Resumen ejecutivo:

En este trabajo veremos los tipos de apiladores empleados en minería, su importancia y usos, comenzando con una descripción de los principales tipos de apiladores, nos enfocaremos en los apiladores convencionales pasando por sus diferentes variantes, Apiladores con cinta de alineación suspendida y apiladores compactos donde se notaran las ventajas y desventajas principales respecto a los apiladores convencionales.

Posteriormente analizaremos las características generales de un apilador, analizando los componentes principales más importantes como el brazo de descarga y el brazo de alimentación, su uso en apilado de vertederos con la maquinaria respectiva.

Finalmente analizaremos su uso en el vertido de pilas de lixiviación, veremos ejemplos de aplicación usados actualmente y notaremos cómo ha evolucionado a través del tiempo estableciendo su importancia y necesidad en el ámbito minero.

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Introducción:

En la gran minería a cielo abierto, donde se utilizan sistemas continuos de explotación, además de las unidades de arranque, existen diversos equipos complementarios que realizan diferentes funciones como transferencia de los materiales y vertido de éstos en escombreras o parques.

Estas máquinas llegan a ser tan importantes como las propias de producción, por lo que se les debe prestar la debida atención, tanto en su diseño, selección y aplicación.

Su uso es básicamente el vertido de material para la creación de escombreras, etapa muy importante en la labor minera donde se generan verdaderos cerros artificiales de material estéril.

Por otro lado e igualmente importante se usan para la confección de pilas en preparación de etapas de lixiviación, estas  continuamente buscan mayor capacidad, flujo continuo de material y menos tiempo muerto. En cualquier aplicación con metales preciosos estos desafíos son iniciativas continuas muy presentes, especialmente debido a la complejidad de los planes de apilado. Los equipos de manipulación de material deben ser altamente móviles y extremadamente flexibles. Y, para un óptimo desempeño, cada vez más faenas están utilizando sistemas hechos a la medida para un diseño de lixiviación específico. La rápida recuperación de esto último se mide en más toneladas por traslado, mayores superficies ocupadas por canchas de lixiviación y mayor rentabilidad.

En este trabajo notaremos como el avance de la tecnología juega un papel importante en la mecanización y adaptación de procesos, respecto de las maquinarias primeramente empleadas en minería.

Alcances:

Si bien primeramente veremos apiladores en usos de escombreras y posteriormente en pilas de lixiviación. Hay que destacar que ambos procesos son muy importantes, con los cuales la minería no podría realizarse de la forma en que se emplea hoy en día.

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Desarrollo:

El apilador es la última maquina dentro de un sistema de operación continuo, este es el encargado del vertido de los estériles en las escombreras, alcanzando un grado de sofisticación muy elevado logrando adaptarse a las condiciones geométricas, geotécnicas y de explotación requeridas, con capacidades de apilado de hasta 240.000 m3 /día. Además es el encargado de la confección selectiva de las pilas de minerales oxidados, donde posteriormente se realiza el proceso de lixiviación, estas son muy sencillas y van asociadas a un triper.

Existen fundamentalmente los siguientes tipos de apiladores:

a) Cintas giratorias asociadas a un triper.b) Apiladores compactos.c) Apiladores semicompactos con cinta de alimentación sobre el triper.d) Apiladores semicompactos con cintas de alimentación suspendida.e) Apiladores semicompactos con cintas de alimentación sobre orugas y asociadas a un triper

con cinta giratoria.f) Apiladores convencionales con cintas de alimentación sobre orugas asociados a un triper

con cinta giratoria.

Las cintas giratorias de los tripers proporcionan una altura de vertido limitada y con montones apilados con secciones de forma triangular, por lo que su aplicación se ve restringida a los parques de almacenamiento en los que se controla la altura y el giro automáticamente, según el programa provisto para así lograr una buena homogeneización. Su aplicación en la deposición de estériles es casi nula, debido a la gran cantidad de tractores necesaria para extender el material, que hacen aumentar los costes, por lo que en las escombreras se emplean solamente los apiladores convencionales, semiconvencionales, semicompactos y compactos.

Apiladores convencionales:

Este tipo de apiladores fue desarrollado en las minas de carbón alemanas, las primeras unidades que se utilizaron disponían de cinco o más cintas entre el punto de carga y el de descarga. El diseño de estas máquinas se ha simplificado, existiendo tres clases de apiladores:

- Apiladores con dos cintas. - Apiladores con tres cintas.- Apiladores con cintas de alineación suspendidas.

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El primer tipo es el más sencillo de construcción, con pocos puentes de conexión y proporciona una buena disponibilidad mecánica, aunque presenta algunos inconvenientes:

- La localización del punto de giro vertical del brazo se encuentra próxima al eje de giro de la superestructura, lo que se traduce en fuerzas transversales que deben ser absorbidas.

- El ángulo de inclinación en el extremo de recepción de la cinta del brazo de descarga cambia considerablemente durante las diferentes posiciones de operación.

- Debido a que el ángulo horizontal en la zona de alimentación se modifica constantemente por el movimiento de giro durante la operación de apilado, el material que fluye se ve sometido a un cambio permanente.

En el segundo tipo, el material pasa por una cinta intermedia antes de pasar a la cinta de descarga, lo que proporciona las siguientes ventajas:

- La localización del punto de giro vertical del brazo se sitúa en la sección frontal de la estructura soporte. Por esto puede eliminarse la pieza transversal delantera del chasis y sustituirse por una estructura de celosía (estructura de barras conectadas formando triángulos planos).

- El ángulo de inclinación entre la cinta de alimentación y la cinta intermedia permanece constante

- Las velocidades de las dos cintas son idénticas, produciéndose solamente un cambio direccional en el flujo del material en ese punto de transferencia.

- La aceleración del material se produce en el extremo de la cinta de descarga, sin ningún cambio en la dirección del flujo del material.

Los apiladores con tres cintas tienen un menor peso en operación, del orden de un 10 %, por lo tanto, un coste de inversión más bajo.

Ilustración 1 Tipos de apiladores convencionales.

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Ilustración 2 Apilador convencional y cinta en una escombrera

Apiladores con cinta de alineación suspendida:

Constituyen un diseño simple, por cuanto solo dispone de un sistema de traslación, lo que se traduce en mayores pesos en servicio de la máquina.

Apiladores compactos:

Al final de la década de los 70 comenzaron a popularizarse los apiladores compactos, que difieren de los convencionales en los siguientes puntos:

- Disponen de un sistema de traslación con dos orugas.- Tienen un centro de gravedad bajo con un contrapeso que es una prolongación de la

superestructura giratoria.- Poseen un sistema hidráulico con el que se consigue el accionamiento de traslación, de

elevación del brazo y giro.

Características:

- Longitudes de brazo entre 30 y 60 m.- Capacidades de apilado entre 450 y 7500 m3/h

Ventajas y desventajas frente a los apiladores convencionales.

Desventajas

Menor longitud de brazo, lo que obliga a bloques de escombrera de menor altura y anchura, aumentando el número de ripados de las cintas.

Menor número de orugas que los convencionales, lo que se traduce en una mayor presión específica sobre el terreno.

Menor disponibilidad mecánica y menor vida operativa.

Ventajas

Menor peso en operación, del orden del 12%, por tanto, menor inversión inicial.

Son unidades estándar, por lo tanto el plazo de entrega es menor, son más fáciles de montar e instalar.

Tienen mayor estabilidad y maniobrabilidad.

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Características generales:

Los componentes de diseño más importantes son el brazo de descarga y el brazo de alimentación.

Brazo de descarga:

La longitud del brazo de descarga determina el peso y coste del apilador. En la construcción del bloque inferior, la altura es función proporcional de la longitud del brazo.

Para una altura de vertido dada, a una mayor longitud de brazo se consigue mayor altura de bloque y se precisa menos movimiento del conjunto apilador-striper y menor frecuencia de ripado. En la construcción del bloque inferior, la anchura del mismo se ve limitada por el ángulo del brazo, que suele ser de unos 18°.

Longitud de la cinta de alimentación:

La dimensión de la cinta de alimentación determina la anchura de bloque máxima y el volumen de apilado, por lo que es interesante disponer de una longitud de la cinta de alimentación similar a la del brazo de descarga de la máquina, consiguiéndose así minimizar el número de ripados de la cinta de escombrera. La cinta de alimentación puede ir asociada al triper o alimentarse mediante una cinta giratoria.

Ilustración 3 Apilador de brazo largo con capacidad de vertido de 8800 m3/h y longitud de 462 m.

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Apiladores en lixiviación:

Son de gran importancia los apiladores que se usan para el desarrollo de pilas que posteriormente seguirán el proceso de lixiviación, esta es una etapa sustancial y la homogeneidad del apilado será un factor determinante en el proceso. Muchas operaciones mineras que usan lixiviación en pilas trabajan con el modo de apilamiento radial manual. Los operadores transportarán el apilador radial con un cargador hasta una ubicación dada, y lo dejan apilar mientras ellos realizan otras tareas de mantención. Posteriormente los operadores regresan ya sea a rellenar agujeros o a mover el apilador a la siguiente ubicación. Esto normalmente tiene como resultado que la cima de la pila adopte forma de diente de sierra, que no es lo ideal para la irrigación.

Es por esto que la forma más óptima de realizar labores es la mecanización y diseño a la medida, como por ejemplo, los sistemas automatizados de transporte de lixiviación en pilas están programados para apilar según las especificaciones de elevación deseadas. En el núcleo del sistema de Superior está el transportador minero TeleStacker, que está diseñado con un transportador punzante interno que mantiene un movimiento constante a través de una celda, distribuyendo material en forma uniforme para lograr que las cimas de las pilas sea plana, a la vez que apilan más material por pasada.

Como cada faena de lixiviación en pilas mantiene un proceso específico con características únicas, es mucho más probable que las minas mejoren su eficiencia con un sistema de manipulación de material integral y a la medida, cabe notar que, si bien, el apilador es la última máquina del sistema , esta debe funcionar en conjunto con las que le anteceden, La correcta combinación de transportadores, apiladores y unidades de base en un sistema integrado puede mejorar significativamente la eficiencia del apilado de material de lixiviación en pilas, conduciendo a un mejor rendimiento general.

Ilustración 4 combinación integral con apilador en proceso de vertido de pilas.

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Conclusión:

Hemos sido capaces de entender que cada proceso y maquinaria involucrada en minería es de suma importancia si se emplea de manera correcta, como es el caso de los apiladores que al complementarse con otras maquinarias y empleando de la mejor manera posible un sistema integral que satisfaga las condiciones de la labor a realizar, podremos sacar un mayor provecho de este, y por ende del proceso en general.

Además el avance de la tecnología de la mano de la mecanización de procesos nos facilita de gran manera la adaptación a cada proceso único como es en el caso de los sistemas de lixiviación en pilas donde se abarca un grupo central de transportadores mineros, logrando la adaptación del sistema con diferentes longitudes y anchos de correa, velocidades de correa y áreas de carga, como también opciones de tolvas, orugas móviles, sistemas de control, etc.

Ha quedado en evidencia como han ido evolucionando los apiladores, con la ayuda de la experiencia, ideas, tecnología e inclusive los mismos problemas que fueron teniendo en distintos tipos de usos, logrando hoy en día existir gran variedad especializada para lo que se requiera.

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Bibliografía:

- Gómez De las Heras, D. (1995). Manual de arranque, carga y transporte en minería a cielo abierto. Instituto tecnológico geominero de España, Ríos Rosas, 23, 28003 Madrid.

- Wasson C. (19 de agosto de 2013). La Movilidad en el área de lixiviación en pilas. Recuperado de http://www.equipo-minero.com/

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