Es frecuente encontrarse con situaciones indeseadas en equipos críticos del proceso, que aquejan por años y que poco o nada se ha logrado mejorar al respecto, a pesar de que la mayoría de las personas o área involucradas están conscientes de ello. En muchos casos, para resolver dicha situación es necesario contar con el capital humano especializado, herramientas, experiencia e infraestructura adecuados, lo que no siempre está disponible, incluso en el mercado nacional en donde muchos productos se centran únicamente en sus poderosas características y tienden a olvidar que el fin último es solucionar problemáticas especificas que se dan comúnmente en Minería, volviéndose por lo tanto soluciones ineficaces.
Al límite de la carga
Un caso de estos se presentó con un cliente en el sur del Perú, quien logró identificar y hacer visible su problemática, y en busca de un aliado para resolverla, confió finalmente en Tega. Un molino de bolas de 27 x 48 pies en el proceso de molienda secundaria era el equipo que requería de una mejora. Este molino contaba con piezas de desgaste interiores en acero, cuyos diseños (originales del fabricante del molino) no estaban optimizados para los requerimientos actuales de la planta, lo que se traducía en:
- La necesidad de restringir la carga (y a consecuencia de ello, el tonelaje a procesar) por debajo o al límite de los requerimientos operacionales, debido al elevado peso del revestimiento en acero (dada su densidad), a fin de no superar los valores máximos de diseño estructural y de carga mecánica del motor.
- Operación eventual con sobrecarga de peso (a raíz de la necesidad de trabajar al límite de carga), lo cual generaba fallas intempestivas por roturas en el casco del molino.
- Dudas razonables y fundamentadas, respecto a que el perfil geométrico de los revestimientos interiores no estaba logrando un rendimiento óptimo para la molienda del material.
- En promedio, cada 14 meses para las piezas en el cilindro y cada 13 meses las piezas en las tapas, era necesario realizar cambio completo de revestimiento debido al desgaste. Si bien este tiempo resultaba aceptable, estaba por debajo de los tiempos logrados en otras plantas para tamaños de molino y procesamiento similar, evidenciando una brecha y a la vez una oportunidad de mejora.
En conjunto: La restricción de tonelaje, las potenciales fallas y el menor tiempo de vida útil, afectaban significativamente la productividad, confiabilidad y disponibilidad del equipo y del proceso en general. En particular, reducir la capacidad de procesamiento y la eficiencia de la molienda, son un factor especialmente crítico para este cliente, debido a la baja ley del material extraído, por lo que, cada variación, por muy pequeña que sea, impacta fuertemente en la rentabilidad de la planta.
La ingeniería del buen desempeño
Desde un comienzo, incluso en etapas de propuestas técnico-económica, Tega enfocó sus esfuerzos en asimilar la problemática y determinar la causa raíz de cada punto. Para este efecto, y siempre interactuando con el cliente, ingenieros calificados levantaron información en terreno y utilizaron herramientas de software especializado (modelamiento CAD, análisis DEM y FEA), para evaluar la situación actual en ese momento y recién a partir del diagnóstico logrado, generar una propuesta técnicamente sólida y de valor para el cliente, la cual fue finalmente adjudicada para su implementación.
La mejora fue desarrollada por Tega a nivel de ingeniería de detalles, siendo posteriormente construida en su planta de fabricación en Santiago de Chile e implementada en Febrero de 2022, considerando y logrando:
1) La reducción en aproximadamente un 50% del peso total de revestimiento, mediante el uso combinado de acero-elastómero. Se minimizó el uso de acero como material de desgaste principal y se distribuyó estratégicamente el elastómero como material complementario, logrando una tasa de desgaste de acero menor a la vez que un peso total mucho menor. A pesar de que no era parte de los objetivos que en principio tenía el cliente, se adicionó valor a la solución, rediseñando las piezas de montaje de forma que se disminuyera el número de estas y por lo tanto, el número de pernos a utilizar y el tiempo total de labores de montaje y desmontaje. Se unieron las piezas FE y DE incluyendo anillo periférico unificado en el diseño de la tapa, reduciendo el número de piezas de 96 a 48 y el tiempo de trabajo para su instalación en un 33%
2.-Mayor vida útil esperada sin la necesidad de incrementar significativamente el volumen de revestimiento, y por lo tanto, con una disminución despreciable en el volumen interior del molino. Gracias a esto, la capacidad de procesamiento en volumen del molino prácticamente no se vio afectada.
3.-Mejoramiento del perfil geométrico las piezas de revestimiento, optimizando su capacidad de arrastre y desempeño operacional en general.
No se afectó el ángulo del hombro de la carga, sin embargo, manteniendo esta dinámica sí se logró una mayor fuerza de compresión para la reducción de tamaño de las partículas (mejor molienda) y una menor presión sobre la cara de ataque (menor riesgo de packing)
Conclusiones y perspectivas
- La disminución del peso de revestimiento logró aumentar el margen de holgura de carga del molino, permitiendo una mayor capacidad de procesamiento en peso y, por tanto, mayor producción, sin poner en riesgo la integridad estructural del equipo.
- La reducción en peso aporto a minimizar el riesgo de superar los valores máximos de diseño estructural, evitando la sobrecarga mecánica del motor y en consecuencia aportar directamente al ahorro energético.
- La utilización de material compuesto metal-elastómero, permite esperar una vida útil de al menos 15 a 18 meses para las piezas del cilindro y también para las tapas. Ambos tiempos son superiores a los actuales, pero a diferencia de otras soluciones que logran una mayor vida útil incrementando el volumen de acero de sus piezas, en este caso es al contrario, es decir, con una reducción de peso de revestimiento de aproximamente 50% y manteniendo el volumen útil interior del molino.
- La mejora en el perfil geométrico de los revestimientos logró mejorar la calidad de la molienda secundaria gracias a una mayor fuerza de compresión y mejoras en parámetros recomendados de diseño.
- La postventa es un valor permanente para el equipo de Tega, ya que es una gran oportunidad de mejora continua. En la actualidad se sigue interactuando con el cliente, haciendo seguimiento al desempeño del molino y, mediante escaneo láser 3D (en detenciones programadas), se realiza también seguimiento de su vida útil y tasa de desgaste.
-
Si bien, no es este el caso, podría adicionalmente haberse optado por una optimización de diseño que considerase el montaje de las piezas de revestimiento mediante pernos fijados desde el exterior, esquema ya utilizado en mejoras de molinos implementadas en otras plantas por parte de Tega. Esto no solo mejora aún más los tiempos de montaje, sino que además permite que estas labores se desarrollen de forma más segura, al reducir el tiempo de trabajo en el interior de un especio confinado, como lo es el interior de un molino.
- A la fecha de edición de este artículo, las expectativas en cuanto a desempeño y confiabilidad del molino con la solución implementada se han ido cumpliendo conforme a lo esperado, lo cual ya permite proyectar el escalamiento de la mejora hacia el resto de los molinos de la planta.
