Experiencias de buenas prácticas y estrategias de producción más limpia, en la industria extractiva nacional cubana (página 2)

La "Optimización de las Voladuras", se logra, a partir, de múltiples diseños hasta obtener la mejor predicción de costos y curva de fragmentación, comprobando en el terreno mediante observaciones y mejorándolo continuamente. Generalmente se busca disminuir perforación, es decir, ampliar la red con sus costos asociados, incluyendo los gastos en accesorios de voladura dentro del barreno.

El diseño de las voladuras también es multivariado, partiendo de las variables incontrolables del macizo rocoso y las variables controlables como tipos de explosivos, distribución de los mismos a lo largo del barreno, red y diámetro de barrenación, diseño del encendido de las distribuciones de retardo, requerimientos del equipo de carga y estado del molino. Estos análisis se realizan de manera muy ágil, asistidos por computadoras y con múltiples softwares.

En explosivos la tendencia mundial son: las Emulsiones e Hidrogeles y los ANFOs, por su seguridad y eficiencia.

El concepto de carga de fondo con un explosivo rompedor y carga de columna con un agente explosivo ha evolucionado. El desarrollo de las emulsiones y los ANFOs permiten, combinando ambos, lograr potencias, volúmenes de gases y densidades variadas; así una carga de fondo puede estar constituida por intercalaciones de emulsión y ANFO en una relación 20/80, 30/70, entre otras, no teniendo que ser necesariamente como tradicionalmente se hacía 100/0. Lo mismo ocurre en la carga de columna. Para disminuir la potencia aún más y el costo se usan separadores de material inerte (detrito de perforación) que desacoplan la columna de explosivo hasta los valores deseado.s

Las grandes canteras perforan con diámetros de más de 100mm e inyectan con emulsión bulk y ANFO a granel, desde camiones mezcladores que vienen de la propia fábrica y dan el servicio de carga. Las pequeñas empresas hacen esto manualmente, con emulsión encartuchada y ANFO en sacos.

Los sistemas de iniciación del explosivo son mayormente No Eléctrico con combinaciones de detonadores no eléctricos en fondo y conectores de superficie. Por la seguridad en su uso y porque permiten infinitas combinaciones de retardo para mejorar fragmentación, disminuir vibraciones y onda aérea. Aún se usan los detonadores eléctricos en algunas faenas y en otras pocas generalmente yacimientos metálicos, comienza a usarse el detonador electrónico de última generación y alto costo

El encendido de la voladura continúa siendo mayormente mediante detonador eléctrico y explosor y aunque ya en decadencia, aún se usa en pocos lugares la mecha lenta y cápsula

Los cordones detonantes se usan de bajo gramaje en las líneas superficiales en aquellos lugares lo suficiente lejanos de instalaciones como para que no afecte el ruido u onda de presión del aire, pero no dentro del barreno, ya que disminuye el aprovechamiento de la potencia de emulsiones y ANFOs.

Los explosivos pulverulentos (amonitas, amonales y otros) en otros países no se usan en la vida civil, por tener menos seguridad (tienen elementos activos), y no ajustarse a toda la capacidad del barreno desaprovechándose potencia por desacoplamiento.

Todos estos avances o tendencias tecnológicas están acompañados de un amplio desarrollo en las bases normativas, a partir de la experiencia y adecuados a los nuevos materiales y tecnologías.

En Cuba, la Empresa EXPLOMAT, entidad rectora de esta actividad en el Ministerio de la Construcción, brinda servicios de barrenación, fragmentación de roca, Desarrollo Minero, Investigación Geológica, Proyectos Mineros, alquiler de Compresores y venta de mercancías tales como explosivos, medios de explosión, aditamentos de perforación, accesorios, piezas de repuesto, y suministro para plantas, entre otros. Teniendo como suministradoras a MATCO y la Empresa cubana de capital mixto ULAEX.

En la actualidad, se han hecho buenas inversiones en equipos de perforación y martillos para la fragmentación secundaria, por ser tecnologías menos contaminantes, de mayores rendimientos y mejores condiciones de trabajo para los operarios, debiéndose analizar además la relación de estos equipos con el resto de las tecnologías en las plantas, para el aseguramiento de una correcta secuencia de trabajo.

Resultados y discusiones

Algunos ejemplos de resultados obtenidos son los siguientes:

• En Cantera Habana, se disminuyó el uso de la Nitromiel o Amitrex por su inestabilidad en la calidad, suministro y precio, además que no les permitía obtener altos rendimientos, ni parámetros óptimos en las técnicas de perforación y voladura, resultando por cada metro lineal de perforación menos de 12.6m3 de rajón, mientras que con la combinación de Emulsiones y ANFO ae han alcanzado 18.3m3 por metro lineal y en la transformación secundaria de las rocas sobre tamaños (del 5 al 15%) los mejores resultados se lograron fragmentando con equipos hidráulicos y mecánicos.

• Otro concepto de optimización ha sido el traslado de las plantas a los yacimientos, para evitar grandes distancias de transportación, ejemplos:

• Quiebra Hacha dentro del área del yacimiento Guido Pérez, municipio Guanabacoa

• Bauta II, en el yacimiento Cantera Blanca, municipio Bauta y

• En fase de inversión la Planta Alacranes en el yacimiento de igual nombre, municipio Unión de Reyes en Matanzas[1]

En general a nivel de país los índices globales de consumos obtenidos, han sido los siguientes: en el año 1983 de mayor producción 0.43 Kg/m3; en el año 1993 de menor producción 0.41 Kg/m3 y el promedio histórico de 0.52 Kg/m3.

Si comparamos los mismos con las normas internacionales vigentes, teniendo en cuenta que la mayoría de nuestras formaciones geológicas están compuestas por rocas calizas, y para las mismas se indica un rango de 0.35 a 0.80 kg/m3, nos encontramos dentro de los parámetros establecidos[2]Pero, se trata de la optimización de materiales muy costosos, para la obtención de un buen producto, condiciones máximas de seguridad, menores afectaciones a al Medio Ambiente y un costo de producción adecuado.

Consideremos como referencia internacional un reporte de la cantera San Miguel en Chile, para volúmenes de 25 545m3, consumo de explosivos o factor de carga de 0.44 kg/m3, costo por peso en dólares 1.19 utilizando 5 200 Kg de ANFOs y 6 113 Kg de Emulsiones, con 428 detonadores y 25 CUS para mover esos volúmenes. Téngase en cuenta además, que cuando se usan combinaciones de carga con ANFOs en un 83 % los costos promedian 0.95 dólares[3]

Teniendo en cuenta que puede usarse un amplio rango de explosivos dada la variedad de combinaciones posibles, para un conjunto de condiciones dadas, el punto de partida deben ser sus requerimientos, tales como: potencia, densidad, resistencia al agua, sensibilidad de detonación y propagación, entre otros y los factores externos concernientes a:

• Estratos que van a ser volados: en dependencia de la dureza del macizo rocoso, se requerirá de una determinada densidad y potencia del explosivo, metros de perforación

• Grado de fragmentación requerido: en dependencia de los tamaños máximos de fragmentos, según los equipos de carga y molinos

• Condiciones del barreno: pudiendo variar desde el diámetro, las condiciones de humedad, hasta la densidad del banco a ser explotado entre otras

• Diámetro del barreno: que puede influir en el tipo de explosivo y la sensitividad requerida, además de corresponderse geométricamente para no provocar pérdidas de energía del explosivo o por consiguiente desempeño defectuosos.

Otras acciones, llevadas a cabo como Estrategias de Producción más Limpia, promovidas a nivel sectorial con esfuerzos inter-institucionales e intersectoriales y un amplio apoyo han sido entre otras:

• Cambios de equipos y ubicación para mejorar la eficiencia en el uso de las materias primas e insumos.

• Utilización de mejores sistemas de control y automatización de los procesos por la calidad y disminución de los rechazos de producción.

• Optimización de las condiciones del proceso productivo, por ejemplo temperatura, presión y tiempos para reducir las cantidades de residuos.

• Reducción de pérdidas de materias, productos y energía por causa de fugas y derrames, en la producción y transportación

• Optimización de uso del agua, cerrar circuitos, recircular.

• Planificar y organizar la producción de forma que ayude a reducir la necesidad de limpieza de los equipos.

• Mejoramiento del programa de mantenimientos preventivos para evitar pérdidas y paradas.

• Recuperación de energía calorífica siempre y cuando sea posible.

• Alternativas de reutilización de los residuos antes del reciclaje.

• Las empresas más eficientes dedican fuerzas y recursos al diseño continuo del flujo tecnológico; estrategias para realizar inversiones a corto y mediano plazo; investigaciones para el desarrollo y estudios de costo.

Otras inversiones:

• Reparación de las Canteras Libertad y Regalito La Maya, Matanzas.

• Reparación y montaje de Hidrociclón y Clarificador en la Cantera El Purio, Villa Clara.

• Reparación de la Cantera Sierra Cubitas, Camagüey.

• Reparación y montaje de un Hidrociclón y Clarificador Cantera Van Troi y Reparación Cantera XX Aniversario, Ciego de Ávila.

• Montaje de un Hidrociclón y Clarificador Cantera Las Parras, Las Tunas.

• Reparación y montaje de un Hidrociclón y Clarificador Cantera El Cacao, Granma.

Además de la adquisición de equipamiento para la sustitución paulatina y desarrollo de los frentes de canteras y transporte especializado para el tiro de materiales y materias primas (12 Dumper, 5 Cargadores de 4,5 m3, 4 Cargadores de 2,5 m3, 2 Excavadoras, 3 Retromartillos, 2 Camiones Planchas y 4 Cuñas con semiremolques).

Conclusiones

En la construcción la tendencia está dirigida a lograr una cota topográfica y dimensiones geométricas según proyecto, contornos y taludes estables y mínima afectación al medio ambiente: por vibraciones, proyección de fragmentos, ondas de presión y ruidos. Por lo que generalmente las voladuras son controladas, automonitoreadas o monitoreadas por terceros. Buscándose una mayor red de perforación con diámetros pequeños (barrenos más juntos) y distribución de las detonaciones en el tiempo (mayor cantidad de retardos y accesorios), eliminación del cordón detonante y uso del sistema no eléctrico de iniciación

El mayor éxito no está en un patrón determinado, sino en el desarrollo de estrategias adecuadas y la toma de decisiones oportunas, reiterando análisis integrales y personalizados, que contemplen los costos del ciclo de producción desde la explotación del yacimiento, equipos tecnológicos, hasta la tecnología industrial

Enviado por:

Dr. Gabriel Rodríguez Pérez de Agreda

AUTORES

MSc Arquitecta Elizabeth Cabalé Miranda

Ingeniero Leovigildo Cabalé Miranda

[1] Trabajo investigativo " Disminución de los costos de la actividad de explotación de yacimientos" de Iván Mustelier Castellanos

[2] Manual para los cálculos de consumo y reglas prácticas de ULAEX utilizado en Latinoamérica y el Caribe

[3] Reporte enviado vía Fax, a través de ULAEX, el 23 de febrero de 2006, a las 15:43