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Chancadores Primarios Fijos y
Estanques de Acero en la Minería
Fuente: Ingeniero civil estructural Patricio Pineda Nalli/ AICE

Los chancadores primarios consisten en elementos de hormigón armado, cuyas estructuras están sometidas a fuerzas de gran escala, con dimensiones mayores a las estructuras típicas, debiendo ser diseñados por especialistas. Los tanques verticales de acero almacenan líquidos peligrosos y a veces presentan fallas recurrentes por terremotos, por lo que permanecen con daños operativos o menores después de estos. Estas estructuras operan fundamentalmente en instalaciones mineras e industriales.

Chancadores Primarios Fijos


El chancador primario es un equipo que realiza el primer proceso de reducción de tamaño de las rocas de material mineralizado extraído de la mina, el cual se ubica al interior de la estructura o edificio de “chancado primario”, que es una de las principales instalaciones en el proceso de un proyecto minero. Luego de extraer el mineral desde la mina, éste se transporta por camiones al chancado primario y, posteriormente, al edificio de acopio de mineral grueso para continuar con el proceso minero.

El edificio de chancado primario consiste en una estructura de gran altura (40 m), sección rectangular (15 m x 30 m), compuesta por muros (em 1.5 m), losas (eL(inferior) 2.5 m, eL (superiores) 1.3 m) y vigas de hormigón armado. Esta estructura, generalmente, se encuentra confinada en todos sus muros y puede ubicarse al interior de una excavación en roca o rodeada de material geotécnico de diferentes características, según su distribución en altura. Por esta razón, los empujes del terreno son aspectos importantes a considerar en el análisis, siendo necesaria la participación de un ingeniero geotécnico con experiencia en minería para la determinación de los empujes estáticos, sísmicos y parámetros de diseño.


Estanques de acero


Los grandes estanques verticales cilíndricos de acero apoyados directamente en el suelo con el fondo plano, anclados y no anclados, son las estructuras más utilizadas para el almacenamiento de líquidos. El diseño sísmico de estanques ubicados en zonas epicentrales es crítico, debido a su importancia y la naturaleza a veces peligrosa de su contenido.

Las fallas sísmicas son frecuentes y la forma más común es la llamada “pata de elefante”, que se produce en las planchas inferiores del manto del estanque. En proyectos mineros e industriales se utilizan para almacenar diferentes tipos de líquidos, tales como: agua potable, ácido sulfúrico y petróleo. Por su importancia y vulnerabilidad sísmica, eventuales fallas o colapsos, pueden generar detenciones prolongadas en la operación de las plantas de proceso, con altos costos derivados de la interrupción de la producción.

Las dimensiones comunes son: diámetros de 3 a 70 m, alturas de 4 a 20 m y espesores de planchas del manto de 6 a 12 mm. Debido a los grandes volúmenes de líquidos almacenados, las cargas sísmicas controlan el diseño de los estanques; actualmente la norma chilena NCh2369.Of2003 entrega recomendaciones para su análisis y el diseño se efectúa a través de las normas API 650 Apéndice E (Petróleo), AWWA, D100 (Agua), NZSEE (cualquier tipo de líquido). Además se deben evaluar los asentamientos diferenciales y la interacción suelo-estructura, que tiene impacto en reducciones considerables de los coeficientes sísmicos.


Conclusiones


Por no haber normas de diseño para los elementos estructurales de grandes dimensiones que componen los chancadores primarios, el análisis y diseño estructural debe ser realizado por ingenieros de vasta experiencia, que sean capaces de adaptar las recomendaciones del código ACI 318 (American Concrete Institute) de uso común para diseño en hormigón armado y otras metodologías especiales. Estas estructuras no han presentado fallas durante sismos severos en zonas mineras del norte de Chile en la última década, especialmente después del sismo del 27 de febrero de 2010.

Los estanques ubicados en zonas mineras e industriales han tenido buen comportamiento estructural ante sismos severos, especialmente luego del sismo del 27 de febrero de 2010. El uso de anclajes en estanques de acero ha sido materia de gran controversia internacional y entre diseñadores chilenos. Sin embargo, la mayoría de los estanques estaban anclados durante el sismo de 2010 y no se detectaron fallas importantes en estanques correctamente diseñados.

Enero 2013
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