JRI INGENIERÍA y AVEVA EN CHILE - JUNTOS EN EL PROYECTO RAJO INCA, MUCHO MÁS QUE UN PROYECTO MINERO
Por: Mario González G. Especialista Líder Implementación BIM- JRI ingeniería S.A.
“La implementación del Proyecto Rajo Inca es un paso decisivo para la continuidad de la División El Salvador de Codelco Chile y, además, tiene el valor agregado de dar una proyección de futuro a la ciudad de El Salvador por más de 43 años, lo que entrega tranquilidad a los trabajadores y sus familias que habitan en este lejano poblado, inserto en un medio tan hostil, como lo es el sur del desierto de Atacama”
INTRODUCCIÓN
La División Salvador de Codelco Chile, se encuentra a ubicada al Norte de Chile en la Región de Atacama, a 1.010 Km de Santiago y a una altura de 2.600 m.s.n.m. La mina, denominada Indio Muerto, así como las instalaciones de procesamiento inicialmente fueron propiedad de la compañía norteamericana Andes Mining, la que inició sus operaciones en el año 1959.
Cercana a la planta de procesamiento se encuentra la ciudad de El Salvador, cuyo asentamiento se remonta también a la época de inicio de las operaciones, hace 61 años. Esta ciudad provee la infraestructura necesaria para albergar viviendas y servicios requeridos para las necesidades de 10.000 personas cuya vida está vinculada estrechamente a la actividad productiva de esta faena minera.
Ante el evidente agotamiento de las reservas de la mina subterránea y la posibilidad cierta del cierre de División Salvador, lo cual afectaría inevitablemente a la ciudad de El Salvador, Codelco decidió ejecutar el Proyecto Rajo Inca el cual permitirá dar continuidad operacional a la División Salvador y extender su vida útil en más de 40 años, mediante la explotación a rajo abierto de los recursos remanentes del yacimiento principal Indio Muerto, explotado desde su inicio por vía subterránea.
Codelco depositó su confianza en la ingeniería nacional, siendo JRI Ingeniería quien ha desarrollado todos los estudios iniciales y posteriormente todas las etapas de ingeniería multidisciplinaria. JRI está desarrollando el Proyecto Rajo Inca desde el año 2015 y en la actualidad está finalizando la etapa de Ingeniería de Detalles. Cabe considerar que la Ingeniería de Detalles ha sido desarrollada entre los años 2019 y 2021, con un equipo permanente superior a 170 profesionales de todas las especialidades de ingeniería y con condiciones complejas para su realización debido a las restricciones sanitarias impuestas por la pandemia Covid-19.
EL RETO TÉCNICO
JRI asume el desafío en abril del año 2019 de realizar el proyecto de ingeniería de detalles más importante de su historia, el cual que permitirá ejecutar la modernización de una División completa de Codelco, reacondicionando las instalaciones de la Planta Concentradora de El Salvador, realizando mejoras en el transporte de relaves hacia el Depósito Pampa Austral, ubicado a unos 50 km de la planta y cercano a la ciudad de Diego de Almagro, e incluyendo el reacondicionamiento parcial de las instalaciones en la Planta de Tratamiento de Minerales Oxidados.
De acuerdo a los requerimientos solicitados por Codelco, el proyecto debía ejecutarse íntegramente con la metodología Building Information Modeling (BIM), aplicando dicha metodología en todos los sectores que fuesen intervenidos por la ingeniería. Adicionalmente, también ha sido requisito por parte del mandante Codelco, realizar la integración de la metodología AWP (Advanced Work Package) de manera de generar los CWP a la estrategia del proyecto, la cual en conjunto con el plan de ejecución integrarán los recursos necesarios, los entregables de ingeniería y los suministros requeridos en la etapa de construcción de todas las áreas del proyecto.
EL DESARROLLO DE LA SOLUCIÓN
Bien es sabido que la palabra clave para BIM es la “integración”, ya que para este tipo de proyectos la información se obtiene de fuentes diversas, ya sea de nuevos levantamientos de instalaciones existentes, planos antiguos, información histórica como de antecedentes digitales de equipos suministrados por proveedores.
Dado lo anterior, y teniendo en cuenta la antigüedad de las instalaciones, la poca información disponible y por ende carente de actualización, fue necesario realizar un completo levantamiento de láser, en 3 dimensiones, de las instalaciones existentes, de manera de obtener una nube de puntos que reflejase la realidad actual de las instalaciones, su estado de conservación y sus posibilidades reales de prolongar su vida útil Una vez ejecutada esta labor, se confeccionó un modelo tridimensional de referencia sobre una base de softwares externos a AVEVA, la que fue ajustada y complementada con la información de antiguos planos de ejecución manual, obteniendo así un base fiable sobre la cual se debían implementar las modificaciones de diseño definidas en la etapa de factibilidad.
JRI posee como plataforma de diseño estándar, el software AVEVA EveryThing3D (E3D), potente herramienta de última generación y especializada en el diseño de plantas industriales, la cual se integra en forma directa con la Plataforma AVEVA Net y el Software utilitario AVEVA ERM dispuestos en las oficinas centrales de Codelco.
En lo referente al diseño de obras civiles, JRI utiliza softwares específicos para manejo de topografía de plena consistencias a los lineamientos exigidos por BIM. Mediante estas herramientas se desarrollan los movimientos de tierra, caminos, canales de conducción y otras obras necesarias. Los atributos y el contenido de sus campos incluidos por los diseñadores civiles, son exportables junto con la geometría a un formato IFC, desde el cual pueden ser transferidos íntegramente al modelo principal ejecutado en AVEVA E3D, logrando de esta manera el objetivo de un modelo centralizado con su contenido basado 100% en modelación inteligente.
Dada la extensión del proyecto con instalaciones industriales que se encuentran separadas por grandes distancias, JRI definió abordar el diseño en un único modelo, el cual fue subdividido en tres grandes áreas, planta de sulfuros planta de óxidos y depósito de relaves, las cuales han sido desarrolladas por la ingeniería en forma individual, pero que cada vez que se requiere se integran a través de aplicaciones de visualización, lo que permite al cliente y equipo de trabajo, disponer de un panorama global e integrado del diseño en ejecución.
LA PLANTA CONCENTRADORA SULFUROS
Sin duda el corazón del proceso del Proyecto Rajo Inca es la planta concentradora, un antiguo edificio cubierto de estructuras metálicas que alberga actualmente las dos etapas de molienda, las celdas de flotación primaria, limpieza y remolienda de concentrados.
Dada la antigüedad de las instalaciones, a gran parte de los equipos existentes ha sido necesario realizarles un reacondicionamiento (overhaul) de manera de dejarlos en condiciones óptimas para operar en los siguientes años. También ha sido necesario incorporar nuevos equipos con una tecnología más avanzada específicamente en las áreas de flotación y remolienda de manera de mejorar las recuperaciones y cumplir con los aumentos de producción necesarios. Es relevante señalar, que esta área incluye entre las obras, una ampliación de la capacidad de la planta de filtrado de concentrado de cobre y un completo rediseño de la planta de procesamiento de Molibdenita, las cual será reconstruida en su totalidad, incluyendo nuevos y modernos equipos y un nuevo edificio que albergará la mayoría de las instalaciones.
El modelo digital de la planta fue concebido a partir de una nube puntos para su posterior modelamiento, para lo cual fue necesario generar un complejo proceso de depuración que permitiera el manejo de gran cantidad de información. En esta etapa ha sido necesario incorporar y definir nuevos flujos y equipamientos que deben ser integrados al proceso actual, para esto, JRI empleó AVEVA P&ID, que permite relacionar el proceso con el sistema de control de manera inteligente, posibilitando, además, la conexión en forma directa de los Diagramas P&ID con el modelo BIM, lo cual es, sin duda, una ventaja fundamental a la hora de la búsqueda de información para los futuros operadores de la planta.
Dado que todo el nuevo diseño incorporado en el modelo existente ha estado realizado en AVEVA E3D, Codelco exigió a los proveedores de equipos nacionales e internacionales que, adicionalmente a los planos certificados, se adjuntase los modelos 3D de todos los equipos suministrados de manera que estos fuesen incorporados en forma directa al modelo BIM de la planta, permitiendo así un ahorro sustancial en los tiempos de modelación
Imagen: Planta Molibdeno - Gentileza de JRI Ingeniería S.A.
Otra innovación que incorpora JRI en esta fase ingeniería, ha sido la inclusión en el modelo BIM, de la totalidad de los cables eléctricos y de control distribuidos en los ruteos de las escalerillas eléctricas desde las salas eléctricas o de control, hasta los motores y otros consumos requeridos por el diseño. Para esto fue necesario incorporar el modelo el módulo Cabling System, lo cual ha permitido identificar, rutear y cubicar todos los cables del proyecto, obteniendo así máxima precisión en la cantidad y largo de cada conductor, logrando así ahorros sustanciales y mínimos desperdicios. Es necesario destacar que, para esta nueva etapa, todo el sistema de control de las instalaciones de proceso en todas las áreas del proyecto estará centralizado en una nueva sala de control operativa denominada Sala CIOG, la cual se ubica en la ciudad del El Salvador y conectada a las operaciones, por medio de una línea de fibra óptica.
UNA CONDUCCIÓN DE RELAVES DE 46 KM
Un punto relevante del diseño ha sido abordar el diseño de una conducción de relaves desde la planta concentradora hasta la presa de relaves Pampa Austral. Por primera vez JRI desarrolla el diseño de 46 Km de una conducción hidráulica aplicando la metodología BIM.
El diseño ejecutado comprende un tramo de 23 Km en canal abierto, para luego introducir el relave en una tubería de HDPE que conduce el fluido hasta su destino final en la presa, recorriendo una distancia aproximada de 46 Km.
A lo largo de toda la conducción se diseñaron las obras necesarias para realizar el control del flujo, obras de cruces, cajones de distribución, transiciones, etc. definiendo en cada caso, la materialidad y el dimensionamiento de necesario para todo el trayecto, hasta su llegada para realizar la distribución y descarga final en el depósito.
LA PRESA DE RELAVES
Ubicada a unos 15 Km de la ciudad de Diego de Almagro, se encuentra la Presa de Relaves Pampa Austral, donde se depositan actualmente los estériles desechados por el proceso en obtención del concentrado de Cu. Dado el aumento de producción que incorpora la planta, ha sido necesario realizar un conjunto de modificaciones y mejoras que permitirán optimizar las conducciones y distribución interna de los relaves en el depósito. Adicionalmente, se contempló el aumento de la altura de los muros existentes, incorporando a la vez nuevos sistemas para la captación y recuperación de aguas. El proyecto también contempla la incorporación de tres nuevas estaciones de impulsión para el manejo y distribución de los relaves hacia otras zonas de la presa, para lo cual se ha diseñado una red de ramales y derivaciones de tuberías de HDPE, que permiten distribuir los flujos hasta los nuevos puntos de descarga.
En acuerdo a los requerimientos de Codelco, el proyecto ha tenido como eje central del diseño, el aumento la optimización de los niveles de seguridad de la presa existente, incorporando tecnología y nuevas obras que permitan un control de excelencia de las futuras operaciones.
Tanto para las obras civiles ejecutadas en la conducción de relaves como para el diseño de las obras en la presa, JRI ha utilizado softwares específicos para manejo de topográfico en plena consistencias a los lineamientos requeridos por BIM. Es con estas herramientas que JRI se desarrolla los movimientos de tierra, caminos, canales de conducción y otras obras necesarias. Los atributos y el contenido de sus campos incluidos por los diseñadores civiles, son exportables junto con la geometría a un formato IFC, desde el cual pueden ser transferidos íntegramente al modelo principal desarrollado en AVEVA E3D, logrando de esta manera, el objetivo de obtener un modelo centralizado con un contenido de data 100% inteligente.
LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE MINERALES ÓXIDADOS
Otro aspecto interesante abordado por el proyecto, corresponde a las mejoras incorporadas en planta de tratamiento de óxidos. Estas instalaciones datan del año 1994 y procesa actualmente un conjunto de minerales mixtos proveniente de otros sectores de la División.
El proyecto contempla el reemplazo del chancador primario, mejoras en el edificio existente, optimizaciones en la etapa de chancado secundario, y reacondicionamientos en la zona tanks farm y aglomeración.
La metodología de trabajo en esta zona ha sido similar a la empleada en la planta concentradora, es decir, toma de nube de puntos, modelamiento 3D e incorporación de nuevas instalaciones proyectadas utilizando la suite inteligente de AVEVA E3D.
LOS BENEFICIOS
JRI lleva más de 20 años implementando proyectos en maquetas inteligentes 3D para la minería, destacando importantes proyectos actualmente en operación en Codelco Chile, Minera Escondida, Anglo American, Minera Centinela, Minera Collahuasi, entre otros. Dicha implementación ha sido la base para el desarrollo de metodologías BIM, entendiendo como tales, la digitalización del proceso de diseño, programación de obras y constructibilidad. Los clientes de JRI reconocen el valor de crear un modelo digital, de manera de mejorar la productividad, reducir los riesgos asociados a la construcción, hasta alcanzar finalmente la puesta en servicio, lo cual permite, sin dudas, minimizar sobrecostos y asegura el cumplimiento de los plazos constructivos.
Para el caso del Proyecto Rajo Inca, ha sido relevante la decisión de Codelco de desarrollar su transformación digital, llevando adelante su ingeniería de detalles incorporando la metodología BIM y AWP , la cual sumada a la experiencia de JRI y el aporte tecnológico de AVEVA, han permitido que esta fase de ingeniería, se lleve a cabo con un modelo 3D centrado en la información y posterior construcción y cuyo desarrollo se ha llevado cabo en forma acelerada y precisa, lo cual prevé como resultado un costo de construcción controlado.
Finalmente, es necesario destacar que cada proyecto tiene un ciclo de vida de activos similar, comenzando con la definición y diseño de los requisitos del usuario antes de pasar al diseño de ingeniería, fabricación, construcción, operación y finalmente cierre y restauración. La diferencia con el uso de la metodología BIM, es que todo el proceso se encuentra digitalizado.
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Acerca de JRI INGENIERÍA S.A.
JRI Ingeniería S.A. es una empresa consultora de ingeniería multidisciplinaria para proyectos mineros e industriales. JRI se estableció en Santiago de Chile en el año 1982,desde entonces, su consistente éxito le ha traído un crecimiento sostenido, tanto en la cantidad como en la magnitud de los proyectos ejecutados, posicionándose como una de las consultoras más importantes dentro del mercado minero nacional.
JRI emplea más de 400 profesionales en sus oficinas en Chile y Perú y cuenta con historial envidiable de más de 3.000 proyectos ejecutados en todas las fases de ingeniería y en toda la cadena de valor de la industria minera.
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