viernes, julio 12, 2024

Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional

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La Gestión de Mantenimiento eléctrico basado en la excelencia operacional de una mina subterránea se fundamenta en el uso de tácticas básicas de mantenimiento que tiene como objetivo maximizar la producción, con costos eficientes de mantenimiento y enfocándose en la Seguridad de las personas. En las operaciones subterráneas el sistema eléctrico esta comprendido por 03 áreas operativas: Energía, Ventilación y Bombeo así mismo se debe tener en cuenta la importancia de contar instalaciones eléctricas seguras para los propios equipos y el personal que interactúa con los mismos.

I. OPERACIÓN DE MINA SUBTERRANEA

A. MINA MARCAPUNTA – SOCIEDAD MINERA EL BROCAL

En la Fig. 1 se muestra la operación de mina subterránea Marcapunta, el cual se tiene una producción diaria de 8000 TMS, cuyo método de minado es el uso de Taladros Largos. Concerniente a los servicios se cuenta con un sistema de bombeo con el uso de bombas sumergibles, el uso de ventiladores axiales de hasta 300,000 CFM y un sistema eléctrico en 4.16 kV el cual se tiene un consumo promedio de 5 MW.

Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 01
Fig.1 Mina Marcapunta – Sociedad Minera el Brocal

II. MANTENIMIENTO BASADO EXCELENCIA OPERACIONAL (MBEO)

A. OBJETIVOS:

En la Fig.02 se muestra los objetivos que busca el mantenimiento basado en la excelencia operacional lo cual se resume en lo siguiente: Disponibilidad, Confiabilidad, Técnicas, Costos y Riesgo.

Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 02
Fig.2 Objetivos – MBEO

B. PILARES

En la Fig.03, se muestra los pilares fundamentales del MBEO, las cuales son: MANTENIMIENTO, CONFIABILIDAD, OPERACIONES Y SEGURIDAD.

Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 03
Fig.3 Pilares MBEO

III. MANTENIMIENTO ELÉCTRICO MINA SUBTERRANEA

A. MANTENIMIENTO:

Se enfoca en la gestión de reparaciones y/o equipos stand by, para los equipos críticos de las operaciones. Para este caso se ha realizado mejoras en el sistema de bombeo, ya que las aguas acidas dañaban de forma prematura las bombas propias de la empresa, las cuales impactaban en la operación.

GESTIÓN DE REPARACIONES:

Se ha identificado una oportunidad de mejora en las reparaciones que se realizan vía logística Lima ya que, por costo, tiempo y confiabilidad, resulta mas económico y eficiente el uso de bombas sumergibles alquiladas.

En la Fig.4 se muestra la reducción de costos de mantenimiento, donde se pasa de 70k$ promedios mensuales de gasto en reparaciones a 22k$ mensuales del costo de alquiler de estas.

Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 04
Fig.4 Costos de Mantenimiento Sistema de Bombeo

En la Fig.5 se muestra la reducción de fallos de los equipos ya que, por el tema de acidez, las bombas alquiladas son de material INOX, dando como resultado mejor confiabilidad al sistema de bombeo.

Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 05
Fig.05 N° Fallos de Bombas sumergibles.

B. CONFIABILIDAD:

MANTENIMIENTOS PREVENTIVOS:

Se ha iniciado a ejecutar mantenimientos preventivos principalmente de las Subestaciones, enfocándonos en el cuidado y recuperación del aislamiento de los equipamientos eléctricos.

Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 06
Fig.06 Mantenimiento de Subestaciones Eléctricas.

MANTENIMIENTOS PREDICTIVOS:

Se han implementado inspecciones termográficas para las SSEE, Análisis de Aceite de transformadores y Pruebas VLF para los cables de los circuitos eléctricos principales de la mina subterranea.

Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 07
Fig.07 Inspecciones Termográficas

Realizando el análisis estadístico de fallos, se ha podido verificar que la tasa de fallas se ha reducido en el tiempo mientras se aumenta y utiliza los mantenimientos preventivos e inspecciones predictivas. Fig. 08.

Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 08
Fig.08 Fallas vs Preventivos/Predictivos

VENTANAS OPERATIVAS DE INTEGRIDAD (VOI):

Es la técnica de análisis de parámetros de operación de los principales activos en el tiempo, y el cual nos van a indicar el cambio del equipo antes de la falla.

Sistema de Bombeo: En la Fig.09 se muestra el diagrama del sistema de bombeo principal de la Unidad, donde cada mes se verifica los parámetros de corriente y caudal para verificar la eficiencia de los equipos y programar su cambio antes de la falla.

Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 09
Fig.09 Sistema de Bombeo Principal – Mina Subterránea

En la Fig.10 se muestra las VOI del sistema de Bombeo, donde se detecta la baja eficiencia de la Bomba 152 – Poza 934 por bajo caudal y se gestiona su cambio de forma inmediata.

Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 10
Fig.10 VOI – Sistema de Bombeo

Sistema de Ventilación: En la Fig.11 se muestra el diagrama del sistema de ventilación principal de la Unidad, y los datos de parámetros de operación de los mismos (Rodamiento, Vibración y Aislamiento), donde el cual se puede observar en el análisis programar el cambio urgente de los Ventilador Rb-04 y Rb16.

Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 11
Fig.11 VOI – Sistema de Ventilación.
Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 12
Fig.12 Cambio de Ventilador Rb-04

C. OPERACIÓN:

Se enfoca a la distribución de energía eléctrica para los equipos de perforación y servicios (bombas y ventiladores auxiliares), para lo cual se requiere realizar el montaje de nuevas Subestaciones Eléctricas y reforzamiento de los circuitos principales de energía.

PLANIFICACIÓN DEL SUMINISTRO DE ENERGÍA:

  • Corto Plazo: Se tiene como objetivo operativo la implementación de 01 Subestación por mes, esto con fines de poder cumplir con los parámetros de calidad de energía para los equipos. En la Fig. 13 se puede observar que en el 2022 se han implementado 12 Subestaciones nuevas para la Operación y en la Fig.12 se observa el aumento trimestral de nuevas Subestaciones de 1 a 3 por trimestre.
Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 13
Fig.13 Diagrama Unifilar 2022
Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 14
Fig.14 Subestaciones Nuevas 2021-2022
  • Largo Plazo: Se viene trabajando en la implementación de nuevos troncales de energía en 10.5 kV y potencia de 4MVA, según se muestra en la fig. 15.
Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 15
Fig.15 Nuevo Sistema 10.5 kV

D. SEGURIDAD:

Se enfoca en las inspecciones de las instalaciones de mantenimiento para poder calcular el nivel de riesgo inicial en base (frecuencia, severidad y ocurrencia) para poder determinar planes de acción que minimicen el riesgo inicial para el cuidado del personal y ambiente. En la fig. 16 se muestra el formato de mantenimiento basado en el riesgo.

Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 16
Fig.16 Mantenimiento Basado en el Riesgo.

MANTENIMIENTO BASADO EN EL RIESGO:

A continuación, se muestran mejoras por seguridad enfocadas en la gestión de mantenimiento basado en el riesgo:

  • Protección Diferencial 220 VAC: Se han implementado menekes con protección diferencial para todas las luminarias 200 V, en los tajos de producción. Fig. 17
Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 17
Fig.17 Menekes con protección diferencial.
  • Cables Pentapolares: Se han implementado el uso de cables pentapolares para las bombas sumergibles auxiliares y cumplir con la norma de seguridad en minería RM 308. Fig. 18.
Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 18
Fig.18 Cables pentapolares para bombas sumergibles
  • Matrices de Bloqueo: Se han implementado el uso de matrices de bloqueo para la identificación de todas las fuentes de energías de los equipos, ayudando a contar con un sistema de bloqueo más detallado y seguro. Fig. 19.
Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 19
Fig.19 Matrices de Bloqueo

E. COSTOS DE MANTENIMIENTO:

Utilizando estrategias de mantenimiento basados en la Excelencia operacional se han reducido los costos de mantenimiento de 750 k$/mensual a 570 k$/mensual en promedio desde el 2021 a la actualidad. Ver Fig. 20.

Gestión de mantenimiento eléctrico de mina subterránea basado en la excelencia operacional - Grafico 20
Fig. 20. Costos de Mantenimiento.

IV. CONCLUSIONES

La Gestión de Mantenimiento Basado en La Excelencia Operacional Aplicado para la UM El Brocal, nos dio como resultado la optimización de costos de mantenimiento y cumplir con la producción y seguridad. Utilizando técnicas de mantenimiento de forma práctica (bajo esfuerzo y alto impacto), como inspecciones predicitivas y rutas VOI para poder determinar estados de la maquina antes de la falla, así mismo no se deja de lado las mejoras de seguridad en las instalaciones eléctricas siendo este un pilar importante en la Gestión de Mantenimiento.

Por: Jhon Alex Rupay Huamán
Jefe Mantenimiento Eléctrico – Sociedad Minera El Brocal S.A.A

REFERENCIAS

[1] J.M. Juran , “Juran’s Quality Control Handbook”Fourth.
[2] American Society for Quality ( Statistics Division ) , “ Glossary and Tables for Statistical Quality Control”, Second Edition.
[3] Pedro Luiz de Oliveira Costa Neto , “ Estatística “, Editora Edgard Blücher.
[4] Case Studies in Reability and Maintence, “Wallace R Blischke”
[5] El Arte de Mantener “Rodrigo Pascual”


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