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Con la precisión necesaria

PROVINCIA DE MPUMALANGA, SUDÁFRICA. Un equipo de perforación listo para la automatización ayuda a una mina de carbón a gestionar eficientemente su sobrecarga para acceder a un nuevo recurso y alargar la vida útil de la mina.

En la lengua sesotho, Mafube significa “Amanecer del nuevo día”, un nombre muy acertado para esta mina de carbón sudafricana que ahora comienza una nueva era.

Propiedad conjunta de Anglo American y Exxaro Resources, fue inaugurada en 2007. Produce carbón térmico de alta calidad para la exportación y un producto de menor calidad para una central eléctrica cercana.

Tras agotar la reserva Springboklaagte a fines de 2018, Mafube puso en marcha un proyecto para explotar el yacimiento próximo de Nooitgedacht, alargando la vida de la mina al menos hasta 2032. Tras la compra de nuevos equipos y la instalación de una cinta transportadora de 7 kilómetros de largo para trasladar el carbón a la planta de lavado de Springboklaagte, la mina de Nooitgedacht entró en producción a mediados de 2018.

Mafube produjo 5,3 millones de toneladas de carbón en 2019 y se ha fijado como objetivo aumentar la producción hasta 5,8 millones de toneladas en 2020.

A diferencia de otras minas similares que usan dragalinas para remover las capas de lastre o sobrecarga, Mafube es una de las pocas minas de carbón del país que repone los estériles, una vez extraído todo el mineral, rellenando el rajo anterior con el lastre del rajo siguiente. De este modo, las zonas explotadas se rehabilitan sobre la marcha, mientras una flota modesta de camiones y palas excava el carbón expuesto.

El gerente de la mina, Kennedy Botsheleng, afirma que la precisión de la perforación es un factor crítico.

“Todas las actividades posteriores dependen de la precisión de la malla perforada”, dice. “Si la perforación no se hace bien, la tronadura probablemente tampoco saldrá bien y el rajo obtenido no será el adecuado.

Sandvik DR412i

Diseñada para garantizar una perforación confiable tanto en roca blanda como dura, la perforadora Sandvik DR412i, con automatización preinstalada, ofrece valores elevados de potencia rotacional y fuerza de avance. Capaz de perforar de 216 a 311 mm de diámetro y una profundidad máxima de 75 metros en pasadas múltiples, puede equiparse tanto para la perforación rotativa o con martillo de fondo. Ofrece una penetración superior con costos de explotación más bajos. Su precisión en la profundidad de perforación potencia la eficiencia y la productividad.

Quitamos alrededor del 30% de la sobrecarga mediante tronaduras y el 70% restante mediante camión y pala para formar los bancos o mediante explanadora hasta llegar a la capa de carbón. La perforación es clave”.

Cuando Mafube trasladó la actividad minera a Nooitgedacht, trajo dos viejas perforadoras Sandvik D25KS desde la otra mina. Son máquinas que juntas han sumado más de 70.000 horas de funcionamiento desde su puesta en servicio en 2007.

“Han tenido un rendimiento excelente a lo largo de los años”, continúa Botsheleng. “Y las seguimos usando pese a haber superado su vida útil teórica”.

La mina decidió invertir en un equipo dedicado exclusivamente a la sobrecarga en Nooitgedacht. Según Frikkie Fourie, especialista en perforación y tronadura para el negocio de carbón de Anglo American, la solución debía estar preparada para la automatización. “Por eso nos interesaba averiguar que posibilidades de automatización ofrecían los equipos de los distintos fabricantes”, dice Fourie.

No tardaron en identificar a la perforadora rotativa Sandvik DR412i como la solución ideal, con su automatización ya integrada.

“La DR412i tiene la mayoría de los procesos automatizados ya instalados”, dice Fourie. “Otros proveedores los ofrecían aparte. Tener la automatización preinstalada fue una de las razones de nuestra elección”.

Y ofrecía además otras ventajas. “Estudiamos la velocidad de perforación, el consumo de combustible, el costo durante todo su ciclo de vida, la simplicidad del diseño, la facilidad de mantenimiento y los servicios de apoyo”, dice Botsheleng. “La automatización, el posicionamiento por GPS, la función de asistencia al operador y la autonivelación nos inclinaron por esta máquina”.

La automatización, el posicionamiento vía GPS, y las funciones de asistencia al operador y de auto nivelación hacen que sea el equipo adecuado para nuestra operación.

Con la vista puesta en el futuro, Mafube decidió invertir en una perforadora que superaba sus necesidades actuales en términos de tamaño y tecnología.

“Optamos por una máquina sobredimensionada en parte para tener capacidad sobrante y, así, reducir el desgaste del compresor, el motor y algunos de los componentes”, continúa. “Y a medida que avanza el desarrollo de la mina, se va haciendo más profunda. Ahora no necesitamos toda la capacidad pero dentro de dos o tres años, nos vendrá muy bien”.

La perforadora Sandvik DR412i entró en servicio en agosto de 2018; el proveedor trabajó estrechamente con Mafube para resolver algunos contratiempos iniciales.

“Como pasa con cualquier equipo nuevo, siempre surgen problemas al principio”, dice Fourie. “Pero los pudimos solucionar y el resultado final fue óptimo. Actualmente, la máquina funciona muy bien. Es muy confiable. Y todo gracias a la colaboración entre las dos empresas”.

Algunos de los problemas técnicos iniciales se relacionaron con la limitada conectividad inalámbrica en el interior del rajo.

“Hubo algunos contratiempos”, agrega Botsheleng. “Pasamos cuatro meses peleando con la perforadora, pero ahora está batiendo récords”.

<p>Thulane Mlongeni, operador de perforadora en Mafube Coal.</p>

Thulane Mlongeni, operador de perforadora en Mafube Coal.

<p>A fines de 2018, Mafube había agotado su reserva en Springboklaagte e iniciado el proyecto de explotar el yacimiento cercano de Nooitgedacht para alargar la vida de la mina por lo menos hasta 2032.</p>

A fines de 2018, Mafube había agotado su reserva en Springboklaagte e iniciado el proyecto de explotar el yacimiento cercano de Nooitgedacht para alargar la vida de la mina por lo menos hasta 2032.

<p>Jabulile Zwane, operaria de Mafube.</p>

Jabulile Zwane, operaria de Mafube.

<p>Mafube invirtió en un equipo de perforación más grande y avanzado que el que precisaba en ese momento, para prepararse para el crecimiento de la operación.</p>

Mafube invirtió en un equipo de perforación más grande y avanzado que el que precisaba en ese momento, para prepararse para el crecimiento de la operación.

Mafube utiliza su Sandvik DR412i para perforar tiros de 251 milímetros de diámetro hasta profundidades de 24 metros.

“Basta tocar un botón para nivelar y perforar”, dice Fourie. “Los operadores tienen resultados muy buenos. Los tiempos entre fallas ya no se cuentan por horas sino por días. Estamos muy satisfechos”.

Esta perforadora de pasada múltiple está configurada con una presión baja adaptada para trabajar con la roca blanda de Mafube. Además, está equipada con el Sistema de Gestión de Compresores Sandvik, que reduce hasta un 30% el consumo de combustible, al mismo tiempo que alarga los intervalos de mantenimiento y la vida útil del motor y del compresor.

“Consume realmente poco”, observa Botsheleng. “De todas las máquinas que hemos comprado, esta supera a casi todas en términos de economía de consumo. Pensábamos que iba a consumir más”.

La perforadora Sandvik DR412i cuenta con un GPS 3D de navegación con una precisión de +/- 5 centímetros, tanto en la ubicación del tiro como en su profundidad.

Mafube Coal

A unos 180 kilómetros al este de Johannesburgo y 25 kilómetros al este de la ciudad de Middleburg, Mafube Coal es un emprendimiento conjunto de Anglo American y Exxaro Resources. La mina produjo alrededor de 5,3 millones de toneladas de carbón en 2019, y se estima que las reservas durarán al menos hasta 2032. Mafube Coal tiene unos 350 empleados propios y 550 de contratistas.

“Nuestros operadores disfrutan de la comodidad de la máquina; con solo pulsar unos pocos botones, ya están listos para trabajar; ya no tienen que esperar al topógrafo para que marque los puntos de perforación”, explica Botsheleng. “Resumiendo, el sistema GPS en 3D nos está dando muy buen resultado”.

Usando el software Driller’s Office de Sandvik para transferir los planos de perforación de forma inalámbrica, Mafube ha mejorado significativamente la precisión y la calidad de los tiros, y la fragmentación.

“El planificador puede enviar el plano a la perforadora desde su despacho”, continúa Botsheleng. “A veces, incluso lo envía desde su casa. La precisión es del 98%. Y nuestros topógrafos pueden trabajar con más eficiencia”.

Operadores como Thulane Mlongeni disfrutan de la cabina de última generación, con sus mandos ergonómicos y visibilidad mejorada.

“Es una perforadora cómoda para manejar y además, el sistema hidráulico es muy bueno; todo está en la pantalla”, dice Mlongeni, que trabaja como perforador desde 2007, cuando empezó con una Sandvik D25KS. “Con esta máquina nueva, me gusta perforar en modo automático. Hay menos controles. En la D25, tienes que sujetar una palanca hasta terminar el tiro”.

A Jabulile Zwane también le gusta la facilidad de manejo. “La autoperforación y la autonivelación son fantásticas”, dice. “Es muy rápida. En poco tiempo, ya tienes muchos metros perforados”.

El acceso a la zona del mástil ha sido mejorado, con pasamanos en los pasillos. Permite un acceso más seguro para el mantenimiento y las inspecciones, sin tener que trabajar en alturas peligrosas.

“Los beneficios son claros”, dice Botsheleng. “Facilita el mantenimiento de la máquina y mejora la seguridad”.  Los costos de explotación están “muy por debajo de lo presupuestado”, según Botsheleng, y la perforadora suele acabar los bancos en menos tiempo de lo previsto.

Frikkie Fourie, especialista en perforación y tronadura, Anglo American.

Frikkie Fourie, especialista en perforación y tronadura, Anglo American.

“La tasa de aprovechamiento supera la de cualquier otra perforadora que hayamos usado en el pasado”, dice Botsheleng.

En enero de 2020, la nueva máquina superó las 5.000 horas de funcionamiento y sigue impresionando a la gerencia de la mina.“Los datos están ahí”, dice Botsheleng. “Ha perforado una media de 1.000 metros diarios. Estuvo aparcada durante dos semanas porque había acabado la zona que le fue asignada. Obviamente, estamos muy contentos con la máquina. Con mil metros diarios, ¿quién no la compraría?”.

“The records are there,” Botsheleng says. “The drill has drilled 1,000 metres a day. The machine was parked for two weeks because it has completed its area that’s been allocated. So the machine is doing very, very well. I mean, a thousand metres a day? You’d be stupid not to buy the drill.”