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• Minera Las Cenizas se refiere a incidente provocado por sistema frontal extremo

Revista Digital Nueva Minería y Energía

ESPECIAL TÉCNICO: TÚNELES Y VENTILACIÓN:

• Revista Nueva Minería y Energía en su edición de Junio 2024 publicó el reportaje técnico «Túneles y Ventilación» en el que participa en forma destacada Juan Alvarado W, Superintendente de Ingeniería Faena Cabildo del Grupo Minero Las Cenizas.

Transcripción del artículo

La automatización del ciclo constructivo de túneles ha sido el gran logro de los proveedores en estos dos últimos años, opinan los expertos, acercando cada vez más a la industria minera hacia la operación 100% remota.

Imagine construir 600 metros de túnel: eliminar todos los riesgos asociados a la tronadura; asegurar la estabilidad del macizo rocoso y las paredes del túnel; implementar un eficiente sistema de ventilación y más encima construir todo esto en un breve lapso de tiempo optimizando los costos. Si todo ello no es un trabajo titánico, entonces ¿qué es?

«La construcción de túneles en minería subterránea es una ciencia en sí misma«, asegura Raúl Castro, académico asociado del Departamento de Ingeniería en Minas de la Universidad de Chile e investigador principal de AMTC (Advanced Mining Technology Center).

Lo anterior cobra especial sentido para Juan Alvarado W, superintendente de Ingeniería Faena Cabildo de Grupo Minero Las Cenizas, «debido a la disminución de las leyes del mineral, que hoy obliga a tener operaciones más eficientes y optimizar el costo por tonelada«.

Por este motivo, la empresa minera ha abrazado los desarrollos tecnológicos disponibles, para inyectar más velocidad al desarrollo de las obras. «De hecho, hemos finalizado la construcción del túnel de rampa principal de 600 metros ciega y con mucho éxito, incorporando ventilación auxiliar y VOD (Smart Ventilation), a fin de garantizar el flujo de aire para las operaciones críticas«.

Adicionalmente, «estamos implementado sensores para medir la calidad del aire, temperatura, humedad y velocidad en sectores de mayor producción y en zonas estratégicas«, explica el superintendente. «Así, controlamos las condiciones ambientales y ajustamos los sistemas de ventilación en tiempo real, y en caso de una emergencia, podemos actuar rápidamente evitando incidentes«.

Gracias a este sistema de ventilación inteligente, el grupo minero además garantiza la seguridad de sus trabajadores, recalca Alvarado, «junto con optimizar la distribución del aire y minimizar el consumo de energía, reduciendo los costos y mejorando la eficiencia energética.».

ADIÓS EXPLOSIVOS

¿Sabía que ahora la construcción de túneles ya no requiere de tronadura? La automatización ha llegado con fuerza a la minería, «gracias a las tuneleras tipo TBM (Tunnel Boring Machine)«, describe Alvarado, «que generan soluciones ambientalmente más sustentables, sin tronaduras ni emisiones, disminuyendo el riesgo para los trabajadores y los equipamientos«.

Se trata de equipos gigantes que cuen­tan con una rueda de corte giratorio, accionada por motores hidráulicos que posibilitan la rotación estable de la rue­da. Además, incluyen una cámara de presión, un tornillo sin fin y una correa transportadora para sacar las rocas ex­traídas, además de varios vagones. «La tunelera opera como si fuese un enor­me tornillo», grafica Castro, «la rueda giratoria se apoya en el macizo, empuja y va sacando tierra y rocas».

Con todo, el rendimiento de esta tuneleras depende del tipo de roca, advierte el investigador. «Una parte del proyecto hidráulico Alto Maipo (ubicado a 50 km al sur de Santiago) se hizo con tuneleras, pero los rendimientos no fueron los esperados. Cuando la roca es muy competente (dura) el ideal es utilizar explosivos y cuando ésta es blanda o fracturada, hay que utilizar tuneleras. Lo importante aquí es que hay un enfoque claro de la industria minera, que es utilizar medios mecanizados para construir túneles».

Castro va aún más lejos y plantea que «el desarrollo de túneles en minería ha experimentado importantes avan­ces, convirtiéndose en un proceso cada vez más mecanizado, automati­zado y electrificado, mientras que las compañías mineras están introducien­do procedimientos cada vez más más eficientes. Todo ello nos hace pensar que estamos cada día más cerca de la Minería 5.0, o bien, la construcción de túneles en forma totalmente remota».

Similar es la visión de Bernardo Ojeda, instructor de Obra Minera de Consul­tora Asefortmec, afirmando que «ante desafíos como potenciales accidentes durante la excavación u operación, inestabilidad en las paredes del túnel, ventilación inadecuada con la conse­cuente exposición a gases tóxicos, los proveedores han respondido con no­vedosos desarrollos tecnológicos».

Uno de ellos es la perforación meca­nizada, indica el experto, «que aleja a los trabajadores del riesgo ante un potencial evento, excavando en for­ma más precisa y rápida frente a los métodos tradicionales. Además, es­tos equipos realizan el ciclo completo (perforación, inyección de mezcla de hormigón, instalación de pernos y ma­lla), reduciendo el tiempo de construc­ción y optimizando los costos».

En esta misma línea, también sobresalen los equipos automatizados que operan en forma autónoma o semiautónoma, detalla Ojeda, que junto con mejorar la seguridad, también minimizan la sub­excavación y sobreexcavación.

Un caso de éxito que resume todo lo anterior, añade el instructor, es el de una empresa minera emplazada en la Región de O’Higgins. «La faena implementó sistemas de fortificación mecanizada en su yacimiento subte­rráneo, para lo cual utilizó tecnologías de avanzada que permiten reforzar paredes y techo del túnel de manera rápida y eficiente, realizando el ciclo completo de trabajo. Gracias a estas tecnologías, la faena aumentó la se­guridad de sus trabajadores y mejoró la estabilidad de sus galerías mineras». «Este enfoque integral en la gestión de la seguridad y la eficiencia operativa, ha posicionado a esta compañía como un referente en la región», subraya Ojeda.

DRONES Y DIGITALIZACIÓN EN LÍNEA

Ajuicio de Ojeda, una de las soluciones más utilizadas para inspeccionar y mapear túneles mineros de manera rápida y precisa, son los drenes. «Estos proporcionan información detallada acerca de la estabilidad de las paredes del túnel, calidad del material excavado y progresión del trabajo, mejorando la planificación y seguridad de todo el proyecto. Además, pueden tomar imágenes para posterior análisis».

De igual forma, las tecnologías digita­les de monitoreo en tiempo real se han vuelto imprescindibles para el desarrollo de tunneling, opina el experto de Con­sultora Asefortmec. «Ello gracias a que detectan cambios en las condiciones del túnel, como también movimientos de tierra, fluctuaciones en la temperatura o la presión, alertando a los trabajadores de posibles peligros. Con el uso de estas tecnologías también es posible determi­nar el grado de sismicidad del macizo rocoso y la ubicación del evento».

Otro ejemplo: los fabricantes de explo­sivos han estrenado productos bom­beables, agrega Castro, con una efi­ciente resistencia al agua, reduciendo la filtración de la emulsión en el entorno y brindando con ello menor impacto ambiental. «De igual forma, y a objeto de evitar el carguío de los explosivos en forma manual, los proveedores han de­sarrollado nuevas tecnologías que per­miten mecanizar estar tarea, eliminando el riesgo para el trabajador».

Una vez realizada la tronadura hay que esperar que los gases disipen y aquí entra en acción la ventilación, sostiene el investigador del AMTC. «El desafío aquí es cómo controlamos y suminis­tramos el aire requerido 24n, sin ele­var excesivamente el costo de la opera­ción energética, ya que se trata de un consumo de varias centenas de metros cúbicos de aire por segundo, siendo justamente este ítem el principal gasto que enfrenta una mina subterránea».

En este ámbito los proveedores también han estrenado innovaciones, enfatiza Alvarado, «como tecnologías de ventilación que incluyen nuevos diseños de mangas y variadores de frecuencia que minimizan el gasto energético».

A lo anterior Castro suma todo el abanico de instrumentación de medición de gases hoy disponible, que permite cumplir con todas las exigencias de la actual normativa.

¿Qué nos depara el futuro? «los proveedores de tecnologías para tunneling entienden muy bien los requerimientos de la industria minera, y en los dos últimos años han hecho un esfuerzo importante por mecanizar casi todo el ciclo constructivo del túnel; desde perforación, carguío de explosivos y tronadura hasta ventilación», asegura el investigador. «Cada vez más la tecnología se acerca al objetivo de las faenas subterráneas, que es poder construir y operar túneles totalmente a distancia».