Problematicas de ingeniería en minas

Introducción

Chile es conocido por tener uno de los mejores distritos del mundo para invertir en minería. Pero esa percepción está cambiando, entre otras razones, por las dificultades que se han presentado para ejecutar proyectos de inversión. Parte de ello se refleja en la última encuesta del FraserInstitute, que reconoce a los mayores países productores de cobre. En su versión 2013, Chile dejó de estar en el selecto grupo de los 10 territorios más atractivos para la industria minera a nivel internacional. De acuerdo con mediciones de Codelco, sobre la base del FraserInstitute, Chile retrocedió al número 11 en 2013, nueve puestos más abajo que su ranking de 2004, en que estaba en segundo lugar.

Además se presentara un modelo el cual permitirá establecer una extracción del mineral por varios años mas, asegurando la permanencia de la minería del cobre en nuestro país.

En todo caso, el atractivo de Chile como destino de inversión minera sigue siendo alto, gracias a su potencial geológico y a la estabilidad político-social que ha mostrado por décadas

Principales problemas de la industria minera en Chile

En Exponor, feria minera que se realizó en junio en Antofagasta, se planteó que el deterioro competitivo de Chile está asociado a su institucionalidad. Esto, por la gran cantidad de permisos que demanda cada proyecto y por el tiempo excesivo para su revisión y aprobación.

Está claro que son muchos los factores que están afectando a Chile. Entre ellos se incluyen la escasez y el alto precio de la energía; el alza en los costos laborales sin un incremento similar en la productividad; la escasez de agua, y las dificultades que muchos proyectos están encontrando para ser desarrollados. Estos factores le están restando competitividad al país, lo que impide volver a estar entre los primeros lugares de este ranking.

Alza de costos: En 2011, el precio promedio del cobre alcanzó un récord de US$3,99 la libra, pero se redujo el número de pequeños productores. Si en 2010, éstos llegaban a 1.654, al año siguiente bajaron a 1.566. Hoy suman 1.100.

El deterioro natural de los yacimientos en el país, que hoy tienen leyes de mineral más bajos, el estancamiento productivo y el alza de los costos de la energía y también laborales conforma un escenario completamente nuevo. En este último caso, las remuneraciones en minería han subido 110% en los últimos nueve años.

Conflicto baja producción-aumento de salario: la industria minera de Chile ha vivido un aumento de salarios sin precedentes. Un informe de la empresa británica de recursos humanos Hays reveló que los chilenos tienen los sueldos más altos de la industria minera de toda América Latina. El sueldo promedio para un trabajador  es de US$92.000 anuales, el sexto más alto de todo el mundo, según el informe.

Esto se explicaría por la falta de oferta de trabajadores cualificados, la alta demanda de mano de obra, el alto precio del cobre desde 2010 y las extremas condiciones laborales a las que se exponen los mineros, con largos turnos en zonas aisladas y lejos de sus familias.

El gobierno chileno advirtió que el incremento en los sueldos debería estar ligado también a un aumento de la productividad, que según el Consejo Minero no dejó de bajar en los últimos años. Desde 2006 se redujo en más de un 25% sólo en la minería de cobre, informó el Consejo a BBC Mundo, de 56,84 toneladas por trabajador se pasó a 42,06 en 2012.

Malas condiciones de trabajo: La tasa de muertes en el trabajo se redujo desde 2010, después de ocurrido el derrumbe en la mina San José, pero la realidad en algunas minas de pequeño tamaño es muy distinta, según los sindicatos.

En Cabildo, considerado un punto negro para la minería por sus recientes accidentes, las organizaciones de trabajadores denunciaron que algunos mineros no tenían elementos mínimos de seguridad, como zapatos de trabajo.

                                                                                                           Soluciones propuestas    

Incentivos a pequeños productores: mediante el apoyo del gobierno se planea incentivar durante la etapa inicial en que se consolidan los pequeños productores

Crisis energética: este es un problema que afecta no solo a la minería sino que a todo el país. Es por esto que la solución consiste únicamente en implementar proyectos para abarcar todo el consumo energético del país. El mismo hecho de que el Presidente Sebastián Piñera haya parado los tres grandes proyectos termoeléctricos chilenos de este gobierno y que Hidroaysén esté detenido es muy relevante. Mientras esos proyectos no avancen, el tema de la energía va a detener las inversiones futuras.

Problemas respecto a la mano de obra: son muchas las acciones que se pueden ejecutar para mejorar la productividad, la calidad de la mano de obra y mejorar la vida de los trabajadores. Una de ellas es dar bonos o incentivos a los trabajadores que se perfeccionen en programas o seminarios organizados por las mismas empresas y dirigidas por expertos. Establecer alianzas con empresas de transporte para los trabajadores que tengan a sus familias lejos del lugar de trabajo. Reducir los sueldos a cambio de mejoras laborales como acortar los turnos y mejorar los índices de seguridad para asi, al mismo tiempo atraer mas personas para trabajar en el ámbito de la minería.

 Modelo Propuesto Ingeniería en Minas

Nuevo Nivel Mina El Teniente

Uno de los cuatro proyectos estructurales de Codelco, Nuevo Nivel Mina (NNM) consiste en ampliar la mina El Teniente en un sector más profundo del cerro (cota 1.880), sumando una nueva superficie de 2 millones 50 mil metros cuadrados y asegurando la continuidad operacional de la División El Teniente.

El proyecto NNM suma 2.020 millones de toneladas de reservas, con una ley media de cobre de 0,86% y una ley media de molibdeno de 0,022%, que se traducen –en un período de más de 50 años de operación contados desde fines de 2017- en más de 17 millones de toneladas de cobre fino.

La configuración del proyecto contempla una explotación a través del sistema panel caving, con el 100% del área preacondicionada con fracturamiento hidráulico y un esquema de niveles típico de la mina El Teniente: hundimiento, producción, ventilación, acarreo y chancado. La diferencia es que, en este caso, el mineral va a ser sacado a superficie –al concentrador Colón- a través de un sistema de correas transportadoras.

¨ PANEL CAVING ¨

CARACTERISTICAS DE LA EXPLOTACION POR HUNDIMIENTO

La explotación por hundimiento se basa en que tanto la roca mineralizada como la roca encajadora esté fracturada bajo condiciones más o menos controladas. La extracción del mineral crea una zona de hundimiento sobre la superficie por encima del yacimiento. En consecuencia es muy importante el establecer un proceso de fracturación continuo y completo, ya que las cavidades subterráneas no soportadas, presentan un riesgo elevado de desplomes repentinos que originan graves efectos a posterioridad en el funcionamiento de la explotación.

Las características de la roca constituyen el factor esencial del comportamiento del mineral frente al hundimiento. Es necesario no solamente que el hundimiento ocurra, sino que además el mineral presente una granulometría adecuada.

La fragmentación de la roca es provocada más por las fatigas de tracción que por las de compresión, de modo que la tendencia será de tener mineral mejor fragmentado en el centro el bloque que en los extremos. Este tiene la ventaja de evitar la mezcla del mineral útil con el material proveniente de la roca encajadora.

En general, con el método Panel Caving al igual que con el metodo Block Caving, se puede recuperar el 90% del mineral comprendido por la zona de explotación. Este coeficiente de recuperación depende principalmente de la forma en que se efectúa la extracción del primer tercio de la producción.

PRINCIPIO DEL METODO

Los esfuerzos que actúan en un lugar, y a cierta profundidad de un yacimiento, tienen su origen en el peso de las rocas hasta la superficie, y en los fenómenos externos de un yacimiento, tales como: Movimientos "horizontales, debido a movimientos de placas en la corteza terrestre. Todo macizo rocoso permanece en equilibrio mientras no se cree una cavidad lo suficientemente extensa en su interior, de modo de romper el equilibrio existente, creando una redistribución de esfuerzos en su alrededor.

La estabilidad de ésta cavidad dependerá de sus dimensiones, competencia de la roca y de los esfuerzos existentes en el área. Si la resistencia de la roca, no es lo suficiente para soportar el cambio de solicitación, ésta socavará hasta llenar la cavidad con material fragmentado de distintas densidades. Una vez llena la cavidad se genera una fuerza de reacción que restablece el equilibrio.

Si se extrae el mineral fragmentado, a medida que se socava, el equilibrio no se restablece y la socavación continuará hasta la superficie.

El Panel Caving se basa en éste principio, el cual consiste en crear una cavidad de manera que la dinámica de desplome no se detenga, extrayendo el mineral por una malla de puntos ubicados en la base.

De ésta forma queda sin apoyo el mineral que está por encima (millones de toneladas) y las fuerzas de gravedad que actúan sobre ésta masa producen una fractura sucesiva que afecta al panel completo. Por último y debido a las tensiones de la roca, se produce la fragmentación del material, el cual puede extraerse por medio de piques o mediante cargadores.

El éxito en el hundimiento de un panel, independiente de las caracteristicas de hundibilidad de la roca, depende de los factores fundamentales que son:

a) La base del panel deberá fracturarse completamente. Si quedaran pequeñas áreas sin quebrar, ellas actúan como pilar, transmitiéndose grandes presiones desde el nivel de hundimiento hacia el de producción, las que pueden llegar a romper el pilar existente entre ellos, afectando completamente la estabilidad de las galerias del nivel de producción. Esto trae consigo un aumento importante en  los costos de extracción.

b) La altura de socavación inicial proporcionada por la tronadura, debe ser tal que no se produzcan puntos de apoyo del panel que impidan o afecten el proceso desocavación natural inmediata.

El primer caso, o sea, la formación de pilares, se evita con un adecuado diseño de perforación y, especialmente, con un correcto carguio de los tiros. En todo caso, si se verifica la existencia de un pilar, se interrumpe la etapa de hundimiento, concentrando las actividades en eliminarlo completamente, para poder continuar con la secuencia de "quemadas". En el segundo caso, para evitar los posibles puntos de apoyo del bloque, una vez tronada la base, es necesario determinar previamente la altura que debe alcanzar la socavación producida por la tronadura.

La extracción en cada punto debe ser controlada con sumo cuidado de manera de evitar contaminaciones del mineral con el estéril. El contacto mineral-estéril debe mantenerse según un plano bien definido que pueda ser horizontal o inclinado.                 

Nuevo Nivel Mina permitirá mantener la capacidad de El Teniente en las actuales 137.000 toneladas por día (tpd), que equivalen a una producción en régimen en torno a 434.000 toneladas de cobre fino al año. Y deja abierta la opción, hacia el año 2020, de tomar la decisión de iniciar las obras necesarias para poder llegar a producir 180.000 tpd. 

Los accesos de NNM serán dos túneles paralelos de9 kilómetros–uno para la entrada y salida de buses con trabajadores, y el otro para la correa transportadora de mineral, pista de servicios y vía alternativa para emergencias- que tomarán 4 años de trabajo y correrán por debajo de la cota del río Coya, para llegar al sector denominado Confluencia, en la altura de Caletones (cota 1.500).

El proyecto Nuevo Nivel Mina plantea un diseño de ingeniería orientado a mitigar los riesgos. Asimismo, reducirá de manera importante la exposición de las personas a situaciones riesgosas, ya que considera operaciones semiautomáticas comandadas desde salas de control ubicadas en la ciudad de Rancagua, a más de50 kilómetrosdel área de trabajo.

El monto de inversión estimado del Proyecto asciende a un total de US$ 3.278 millones y una vida útil hasta el año 2064.

Conclusión

Está claro que no existe una solución concreta, única y absoluta para resolver los problemas que la industria minera se está enfrentando, pero si hay muchas pequeñas acciones que en conjunto pueden actuar como un alivio para la situación actual en Chile, donde la minería aporta más de 14% del Producto Interior Bruto nacional, aunque resulta muy difícil revertir en el corto plazo la percepción que se tiene de Chile y van a pasar muchos años para mejorar las cifras de costos de la energía y laboral.

Para el presidente del Consejo Minero, Joaquín Villarino, no es imposible recuperar el potencial minero. Según él aunque no podamos controlar el precio y la ley del cobre, como país podemos actuar más rápido, por ejemplo, en materia de disponibilidad y costos de energía eléctrica.

Además se concluye que con la producción del modelo propuesto se asegura que la producción del cobre permanecerá por muchos años en nuestro país como un metal altamente valorado en todo el mundo, asegurando una producción con una venta prolongada y que sostendrá la economía del país.