Revista Nueva Minería

La actual mina a rajo abierto tiene los días contados. La antigua Chuqui dará paso a una nueva mina subterránea que iniciará sus operaciones el año 2019. Se estima que alcanzará su régimen productivo de 140 mil toneladas por día en el año 2025

Daniela Tapia

Es un viaje al centro de la tierra. Y allí asoman oficinas, áreas de sondaje, un casino y hasta estacionamientos para los buses, todo en medio del febril movimiento de trabajadores.

La evocación de Julio Verne no es antojadiza, porque 250 metros bajo el imponente rajo de la mina Chuquicamata, crece y se desarrolla un nuevo mundo.

Con una inversión de pre-producción del orden de US$ 4.000 millones, un máximo de 3.000 trabajadores durante la fase de construcción y centenas de kilómetros de túneles, piques y chimeneas de ventilación, surge el proyecto Mina Chuquicamata Subterránea. Uno de los proyectos estructurales de Codelco que busca transformar a la mina de rajo abierto más grande del mundo en una gigantesca operación subterránea, que permitirá explotar los recursos remanentes bajo el actual yacimiento de Chuquicamata.

La actual mina en superficie, popularmente conocida como “Chuqui”, suma casi cien años de explotación. Pero tiene los días contados. En los últimos 12 años se han realizado labores de exploración geológica (más de 15 kilómetros de túneles y 170 kilómetros de sondajes), para dar vida al imponente proyecto subterráneo, que pretende continuar con el generoso aporte de recursos para el país que ha entregado Chuqui en el último tiempo.

Obras bajo tierra

En 2011 el proyecto consiguió la aprobación de fondos de inversión para la construcción de las obras tempranas. Tales labores corresponden a una parte de la infraestructura principal del proyecto (túneles de acceso, transporte de mineral, obras de interior mina, dos túneles de inyección de aire y un pique de extracción de aire para el sistema de ventilación), las cuales se encuentran en ejecución con distinto grado de avance.

En forma paralela, se desarrolló la ingeniería básica o de factibilidad del proyecto minero, la que concluyó en diciembre de 2012 y constituye la base para solicitar los fondos para la construcción del 75% de obras restantes y poder iniciar su explotación en 2019.

Este proceso fue desarrollado por un equipo multidisciplinario, donde la empresa de ingeniería Hatch tuvo una participación activa, mientras que algunas de las especialidades mineras como planificación, geomecánica, diseño minero y ventilación, fueron abordadas con recursos propios del equipo de la Vicepresidencia de Proyectos de Codelco (VP) de la cuprífera estatal.

Entre las obras tempranas figuran los túneles de acceso y transporte de mineral que, una vez finalizados, tendrán longitudes de 7,5 kilómetros (sección 9,3 x 6,2 metros) y 6,5 kilómetros (sección 8,7 x 5,9 metros), respectivamente.

De acuerdo a Patricio Adriasola, gerente Desarrollo Minería Subterránea de la División Chuquicamata, a la fecha, los túneles ya han sobrepasado los 1,5 kilómetros de avance cada uno.

“También se están desarrollando dos túneles de inyección de aire de 4,5 kilómetros de longitud (sección 10,7 x 8,0 metros), los que presentan un avance superior a los 600 metros cada uno actualmente”, agrega el ejecutivo.

Otra de las obras de infraestructura corresponde a un pique de ventilación para la extracción de aire, de 11 metros de diámetro libre (post hormigonado) y 970 metros de profundidad, obra que está en su fase inicial de construcción, con un avance acumulado de 20 metros -tramo denominado brocal-, el que se está fortificando y hormigonando.

Asimismo, otras construcciones que se están ejecutando por parte de la Vicepresidencia de Proyectos son las obras de interior mina, que están conformadas por varias rampas de diferentes secciones, con distintos grados de avance a la fecha.

Los túneles de acceso, transporte y obras de interior mina están siendo desarrollados por la empresa italiana Astaldi; los túneles de inyección de aire los está construyendo el consorcio español Acciona Ossa; y las obras del pique de extracción de aire están a cargo del consorcio AME, formado por las empresas Aveng Grinaker de Sudáfrica y la chilena Mas Errázuriz.

Dadas las características del yacimiento y los estudios desarrollados durante las diferentes fases de ingeniería, se optó por aplicar el método de explotación por hundimiento “Block Caving”.

“La experiencia de Codelco en este tipo de métodos permitió definir la aplicación de la variante de extracción por macrobloques, sistema que permite independizar las labores de preparación del proceso de producción, minimizando las interferencias y haciendo más productivo el método”, explica Adriasola.

Tecnologías y equipos

Uno de los aspectos relevantes en la construcción del proyecto es la utilización de diversas e innovadoras tecnologías. Prueba de ello, es el uso de jumbos de avance frontal de dos y tres brazos para la perforación, los que son controlados computacionalmente a través del sistema de control RCS (Rig Control System, por su sigla en inglés), lo que asegura precisión y velocidad en la tarea.

En la fortificación con shotcrete (hormigón proyectado), también se utilizan equipos robotizados que minimizan la exposición humana a los riesgos propios de este tipo de actividad.

“Para la etapa de producción se ha considerado el uso de equipos de carga, transporte y descarga LHD, los que serán del tipo semiautónomo, es decir sin operador a bordo, lo que permitirá que el traslado y vaciado del mineral sean automáticos y sólo el carguío del mineral sea asistido a distancia por personas ubicadas en el Centro Integrado de Operación y Gestión (CIO&G), que estará en superficie, en el barrio industrial”, indica el ejecutivo.

La operación de la mina será monitoreada y controlada desde este lugar. Además, todos los equipos móviles consideran sistemas de detección de presencia y proximidad de personas y/u otros equipos, disminuyendo el riesgo de accidentes.

Plazos e hitos del proyecto

La explotación a rajo abierto de Chuquicamata está considerada hasta fines de 2019, sin embargo, la alimentación a planta con minerales provenientes del rajo se mantendrá hasta 2021, gracias a un stock que se formará en superficie, entre 2015 y 2019.

“Lo anterior implica, aproximadamente, un año de coexistencia entre la operación actual a rajo abierto y la futura operación subterránea. Para esto, la mina subterránea comenzará su operación por la parte central del yacimiento, en tanto que, en su etapa final, la mina a rajo abierto lo hará por el extremo norte del mismo.

Además, contaremos con un sistema de monitoreo permanente que nos indicará el avance de la subsidencia generada por la mina subterránea, a fin de anticipar cualquier interferencia con el rajo”, manifiesta Adriasola.

Gracias a los avances ejecutados, el gerente de Desarrollo Minería Subterránea de la División, destaca que los principales hitos de éste tienen relación con el inicio de las obras tempranas, lo que se cumplió de acuerdo a lo planificado.

“El próximo hito importante es la aprobación del proyecto minero que permitirá financiar el término de las obras tempranas y la construcción de la mina subterránea, lo que se espera que ocurra entre fines del presente año y el primer trimestre de 2014. Más adelante, el hito más importante del proyecto será el inicio de la puesta en marcha, lo que debiera ocurrir durante el primer semestre de 2019”, plantea el ejecutivo.

Si bien la capacidad instalada de la actual planta concentradora es del orden de 180 mil toneladas por día (tpd) de mineral, el proyecto por diseño permite alimentar como promedio 140 mil toneladas diarias de mineral cuando esté en régimen, lo que debería ocurrir aproximadamente en 2025, es decir, siete años después de la puesta en marcha (denominado ramp-up).

“Esto constituye un ritmo de producción de los más grandes a nivel mundial. Pensar en un mayor aporte pasa primero por ver el funcionamiento de los distintos sistemas que hemos diseñado y que componen las diferentes operaciones de la mina subterránea. Posteriormente, iniciar un proceso de optimización durante el período de ramp-up que permita asegurar las producciones comprometidas durante esta fase. Por esto y por ahora, no se han realizado estudios sustentables de un potencial mayor crecimiento”, aclara Adriasola.

Desafíos

Lograr una adecuada transición de la actual operación a rajo abierto a una explotación de minería subterránea es uno de los grandes desafíos del proyecto. Y alcanzar en una sola etapa el nivel de producción de régimen de 140 mil toneladas de mineral por día en un período de siete años, lo que no ha sido realizado nunca antes para una operación subterránea.

Sin embargo, el cambio cultural y el reclutamiento de personal calificado será otro de los retos importantes que la división deberá enfrentar.

En cuanto a las lecciones aprendidas, Adriasola comenta que una de éstas fue cómo mantener en el tiempo los equipos de trabajo, la trazabilidad y respaldo de la información, ya que los profesionales que se requieren no siempre están disponibles en el mercado, por lo que se debe realizar un programa de formación, capacitación y administración de los talentos muy intensivo, que permita administrar y no perder el conocimiento técnico adquirido (know-how).

“También debemos mencionar la creación de un plan de desarrollo de mercado, para poder contar con empresas de ingeniería y de proveedores, tanto en el ámbito internacional como nacional y regional, que estén capacitadas para desarrollar proyectos de tan larga duración (en este caso, significa o equivale aproximadamente al 55% de la vida profesional de un ingeniero)”, explica el ejecutivo.

Otro tema relevante para proyectos de este tipo, de acuerdo a Adriasola, es la creación de un plan estratégico de incorporación de tecnología de vanguardia, considerando conceptos de flexibilidad en los diseños, para que se pueda incorporar la tecnología que va siendo validada a través del tiempo.

Hatch: factibilidad e ingeniería

Desde noviembre del año 2009 hasta diciembre del 2012, la etapa de factibilidad del Proyecto Mina Chuquicamata Subterránea fue desarrollada por la empresa Hatch, la que se dividió en dos etapas: Ingeniería de Valor e Ingeniería Básica.

A partir de enero del presente año, Hatch asumió la ingeniería de enlace, etapa que finalizará en septiembre del 2013. “Su objetivo consistió en definir los procesos productivos, con su requerimiento de infraestructura, sustentabilidad, servicios y suministros, con el propósito de determinar el monto de la inversión del proyecto, sus costos operacionales, la programación de sus obras y el tratamiento de sus riesgos asociados”, explica Gonzalo Gaete, Project Manager-Hatch del Proyecto Chuquicamata Subterránea.

El trabajo se dividió en seis áreas: Excavaciones y obras de infraestructura permanentes iniciales; Proyecto minero; Infraestructura permanente; Servicios y suministros; Sustentabilidad; e Ingeniería económica y estudios transversales.

“Los próximos desafíos que enfrenta el proyecto tienen relación con el aseguramiento de la calidad, plazos y costos de su construcción junto con su puesta en marcha y con la preparación del personal que operará la mina”, adelanta Gaete.