El Layout

El primer paso del diseño de una planta minera es el layout, es decir la disposición de los equipos y estructuras que conforman la instalación. En un mundo ideal -o mejor dicho, en el mundo antiguo-, el layout era lo primero que se congelaba, siguiendo las restantes disciplinas su trabajo bajo esa guía inamovible. Hoy, la velocidad y dinamismo de los proyectos hace que el layout sea un ente vivo que se construye, destruye y reconstruye en la medida que va apareciendo información oficial de los equipos (la siempre polémica “información vendor”), o que el proyecto decide, por ejemplo, que una tolva debe aumentar en un 30% su capacidad.

Si bien el layout del proyecto es responsabilidad de la disciplina mecánica, el grupo de estructuras tiene dos instancias clave de participación: el aporte temprano en la estructuración, de tal modo que a la mitad del proyecto no nos demos cuenta que las columnas de 80 debieron ser de 140; y la inclusión de detalles asociados a equipos, que pueden pausar la fabricación de cientos de toneladas de acero, porque no ha llegado un plano vendor de la República Checa con la disposición de anclajes. En ambos casos, la solución es la misma: una equilibrada dosis de riesgo y mesura. Podemos estimar cargas y amplificarlas un poco, pero no podemos asumir como fija la configuración del soporte de un equipo, pues muy probablemente, el revisor sísmico la cambie (más sobre eso más adelante).


El Diseño Estructural

Hoy, los desafíos del diseño estructural propiamente tal, para plantas mineras, consisten en la certeza de la información y la aplicación de estándares de diseño a estructuras que difícilmente son lo que tenía en mente el comité de una Asociación Americana cuando redactó la norma.

A continuación, sólo una breve explicación de estos temas, los cuales han sido tratados en detalle -y con maestría- en diversas publicaciones de Ramón Montecinos.

• En el entorno acelerado de los proyectos de hoy, un determinado equipo puede cambiar en 2 ó 3 veces su tamaño durante el desarrollo del diseño; una tolva (cuyo contenido tiene una densidad que puede ir entre 2 y 3 t/m³) puede cambiar su tamaño o nivel de llenado previsto, o una sala eléctrica puede necesitar en último momento un segundo piso con 1.500 kg/m². En este contexto, ¿cuándo prediseñamos en una servilleta y cuándo hacemos un modelo de placas con resortes? La respuesta parece ser: lo primero durante el 90% del proyecto, y lo segundo cuando quedando un mes para empezar a cortar fierros, nos damos cuenta que nos sobran 5.000 m³ de hormigón respecto al presupuesto.

• En una planta concentradora no es raro obtener columnas de acero de 2 metros, o muros de 4 metros de espesor. ¿Aplican en este caso las expresiones de pandeo flexotorsional del AISC, o las restricciones del Capítulo 21 del ACI318? Entre ingenieros, sin duda acordaremos que prevalece el buen criterio sobre las fórmulas… pero ¿qué pasa cuando nos audite una empresa danesa, o peor aún, si algún día nos vemos sometidos a un peritaje judicial?


La Externalización

Las estructuras de un proyecto de varios miles de millones de dólares no pueden ser diseñadas por un equipo de 20 personas en un año. El detallamiento de armaduras y acero por externos es la práctica habitual hace años, lo cual no implica que no se mantenga exactamente el mismo desafío: con el ritmo al que estamos sometidos ahora, ¿cómo hacer para que el ingeniero que diseñó una estructura revise el diseño de las conexiones hecho en Concepción 6 meses después que entregó su memoria de cálculo, o que los empalmes de los fierros del 36 que puso en su fundación de 4 metros de profundidad estén bien detallados, si cuando ese detallamiento se hizo quizás esté en otro proyecto o incluso en otra empresa? ¿Se puede revisar todo? A lo anterior se suma la aparición reciente de centros de ejecución de diseño de las propias empresas de ingeniería en otros países, lo que abre todo un nuevo abanico de desafíos: ya no sólo debemos confiar en que la Maestranza que ha hecho 20 proyectos con nosotros diseñe bien las conexiones, sino que, además, un grupo de estructurales en Filipinas aplique correctamente las prescripciones de la 2369 mientras nosotros dormimos.

Esta estrategia -con distintos nombres, pero similar funcionamiento en las grandes empresas- llegó para quedarse, y tendremos que inventar formas de conversar una estructuración no sobre un café, sino sobre la “nube”.


La Revisión Sísmica

La norma 2369 y sus requisitos de revisión sísmica ya tienen 10 años; sin embargo, el entendimiento y aplicación en proyectos mineros aún no son totales. En este aspecto podemos distinguir dos grandes áreas:

• La revisión del diseño estructural: es quizás lo más simple, debido a que conversamos entre colegas. Sin embargo, de no ser bien llevada, puede traer problemas de plazo y retrabajo, en un entorno en que rehacer una columna de acero cuesta más que el total de los honorarios del consultor. Aquí es clave la incorporación temprana del revisor, de manera de discutir la estructuración, parámetros y criterios principales antes que el ingeniero siquiera encienda el computador. De hacerse así, la revisión formal de planos pasa a ser -mayoritariamente- un trámite que no afecta al proyecto. La revisión tardía, aquella en que los planos son enviados a un revisor ajeno al proyecto una vez que fueron emitidos para construcción, siempre trae problemas, pues invariablemente aparecerá algo que modificar, cuando probablemente ya haya acero cortado u hormigón vertido.

• Revisión sísmica de equipos: acá debemos tratar con ingenieros de otras especialidades, y con proveedores internacionales que no conocen, no comprenden o simplemente no quieren entender la necesidad de la revisión sísmica de un equipo. En este punto es vital la definición lo más temprana y explícita de este requisito, pues normalmente las especificaciones de compra del equipo sólo dicen -en una línea en la página 78- que “el equipo debe cumplir con NCh. 2369”. La demora en la certificación de equipos, o peor aún, la aparición tardía de modificaciones como producto de la revisión puede complicar, y complica frecuentemente, los plazos de diseño de las fundaciones y estructuras metálicas que los soportan.

En términos generales, el cuerpo de revisores sísmicos de nuestra industria es excelente, constituyendo usualmente un aporte tanto en la revisión en sí como en aspectos que a veces superan su alcance, como es un buen consejo a la hora de estructurar o considerar un determinado criterio de carga. No obstante, es lamentable constatar que, quizás, gracias a la gran demanda del mercado, aparecen revisores sin duda brillantes, respaldados por los más altos grados académicos, pero que no tienen experiencia en diseño y que, por tanto, exigen incluir en la memoria de cálculo el chequeo detallado de un arriostramiento de acuerdo a un párrafo escondido del Seismic Provisions, sin tener la experiencia necesaria para saber si debe o no diagonalizarse el paño en cuestión.