La osadía de Los Pelambres

Múltiples son los reconocimientos que ha recibido el Sistema de Correas Regenerativas de Minera Los Pelambres, que actualmente abastece cerca del 10% de su propia demanda eléctrica. Una solución sin precedentes en la gran minería, que representa ahorros por US$ 80 millones desde su puesta en marcha.

Por Alfredo Galleguillos Castro



Designado por la Academia Chilena de Ciencias como la mayor innovación científica en el área energética de los últimos 40 años, el Sistema de Correa Transportadora  con Capacidad para Regenerar Energía Eléctrica de Minera Los Pelambres constituye uno de los máximos orgullos de la principal minera privada nacional y de la comunidad científica nacional.

Fue una osadía, pues este desarrollo no tenía precedentes. Se trata de una correa de gran longitud, 12 kilómetros de extensión, con pendientes promedio de 11%, que comienza en el sector rajo a 4.000 msnm y desciende hasta el sector de entrega, a unos 1.500 metros más abajo. Por sí sola, la correa transporta el 60% de toda la producción minera del grupo Luksic, incluyendo Centinela, Michilla, Antucoya y, obviamente, Los Pelambres.

Correa fue desarrollada por un consorcio liderado por Siemens. 

Pero eso no es todo. También regenera un importante volumen de electricidad a partir de la energía cinética producida por el mecanismo de frenado de la propia correa. Fue un paso adelante en un terreno que ninguna empresa de la gran minería había dado en Chile. Ni en el mundo, al menos para una operación de la magnitud de Los Pelambres. Una osadía que fue imprescindible para crear innovación y riqueza.

Si bien sistemas de similares se habían probado en zonas sin pendiente, las características propias del proyecto situado en la faena de la comuna de Salamanca, Región de Coquimbo, permitieron crear innovación al optarse por un accionamiento eléctrico de velocidad variable y control continuo de torque (control vectorial), respecto a uno discreto con pérdida de control continuo de torque, y que mantuviera la misión de frenado a plena carga y detención controlada ante un corte de suministro.

Trabajo mancomunado

De acuerdo a los antecedentes entregados a la Academia Chilena de Ciencias, el sistema de correas regeneradoras “cuenta con 10 máquinas de inducción de 2,5 MW cada una, con un total de 25 MW de potencia instalada, y genera 22 MW de potencia media, lo que representa en la actualidad un 10 % del consumo de Minera Los Pelambres”. La institución destaca también que las características de esta tecnología permiten catalogarla como “energía no convencional, económica y limpia”.

A cargo de la ingeniería básica, diseño e implementación de esta solución tecnológica estuvo el consorcio Siemens, con el apoyo de RWE, Bechtel y Conveyor Dynamics. El financiamiento provino, en su mayor parte, de Fondef y Fondecyt. Fundamental fue la contribución de José Rodríguez, entre otros investigadores de la Universidad Técnica Federico Santa María (USM), experto en temas energéticos y ex rector de esa casa de estudios. Este año fue galardonado con el Premio Nacional de Ciencias Aplicadas y Tecnológicas.

José Rodríguez. 

El panel de la Academia Chilena de Ciencias que analizó esta correa transportadora -uno de cuyos integrantes fue Hugh Rudnick, connotado investigador de la PUC- comentó que esta obra “es un referente replicable en otros proyectos mineros similares, tanto a nivel nacional con Chuquicamata subterráneo, El Teniente Nuevo Nivel Mina, Andina 244 KTPD y Los Bronces, como internacional, con Antapaccay y Las Bambas, en Perú, entre otros”.

“Nadie sospecha que una correa transportadora tenga tanta tecnología. Es un proyecto muy bonito”, asevera el doctor José Rodríguez, quien este año fue el único chileno incluido por Thompson Reuters en su listado Highly Cited Research 2014, que distingue a los 3.000 investigadores más influyentes del mundo en el ámbito científico.

Energía cinética

“El sistema de generación de correas fue diseñado e implementado a fines de los años ’90 cuando Minera Los Pelambres pasó de ser subterránea a rajo abierto, tal cual es hoy•”, recuerda el ingeniero Héctor Palacios, Superintendente de Servicio a la Operación y Soporte Eléctrico de Minera Los Pelambres.

“En ese entonces, se pensó en aprovechar la diferencia de cotas -aproximadamente 1.500 metros- entre el chancador y la planta concentradora, con el fin de utilizar la inercia producida por el peso del mineral transportado por medio de correas desde un lugar a otro”, explica el ejecutivo minero. Las diferentes ubicaciones de las instalaciones se debían a una medida para reducir los riesgos por eventuales derrumbes en la zona más elevada de esta faena cordillerana.

Sala de monitoreo.

“El sistema de accionamiento debía cumplir con requisitos relativamente complejos, como el paso suave desde los modos de operación motorizado a regenerativo, control seguro del sistema de accionamiento durante las partidas y detenciones, y frenado electrodinámico durante falla del suministro eléctrico”, especifica Víctor Leiva, Gerente Contrato Siemens para Minera Los Pelambres.

En cuanto a las prestaciones de la correa, el mandante solicitó un sistema en túnel en la mayor parte del trayecto, caracterizado por condiciones que someten a la correa a grandes pendientes y tensiones. Además, debía disponer con capacidad de transporte adicional que permitiera responder ante bajas de producción o fallas en el mismo sistema, detalla el ejecutivo de Siemens.

De hecho, Leiva destaca como uno de los mayores desafíos “el diseño del conveyor, desde el punto de vista estructural, dada la resistencia nominal requerida. También el diseño de los accionamientos, reductores y poleas, requirieron de alta tecnología”.

Jaula de ardilla

Durante el estudio de prefactibilidad y factibilidad, el equipo de ingenieros liderado por el doctor José Rodríguez resolvió excluir la tecnología convencional para este tipo de correas, es decir, motores de corriente continua, y apostar por “motores de inducción con rotor jaula de ardilla y variadores de frecuencia de voltaje, cuyas características permiten regenerar energía mediante un rectificador de frente activo”. Al variar la resistencia, se puede controlar el perfil de torque y lograr que la correa genere electricidad, acota José Rodríguez.

Adicionalmente, el motor de inducción otorga la ventaja de no tener anillos deslizantes para llegar a las bobinas en el rotor, lo que hace que sea bastante simple y solo exija que se mantengan bien ubicados los rodamientos. A su vez, al no tener contactos deslizantes, requiere menos mantenciones y, por tanto, ofrece mayor disponibilidad operativa.

El científico aclara que  la correa en sí ocupa muy poca energía, “ya que sólo necesita un torque para que se ponga en movimiento -o romper el roce estático-, porque la pendiente y el mismo mineral transportado dan el impulso a la correa”.

El quid radica en controlar la velocidad del sistema de transporte, que puede alcanzar valores elevados, por lo cual se emplean sistemas de frenado de respaldo por si se corta la energía eléctrica y se pierde la capacidad de regenerar.
US$ 14 millones anuales

El Premio Nacional de Ciencias Aplicadas 2014 precisa que “esta tecnología resultó ser más eficiente, segura, rentable y sustentable, a pesar de que se aplicó a un sistema prototipo, al desarrollarse en bajada, en el cual hubo que privilegiar el frenado del sistema”.

Este carácter único e innovador es, según el Superintendente de Servicio a la Operación y Soporte Eléctrico, el mayor desafío que debió enfrentar la iniciativa, que califica como “uno de los proyectos más ambiciosos en lo que a ahorro se refiere producto de la autogeneración de energía”.

En ese sentido, Héctor Palacios destaca que la decisión del grupo AMSA trajo frutos que excedieron las expectativas. “Ha significado una menor demanda de suministro eléctrico al SIC, representando un ahorro para Los Pelambres del orden de los US$ 14 millones anuales”, detalla el responsable del área eléctrica de Pelambres.

Esta cifra representa un 9% del gasto en suministro eléctrico de la minera. Al sumar los ahorros por menores compras de energía entre el inicio de la operación del Sistema de Correas Regenerativas hasta el último período registrado, es decir, entre los años 2000 y 2013, “se obtiene una cifra que supera los US$80 millones“, asevera el superintendente.

“En lo económico, la evaluación es muy buena. En la práctica, con los ahorros por adquisición de suministro eléctrico, Minera Los Pelambres rentabilizó la inversión en las correas regeneradoras. Hay que considerar que el plan B era el empleo de camiones. Habría que imaginar el costo por desgaste de neumáticos, desgaste de balatas y consumo de petróleo para subir a cargar el material”, sentencia el académico de la USM. Eso sin considerar los riesgos para los trabajadores y la menor productividad.

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Un llamado sorpresivo

A dos años de la puesta en marcha de la Correa Regeneradora, los ejecutivos de AMSA llamaron nuevamente al Premio Nacional de Ciencias Aplicadas 2014, doctor José Rodríguez, para resolver un sorpresivo problema que surgió al conectar el sistema regenerativo con la red eléctrica de la minera.

Rodríguez recuerda que “se produjeron unas resonancias que hacían operar las protecciones. Fue un problema muy interesante, que no esperábamos. Hicimos un estudio de la operación de la red eléctrica y varios análisis hasta que descubrimos que el equipo inyectaba unas armónicas de corriente que producían distorsiones suficientemente grandes como para alterar las protecciones”. Finalmente, eso se resolvió usando filtros eléctricos.


Basado en artículo del mismo autor, publicado en Revista Minería Total, noviembre de 2014.