Análisis de fallas en maquinaria minera

Abstract

La minería del cobre en Chile ha crecido sostenidamente desde los años 90 y, actualmente, a nivel nacional, es la actividad económica más importante, y a nivel internacional, lidera la producción de este metal. En este contexto, para la industria nacional del cobre es fundamental aumentar la productividad; disminuir costos; y reducir los perjuicios a las personas, al entorno, y a las unidades productivas. En consecuencia, aumentar la continuidad operacional y disminuir los costos de falla de las correas transportadoras en los procesos de conminución contribuye a conseguir las metas establecidas. Por último, a fin de alcanzar las metas relacionadas a las correas transportadoras en estos procesos es necesario estudiar sus modos de falla, con el propósito de generar medidas compensatorias como esquemas de detección y aislación temprana apropiados. El presente trabajo tiene como propósito realizar un análisis de fallas en los equipos y componentes mecánicos más importantes de las correas transportadoras CV-005, CV-006, y CV-007 de Minera Los Pelambres (transporte de mineral grueso del chancado primario a la molienda), con la finalidad de proponer esquemas de detección y aislación temprana destinados a dichos equipos y componentes (el desarrollo de medidas compensatorias se excluye de este trabajo). Particularmente en este análisis, se presentan las principales características de las correas transportadoras. En seguida, se identifican y describen los sub-sistemas de las correas transportadoras, se identifica su instrumentación, y se describen sus modos de operación normal, tanto de forma general como particular. Luego, a partir de la información entregada por CONTAC Ingenieros Ltda., se seleccionan los equipos y componentes mecánicos más importantes de las correas transportadoras escogidas, considerando la frecuencia y duración promedio de las paradas no planificadas (evento relacionado a fallas) de los sub-sistemas identificados. Posteriormente, en base a la información facilitada por Minera Los Pelambres se identifican y describen tanto los modos de falla en los equipos y componentes determinados como sus causas, efectos, y procedimientos de detección. Finalmente, a partir de este análisis y de la investigación centrada en ingeniería, se proponen esquemas de detección y aislación temprana para los modos de falla establecidos. Los esquemas de detección y aislación temprana propuestos para los equipos y componentes determinados presentan diferentes niveles de desarrollo. En el caso de los polines, generalmente se basan en la captura de termografías; pero en las correas transportadoras escogidas, este esquema de inspección es impracticable, a causa de la distribución espacial de los polines (en otros sistemas distribuidos se han usado vehículos aéreos no tripulados para este fin). En el caso de la banda, generalmente se sustentan en la captura de imágenes superficiales y de rayos X. En el caso de los motores eléctricos, se basan en la medición de vibraciones y de la corriente en el estator. En el caso de los frenos de disco, no se encontraron esquemas específicos para la liberación fallida de las pastillas de freno; pero se podrían desarrollar a partir del procesamiento digital de imágenes y, por otra parte, la pérdida de eficiencia del resorte del sistema hidráulico cuenta con medidas compensatorias a implementar por parte de la empresa. Por último, en el caso de los reductores, se sustentan en la medición de vibraciones y en el análisis de aceites. Como trabajo futuro se sugiere principalmente estudiar la (pre)factibilidad técnica y económica de los esquemas de detección y aislación temprana propuestos.