pequeñas. Debido a las características de todas las operaciones mineras, las descargas de mineral a las pilas de stock representan en general una importante fuente de generación de polvo. Algunas operaciones han enfrentado el problema de una manera convencional, vía el encerramiento con domos u otra arquitectura de muy alto costo de inversión. Otras simplemente conviven con el problema mitigándolo en algún grado con la humectación del mineral, incluyendo en algunos casos un agente surfactante para facilitar la mojadura o apelando a alguna otra medida adicional, sin que el mecanismo carezca de efectos colaterales ni resulte del todo satisfactorio, técnica y económicamente. Cerro Verde, una mina de cobre localizada cerca de la ciudad de Arequipa, al sur del Perú, no escapa a esta situación, a causa de las características de la infraestructura diseñada, la naturaleza del mineral y la dirección e intensidad de los vientos de la zona. Sin embargo, vía una gran humectación se logra mantener el polvo por debajo de los niveles permisibles. Pero esto es costoso, pues el agua debe ser bombeada desde una distancia de 11 kilómetros y vencer una altura de 700 metros, desde el río Chili. Además, la humedad aplicada al mineral reduce la eficiencia en los tamices, pues ciega sus aberturas —especialmente cuando el mineral contiene una alta proporción de finos y arcillas— y afecta la perfomance del circuito de chancado (reducción del material por fragmentación) en dos de sus tres etapas. 1 Gerente Proyectos Santa Isabel EIRL, Juana Espinoza 322 Umacollo Arequipa-Perú, telefax: (51)(54)255247, e-mail: [email protected] 2 Gerente, Salcedo Ingenieros SRL, Av. Benavides 245 Of. 503 Lima-Perú, teléfono: (51)(1)4453925, e- mail: [email protected]

Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural ESTRUCTURAS ... · pila de stock de una capacidad total de 100,000 toneladas con una capacidad viva de 30,000 toneladas. La faja 3, que

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Sociedad Mexicana de Ingeniería EstructuralSociedad Mexicana de Ingeniería Estructural

ESTRUCTURAS ADECUADAS PARA EL CONTROL DE POLVO EN STOCKPILES

Antonio Zeballos Marroquín1 y Carlos Salcedo Chahud2

RESUMEN La mitigación o control del polvo generado durante la descarga en stockpìles, prácticamente puede lograrse sólo con una gran humectación del producto o con su encerramiento rígido. El uso de mallas de polietileno, resulta una solución económica y eficiente para lograr efectos similares; las características de las estructuras para este tipo de instalaciones, que deben ser muy ligeras y de fácil montaje, reduciendo los costos al mínimo y la experiencia única de su diseño y construcción en la mina Cerro Verde de Arequipa Perú, son presentadas en este trabajo.

SUMMARY

The mitigation or control of dust generated during the unloading in stockpiles, can be obtained either with a great moisturizing of the product or by locking it up. The use of polyethylene meshes, is a novel, economic and efficient solution to obtain similar effects. The characteristics of the structures for this type of facilities, that must be very light and of easy assemblage, reducing costs to the minimum, and the unique experience of its design and construction in Cerro Verde mine at Arequipa, Perú, are presented in this paper.

INTRODUCCIÓN El trabajo surge dentro de la necesidad de las minas por buscar constantemente la reducción de los costos y optimizar la eficiencia de operación. Así, la aplicación de una manera no convencional de lograr el encerramiento de la gran pila de stock utilizando un material de cubrimiento muy liviano (malla de polietileno de determinadas características) y una inclinación adecuada, (lo que, sin producir un gran efecto vela, permite una muy elevada eficiencia de retención de las partículas de polvo, si se considera el tamaño de la partícula más pequeña de polvo versus el tamaño de las moléculas de aire), posibilita la utilización de una simple estructura portante, en comparación con lo convencional, dando lugar, obviamente, a inversiones pequeñas. Debido a las características de todas las operaciones mineras, las descargas de mineral a las pilas de stock representan en general una importante fuente de generación de polvo. Algunas operaciones han enfrentado el problema de una manera convencional, vía el encerramiento con domos u otra arquitectura de muy alto costo de inversión. Otras simplemente conviven con el problema mitigándolo en algún grado con la humectación del mineral, incluyendo en algunos casos un agente surfactante para facilitar la mojadura o apelando a alguna otra medida adicional, sin que el mecanismo carezca de efectos colaterales ni resulte del todo satisfactorio, técnica y económicamente. Cerro Verde, una mina de cobre localizada cerca de la ciudad de Arequipa, al sur del Perú, no escapa a esta situación, a causa de las características de la infraestructura diseñada, la naturaleza del mineral y la dirección e intensidad de los vientos de la zona. Sin embargo, vía una gran humectación se logra mantener el polvo por debajo de los niveles permisibles. Pero esto es costoso, pues el agua debe ser bombeada desde una distancia de 11 kilómetros y vencer una altura de 700 metros, desde el río Chili. Además, la humedad aplicada al mineral reduce la eficiencia en los tamices, pues ciega sus aberturas —especialmente cuando el mineral contiene una alta proporción de finos y arcillas— y afecta la perfomance del circuito de chancado (reducción del material por fragmentación) en dos de sus tres etapas.

1 Gerente Proyectos Santa Isabel EIRL, Juana Espinoza 322 Umacollo Arequipa-Perú, telefax:

(51)(54)255247, e-mail: [email protected] 2 Gerente, Salcedo Ingenieros SRL, Av. Benavides 245 Of. 503 Lima-Perú, teléfono: (51)(1)4453925, e-

mail: [email protected]

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Este trabajo presenta la experiencia de una medida para el control de polvo innovadora (en cuanto a la concepción del proyecto, su desarrollo, los detalles constructivos, los resultados, etcétera), a través de un encerramiento parcial de la pila de stock de mineral grueso con una malla plástica de determinadas características e inclinación, que exige una estructura portante relativamente simple, lográndose con ello una alta eficiencia en el bloqueo/retención, con una pequeña inversión. ALGUNAS CARACTERÍSTICAS DEL CIRCUITO DE CHANCADO Y DE LA PILA DE STOCK DE

MINERAL GRUESO DE CERRO VERDE El circuito de chancado donde se ubica el stock, consta de tres etapas: un chancador primario Allis Chalmer de 60’ x 89’, donde el mineral bulk procedente de mina, con tamaños de hasta 0.91m (36 pulgadas) o más y con cierta proporción de material fino, es reducido a menos de 0.13m (5”), incrementando las proporciones finas a un 3.3% –100M. Este material es transportado a continuación mediante tres fajas enseriadas hasta una pila de stock de una capacidad total de 100,000 toneladas con una capacidad viva de 30,000 toneladas. La faja 3, que descarga desde una altura de 28 metros, posibilita la formación de la pila de almacenamiento, la misma que, como puede entenderse, proporciona flexibilidad operacional entre las etapas primaria y secundaria/terciaria del circuito de chancado. Dependiendo de las condiciones operacionales —régimen de abastecimiento de mineral a la pila de stock versus régimen de operación de la etapa siguiente o chancado por el circuito secundario— la altura de la pila de stock varía, aún cuando el criterio es tratar de mantenerla lo más alta posible. En consecuencia, se entiende que, según la altura, la longitud del chorro del mineral que abastece es variable y el polvo que se genera es más cuanto mayor sea la longitud de este chorro; todo esto, asociado a la influencia de otras variables como la proporción del contenido de finos, la humedad del mineral y la velocidad del viento, que tiene una dirección típica. Las fotografías de la Figura 1 ilustran las características del stock a dos alturas diferentes y la faja de abastecimiento. Debe acotarse que, al menos dos veces al año, la pila de stock es agotada al cero por mantenimiento.

Figura 1 Fotografías del stockpile y faja de abastecimiento.

CONCEPTO DEL PROYECTO Se sabe que, en general, la manera más efectiva de controlar la existencia de un agente contaminante ambiental es su encerramiento lo más cerca posible de su fuente de emisión, antes de que se disperse por su naturaleza misma o de que sea dispersado por acción del viento. Con este criterio base se consideró conveniente un encerramiento parcial de la pila de mineral de 120° pero que no significara un gran costo de inversión en relación con el grado del problema existente. Por lo tanto, para conseguirlo, el proceso debía adquirir características excepcionales.

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La idea básica fue utilizar una malla de fibra plástica de alta resistencia a la radiación UV de HDPE, a manera de una gran cortina, la que dejaría pasar las moléculas de aire sin producir una gran resistencia al viento (es decir, sin un gran “efecto vela”). Las partículas de polvo, aun las más pequeñas, podrían ser retenidas o derivadas con gran eficiencia gracias a la trama de la malla, la corriente de aire sobre su superficie y el efecto electrostático. Así sería posible utilizar una estructura soporte muy liviana y con ello facilitar la instalación y reducir los costos de inversión, muy bajos comparados con los exigidos por un encerramiento convencional con calamina u otro más liviano, inclusive tela. Por otro lado, la geometría que podría proporcionarse, concordante con la geometría del cono del stock de mineral, minimizaría aún más los esfuerzos demandados por acción del viento, trasladando cerca del suelo la concentración de esos esfuerzos.

PRUEBAS EXPERIMENTALES EN LABORATORIO OBJETIVOS Y DESCRIPCIÓN Estas pruebas estuvieron dirigidas a obtener datos para el diseño, tales como la presión generada sobre las mallas de acuerdo con la velocidad del viento y su posición. Se probaron cuatro mallas diferentes en cuanto a la cantidad de hilos por área, cuyos nombres comerciales son libbeccio 50, libbeccio 70, tela camping y tela ciega. Se utilizó un soplador con diferentes aberturas, para proporcionar diferentes velocidades, y la malla fue soportada en un bastidor por medio de balanzas para la correspondiente medición de los esfuerzos (Figura 2 y Figura 3). Se utilizaron anemómetros digitales para las mediciones de la velocidad (antes y después de la malla, según el caso). Considerando que la velocidad del viento saliente del soplador en un área de incidencia es diferente, el promedio fue obtenido ponderando las diferentes velocidades del área en evaluación, previamente sectorizada, como puede apreciarse en la Figura 4. En dicha figura se muestran las velocidades pasantes (después de la malla) en la posición de malla inclinada.

Figura 2: Fotografía de las pruebas de laboratorio.

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POSICION VERTICAL POSICION INCLINADA

Antes Despues

Antes Despues

Antes Despues

Antes DespuesViento Viento

Cedazo

Soplador Bastidor

Figura 3 Esquema de evaluación de la prueba

Figura 4 Esquema del área de incidencia y sectorización mencionada para su ponderación RESULTADOS La atenuación y comportamiento del viento al incidir sobre la malla camping (promedio en el área de incidencia) se muestran en la Figura 5 y Figura 6, para los casos de posición vertical e inclinada, respectivamente.

SECTORIZACION DEL AREA DE EVALUACION

0 1.5 0

0.5 1.3 0.6

0.7 1.2 0.5

0 0 0 0.7 0.5 0 0

0.6 0.5 0.6 Bastidor0.6 0.5 0.7

0.5 0.5 0

Puntos de Mediciòn BalanzasLeyenda

(POSICION INCLINADA)

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Vel. Viento Antes Despues Vel. Viento Bloqueo(m/seg) (m/seg) (%)

4.2 2.2 4810.2 Viento 4.5 5614.3 5.1 6414.4 4.9 6610.1 3.6 644.5 1.4 691.3 0.9 31

LEYENDAPasante Corriente de No Pasante

Figura 5. Comportamiento y atenuación de la velocidad del viento con la malla camping en posición vertical

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Vel. Viento Antes Despues Vel. Viento Bloqueo(m/seg) (m/seg) (%)

9.4 3.5 6313.4 3.0 7813.8 Viento 2.6 8113.0 2.3 8211.5 2.2 818.0 0.9 895.0 0.0 100

LEYENDAPasante Corriente de No Pasante

Figura 6 Comportamiento y atenuación de la velocidad del viento con la malla camping en posición inclinada.

La presión de velocidad del viento sobre los diferentes tipos de malla y tela en posición vertical e inclinada fueron las siguientes:

Posicion de la Malla o Tela : VerticalArea del Cedazo (m2) : 0.42Distancia del Soplador al Cedazo (m) : 1

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

VELOCIDAD DEL VIENTO (m/seg)

ESFU

ERZO

PRO

MED

IO (K

g/m

2)

IMPERMEABLECAMPINGLIBECCIO 70LIBECCIO 50

Figura 7 Esfuerzos por efecto de la velocidad del viento en tres tipos de malla y tela ciega en posición vertical

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Posicion de la Malla o Tela : InclinadaArea del Cedazo (m2) : 0.42Distancia del Soplador al Cedazo (m) : 0.94

0

5

10

15

20

25

30

0 2 4 6 8 10 12

VELOCIDAD DEL VIENTO (m/seg)

ESFU

ERZO

PRO

MED

IO (K

g/m

2)

IMPERMEABLECAMPINGLIBECCIO 70LIBECCIO 50

Figura 8 Esfuerzos por efecto de la velocidad del viento en tres tipos de malla y tela ciega en posición inclinada

DISCUSIÓN DE RESULTADOS En la posición vertical de la malla con impacto perpendicular del viento, la fracción pasante es bastante mayor que en la posición inclinada, tal como puede apreciarse en la Figura 7 y en la Figura 8. En la posición vertical los valores máximos de viento pasante se registran en el centro, reduciéndose radialmente, a diferencia de lo que ocurre con la posición inclinada de la malla: la velocidad máxima pasante se ubica en la parte superior y va disminuyendo, con la distancia, hacia abajo (Figura 5 y Figura 6). Este comportamiento es explicable porque, en la aplicación en ángulo, la fracción de viento que no atraviesa la malla y es desviada hacia abajo produce una corriente cada vez mayor según aumenta la longitud desde la parte superior, lo que impide o reduce gradualmente el paso del viento en relación con la que podía verificarse en la parte superior. Además, por el mismo ángulo, la disposición de la trama contribuye a esta reducción. En consecuencia, la disposición inclinada impedirá en mayor grado el paso de partículas pequeñas de polvo, además de exigir un menor esfuerzo portante.

PRUEBAS IN SITU EN MAYOR ESCALA OBJETIVOS Estas pruebas estuvieron dirigidas a establecer los esfuerzos por acción del viento sobre la malla, en relación con las diferentes velocidades y alturas del stock de mineral, de manera complementaria a las pruebas de laboratorio; a observar la eficiencia en la retención o bloqueo del polvo, el comportamiento de la cortina frente al ensuciamiento y la lluvia; a evaluar la limpieza y obtener criterios para definir la manera como iría soportada, montada, etc. DESCRIPCIÓN DE LA PRUEBA En el lugar donde se localizaría la gran cortina se colocó un paño de la malla a utilizarse (de nombre comercial “camping”), de 4 x 50 metros, frente al chorro de mineral alineado con la dirección predominante del viento, con una inclinación casi paralela al talud del montón de mineral y soportada por cuatro cables de

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acero sujetos en su parte superior a la estructura de la faja transportadora, habiéndose enseriado previamente cuatro dinamómetros para medir los esfuerzos. Los extremos inferiores de los cables fueron sujetados a cuatro columnas. Para la apreciación de la eficiencia de bloqueo o retención de polvo con las limitaciones asumidas, se colocó un cono de pared impermeable sobre la superficie de la malla (después de), dentro del cual se instaló un medidor de polvo con clasificación –10 micras, midiéndose en paralelo para su comparación con otros dos medidores colocados antes de la malla. Entre otras acciones, la malla también fue empolvada y mojada en extremo, para apreciar su comportamiento. Esto permitió obtener información para el diseño definitivo.

Figura 9: Fotografías de un paño de malla para medir la eficiencia en control de polvo y los esfuerzos en malla y cables

EXPRESIÓN DE RESULTADOS La presión del viento La suma de esfuerzos (cuatro dinamómetros) registrados en relación con el área de malla afectada y con la velocidad del viento se presentan resumidos en la Tabla I.

Tabla 1 Esfuerzos versus velocidad del aire

(medición en cortina C-90 pila de stock) Veloc. aire zona superior Veloc. prom. Esfuerzo unit. (m/s) (m/s) (kPa) 5.7 0.045 – 0.038 6.5 0.050 – 0.045 7.5 0.057 – 0.051 8.3 6.4 0.054

Bloqueo del polvo La información sobre el bloqueo de polvo solo pudo ser lograda con un carácter referencial considerando las limitaciones asumidas y la probabilidad de ingreso de polvo por el vértice abierto del cono. Esta información fue prácticamente tomada en la fuente de emisión y no significa que es la que se dispersará al ambiente. Por su mayor incertidumbre, los resultados (µg) de las mediciones de tamices menores a 10µ, no están siendo presentados (Tabla II).

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Tabla 2 Bloqueo / retención del polvo de tamaños > 10µ

Altura del montón Mediciones Concentración del polvo > 10 µ cerca la fuente (pila de stock) % N Antes de la cortina Después de la cortina 75 1 587 2 90 1 31 7 95 2 990 2.5

Tensión de templado La tensión para un templado satisfactorio de los cables de acero de 4.8 mm de diámetro (calibre 3/16”), de una longitud de 50 metros, fue de 834 N (85 kg). DISCUSIÓN DE RESULTADOS Los resultados de las mediciones de las presiones en función de la velocidad del viento difieren entre las obtenidas en laboratorio y las registradas en la prueba a escala mayor. Si bien ambas tuvieron aspectos que podrían considerarse discutibles, existen más razones para adoptar los resultados de la prueba a mayor escala. El valor proyectado de 0.127 kPa (13 kg/m2) fue adoptado como base de cálculo en el diseño. En cuanto a los valores de concentración de polvo (µ g/m3) indicados, estos son bastante elevados porque el aire captado para su medición estaba muy cerca de la fuente de emisión; ello no significa que era el polvo ambiental existente por el área de operación. El método de medición dentro del cono también ofrecía una alta probabilidad de ingreso de polvo por el vértice, especialmente de las partículas más finas, incrementando su valor en contra del buen pronóstico de la malla. Es más evidente una mayor confiabilidad de resultados de estas mediciones para tamaños de partículas mayores a 10 micras, puesto que, por su peso, su probabilidad de alcanzar el vértice abierto del cono era menor.

DISEÑO CONCEPTUAL DE LA CONFORMACIÓN FÍSICA DE LA CORTINA

CRITERIOS Y CONSIDERACIONES De acuerdo con el concepto general de control de contaminantes antes expresado, la malla bloqueadora del polvo, o cortina, debía estar muy cerca de la fuente de la fuente de emisión, cuya mecánica de producción es, por un lado, el arrastre y la suspensión de las partículas sólidas del mismo chorro por acción del viento; y, por otro lado, la nube polvorienta que se genera cuando el chorro impacta la superficie del mismo montón que va formando. Por otra parte, una dirección del viento muy predominante (SO-NE) transporta las partículas de material hacia el resto del circuito de chancado (secundario y terciario), con velocidades variables durante el día y según la estación del año. Esta data fue ampliamente registrada; y si bien el stock no tiene una geometría cónica perfecta a causa de eventuales trabajos de equipo sobre el mismo, era posible y necesario que la cortina se ubicara casi paralela y a una distancia adecuada de la superficie del talud del cono siguiendo su contorno, en una extensión que cubriera la predominancia de dispersión o dirección típica de movimiento del polvo para lograr un bloqueo eficiente. En consecuencia, se consideró encerrar 120 grados la base del stock y 180 grados la parte superior. No solo se consideró innecesario encerrar todo el cono del stock por lo antes dicho y por consideraciones económicas, sino principalmente debido al trabajo eventual de tractores de oruga sobre el stock, los mismos que —cuando la altura de mineral es baja— operan aprovisionando mineral a los alimentadores del sistema. Si, por otro lado, la cortina debía estar muy cerca para evitar la dispersión, entonces el riesgo de deterioro por colisión, desgarro o simplemente daño a causa de los gases calientes de la combustión de dichos equipos, era alto. Es decir, había que equilibrar el beneficio de la mayor cercanía posible con el riesgo debido al

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movimiento de equipo y al choque de partículas de rebote luego de que el chorro impacta la superficie del cono que va formando.

DISEÑO CONCEPTUAL ESTRUCTURAL Para satisfacer y viabilizar los requerimientos de la forma de colocar la gran cortina, La estructura de soporte debería ser muy ligera y de fácil montaje, condiciones obligadas debido a que en el Perú, tanto el material como el equipo de montaje son muy costosos en comparación con la mano de obra,. El cuerpo del diseño conceptual original consideró tres patas que a manera de trípode se empotraban en el suelo con una cimentación muy ligera en la parte superior se consideró un anillo repartidor de esfuerzos, formando todo, una estructura liviana de acero, ubicando la cortina a 1.50 metros del talud del stock. La condición de operación del tractor (CAT D10) bajo la cortina a los dos tercios de la altura obligó a levantar toda la estructura 6 metros lo que cambió el diseño y obligó a añadir un sector vertical compuesto en sus primeros 2 metros por un pedestal de concreto armado y en la parte superior una estructura metálica de 4 metros de altura de forma tronco piramidal, que recibían la base de las vigas de aproximadamente 48 metros formadas por celosías metálicas con estructura principal de tubo cuadrado de 76.2 mm de lado y 6.35 mm de espesor, las diagonales y montantes laterales, superiores e inferiores tienen dimensiones de menor sección (Figura 11). La cimentación se diseñó con zapatas de concreto simple de dimensiones generosas (Figura 11).

Figura 10 Fotografías que muestran el detalle de montaje de las vigas y el anillo central

Figura 11 Fotografías que muestran las tres vigas montadas Se consideró que el anillo superior, además de contrapesar los esfuerzos de las tres vigas, posibilitaría la sujeción del extremo superior de los cables portantes de la cortina, proporcionando a la vez la curvatura de acuerdo con la geometría deseable de la cortina. Se entenderá que el esfuerzo de la presión del viento sobre la cortina se trasmitiría a los cables, y de estos al anillo y —a través de las vigas— al terreno. A su vez los cables trasmiten el esfuerzo que reciben directamente al terreno por medio de una tubería metálica perimetral

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soportada por columnas de concreto a las que se sujeta el extremo inferior de los setenta cables distanciados en 1.30 metros en su parte inferior. Toda la estructura fue diseñada con un margen de seguridad sobre la base de cálculos de presión del viento a velocidades excepcionalmente altas, de 0.127 kPa (13 kilogramos por metro cuadrado), información obtenida con pruebas experimentales en laboratorio e in situ, como ya fue explicado. La Figura 11 muestran lo antes expresado.

OTROS DETALLES CONSTRUCTIVOS Y MONTAJE FINAL La malla es apoyada y sujetada con cables de acero de 4.76 mm con cubierta plástica para evitar el deterioro de la malla con el rozamiento metal-plástico. Los cables están ubicados radialmente, equidistantes, y se sujetan en la parte superior del anillo de la estructura portante (tubo de 101.6 mm de diámetro nominal (schedule 40) con unas abrazaderas con anillos. En la parte inferior se sujetan en tubos del mismo calibre soportados por columnas de concreto distanciadas 3 metros entre sí. El distanciamiento entre cables en la parte superior es de 13 centímetros; en la parte inferior, de 1.32 metros. Los cables tienen una longitud promedio de 50 metros, con una tensión promedio de instalación de 834 N (85 kg), y trasmiten el esfuerzo de la presión del viento sobre la malla a la estructura portante. La malla está sujeta a dichos cables mediante unas placas de polietileno, las que la agarran formando un “sándwich”. Ambas placas se unen entre sí con unos pines alternados; su unión se garantiza con unas grapas metálicas en forma de ‘U’ que sujetan finalmente los cables a las placas mediante tuercas. La densidad de placas de fijación entre cables y malla que se consideró fue de una por cada metro cuadrado. El montaje era muy importante y el diseño de la estructura se adecuó a esta condición, pues debería permitir la reducción de tiempos no solo por el empleo de equipos costosos, sino por las exigencias de la mina, para evitar gastos improductivos. El montaje tuvo la siguiente secuencia:

• Construcción de las zapatas y pedestales de concreto • Montaje de la parte vertical de la estructura metálica, cuyos elementos principales están formados

por tubos cuadrados de 101.6 mm de lado y de 6.35mm de espesor. • Montaje de la parte inferior de las 3 vigas de 24 metros de longitud, colocándole un soporte

provisional, y cables de la parte superior, para evitar la deflexión de la punta. (fotografía 6) • Montaje del anillo y la parte superior de las 3 vigas de 24 metros también, sobre el suelo, utilizando

un andamiaje que permitía que la parte inferior de este sector de las vigas no apoyase en el suelo. A las vigas se les adicionó cables desde sus extremos a los anillos con el mismo objeto de evitar la deflexión de la punta. (fotografía de la Figura 10)

• Vaciado del stockpile • Traslado del anillo y las vigas a la parte inferior del stock, con el uso de grúas en tres etapas • Izaje del conjunto y conexión de las vigas, utilizando dos grúas • Desinstalación de todos los elementos provisionales (andamiajes) • Habilitación de la malla (4,000 metros cuadrados) en una cancha de fútbol, colocándole todos los

accesorios de fijación a los cables, que habían sido tensionados previamente, además de los soportes terminales para fijarlos al anillo y la tubería. La malla se habilitó en una sola pieza.

• Doblado y transporte de la malla con sus accesorios a la mina. • Izaje de la malla recogida utilizando una grúa de 150 ton, llevando la punta hasta la altura del anillo

(30m), y se ajustaron los soportes superiores. Esta operación se realizó 5 meses después de terminar el montaje de la estructura, debido a la fecha programada de vaciado del stock para efectuar el mantenimiento de los alimentadores de la faja inferior.

• Desplazamiento de la falda inferior, fijando los soportes inferiores en la tubería con una tensión de 85kg en cada cable.

La Figura 12 es una muestra panorámica del estado final.

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Figura 12: Fotografía de la estructura construida.

COSTOS Estudios preliminares, proyectos y supervisión US $ 16,530.00 Estructura (concreto y metálica) 96,600.00 Malla Adquisición 10,900.00 Malla Habilitación y Montaje 26,000.00 Total US $ 150,030.00 El encerramiento lo más cerca posible de la fuente de emisión como la mejor opción para el control de un agente ambiental (en este caso, polvo de mineral), llevado a cabo de una manera no convencional que posibilita inversiones pequeñas —tal como la presentada en este trabajo—, hace accesible su aplicación en operaciones similares. A la fecha, los resultados obtenidos en esta aplicación innovadora son satisfactorios en cuanto al control del polvo y el comportamiento de los materiales utilizados. El control del polvo no solo debe considerarse como una condición de índole ambiental, sino también productiva y económica. El agua aplicada comúnmente para su control, además de ser costosa, afecta el desempeño de otras áreas de la mina, y el mismo polvo que se dispersa y asienta en grandes áreas contiene en mayor ley el valor metálico objeto de la operación. Si bien la Sociedad Minera Cerro Verde mantenía los niveles de polvo ambiental por debajo de los límites permisibles, políticas internas establecen que el objetivo era llegar a lo óptimo.

ANALISIS DE MEJORAS EN FUTUROS PROYECTOS Luego de concluida la construcción y puesto en marcha el sistema, se ha observado que muchas mejoras deben ser consideradas en nuevos proyectos, como por ejemplo: 1.- La malla debe estar colocada sobre la estructura para evitar la intersección de éstas, que introduce problemas de rozamiento y abrasión.

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2.- Es necesario colocar una doble capa de malla en la parte inferior para optimizar el atrapamiento de polvo. 3.- En lo posible la estructura debe evitar la parte vertical que aumenta esfuerzos y costos al proyecto, conseguir este objetivo, tiene relación con la disponibilidad del espacio alrededor del stock. 4.- Debe incluirse el cerramiento de la parte superior del punto de caída del material, para optimizar el entrampamiento. 5.- Debe considerarse un sistema adicional que permita subir y bajar a inspeccionar la estructura. 6.- Para evitar deterioros prematuros, se debe garantizar que todos los elementos utilizados sean resistentes a los rayos ultravioletas. 7.- En los siguientes proyectos, el sistema debe ser más dinámico, debe permitir el retiro de la cortina, y/o el desplazamiento lateral, para optimizar la eficiencia.

BIBLIOGRAFIA Bowles J. E., (1996), “Foundation Analysis and Design”, Editorial: Mc Graw Hill. Gaylord E., Gaylord C., Stallmeyer J., (1997), “Structural Engineering Handbook”, Editorial: Mc Graw Hill. Irving, M., (1992), “Cable Structures”, Editorial: Dover Publication, Inc. New York. Bresler B., Lin T.Y. y Scalzi, (1970), “Diseño de Estructuras de Acero”, Editorial: Limusa “Manual of Steel Construction 9th edition”, (1989), American Institute of Steel Construction Inc Ninth edition.