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UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS DEPARTAMENTO DE INGENIERIA INDUSTRIAL
DISEÑO DEL PROCESO DE VALORACIÓN DE RECURSOS MINEROS COMPRADOS POR ENAMI MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL INDUSTRIAL
GUILLERMO RODRÍGUEZ DONOSO
PROFESOR GUÍA: NICOLÁS JADUE MAJLUF
MIEMBROS DE LA COMISIÓN: HERNÁN CARDENAS HERMOSILLA MARIO MORALES PARRAGUE
SANTIAGO DE CHILE SEPTIEMBRE 2009
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RESUMEN DE LA MEMORIA PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO CIVIL INDUSTRIAL POR : GUILLERMO RODRÍGUEZ DONOSO FECHA : 14/09/2009 PROF.GUIA: SR. NICOLÁS JADUE MAJLUF
DISEÑO DEL PROCESO DE VALORIZACIÓN DE RECURSOS MINEROS COMPRADOS POR ENAMI La Empresa Nacional de Minería, ENAMI, tiene como principal función fomentar el desarrollo integral de la pequeña y mediana minería. Una de las formas es impulsando este desarrollo, disponiendo de instalaciones para la compra de minerales y productos mineros, su procesamiento y su colocación en el mercado internacional de metales refinados a precios de mercado. ENAMI posee 17 lugares donde se compra un promedio anual sobre 1.000 millones de dólares en minerales y productos mineros, denominados Poderes de Compra. Cada uno presenta diferencias en el proceso de compra por disponer de infraestructura y equipamiento distinto, en algunos casos condiciones artesanales no estandarizadas, lo que conlleva una serie de problemas en relación a la valoración de los minerales comprados. El presente trabajo de título tiene por objetivo incrementar la confiabilidad del proceso de compras de ENAMI, en todas sus instalaciones, homologando las mejores prácticas, trasparentando los procesos e incorporando la trazabilidad en éstos, lo que permite asegurar una mejor representatividad en el muestreo, mediante el cual, es posible identificar los contenidos de metales e impurezas, necesarios para valorizar el mineral. Para lograr los objetivos fue necesario identificar las mejores prácticas del mercado, para desarrollar un modelo a homologar en todos los Poderes de Compra, comparándolo con la situación actual y determinando la brecha de inversión necesaria. Luego se realizo un diseño del proceso integral de compras y por último, se dio el primer paso en el diseño de un sistema de control, al identificar los indicadores requeridos. El proceso de compras diseñado permitirá aumentar y estandarizar el nivel de servicio ofrecido por ENAMI, gracias al diseño esquemático del proceso de valoración de minerales y del equipamiento necesario propuesto para los Poderes de Compra, sustentado en el modelo de muestreo diseñado en base a la teoría de Pierre Gy, logrando de esta manera, incrementar la calidad de la relación comercial existente entre Productores Mineros y la empresa. Los cambios propuestos representan una inversión de 6,12 millones de dólares, el cual es inferior al 1% de las compras anuales que realiza ENAMI, por lo que no es significativa en comparación al gran monto al que el diseño impacta. Se recomienda finalmente la realización de una certificación integral de los procesos desarrollados, permitiendo concretar una homologación de los Poderes de Compra reconocida y aceptada por el sector minero. Además se propone la separación de la inversión en tres etapas correspondientes al 2009-2010-2011, dependiendo de la complejidad del cambio propuesto, la inversión y el impacto potencial esperado.
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Índice General
1.
Introducción ....................................................................................................................... 1 1.1. 1.2. 1.3. 1.4.
2.
Descripción y Justificación del Proyecto ........................................................................... 6 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6.
3.
Magnitud de los valores ........................................................................................ 6 Representatividad ................................................................................................. 9 Trazabilidad ........................................................................................................ 10 Seguridad y Control ............................................................................................ 12 Homologación ..................................................................................................... 12 General ............................................................................................................... 12
Objetivos .......................................................................................................................... 13 3.1. 3.2.
4.
Importancia de la minería en Chile y su historia................................................... 1 Antecedentes actuales del Sector Minero ............................................................ 2 Dependencia de la Pequeña y Mediana Minería de ENAMI ................................ 4 Antecedentes de ENAMI ...................................................................................... 4
Objetivo General ................................................................................................. 13 Objetivos Específicos ......................................................................................... 13
Metodología ..................................................................................................................... 13 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6.
Definir el Proyecto .............................................................................................. 13 Levantar la situación actual ................................................................................ 14 Desarrollo de un modelo ..................................................................................... 14 Identificar la brecha de inversión ........................................................................ 15 Diseñar el Proceso de Compra........................................................................... 15 Estructurar un esquema de control .................................................................... 15
5.
Alcances .......................................................................................................................... 16
6.
Resultados Esperados .................................................................................................... 16 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5.
7.
Marco Conceptual ........................................................................................................... 18 7.1.
8.
Representatividad ............................................................................................... 17 Trazabilidad ........................................................................................................ 17 Transparencia ..................................................................................................... 17 Homologación ..................................................................................................... 17 Seguridad de las muestras ................................................................................. 17
Teoría de Muestreo ............................................................................................ 18
Presentación de Resultados............................................................................................ 23 8.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.5.
Situación Actual de los Poderes de Compra ENAMI ......................................... 23 Determinación de las mejores prácticas ............................................................. 27 Brecha de inversión ............................................................................................ 39 Diseño del Proceso de Compra .......................................................................... 42 Esquema de control ............................................................................................ 66
3
9.
Conclusiones ................................................................................................................... 68 9.1. 9.2.
Conclusiones del trabajo realizado ..................................................................... 68 Recomendaciones para trabajos futuros ............................................................ 69
10.
Bibliografía ....................................................................................................................... 71
11.
Anexo A: Proceso estándar de valoración de lotes ENAMI ............................................ 72
12.
Anexo B: Procesos Productivos para la Extracción del Cobre ....................................... 73
13.
Anexo C: Procedimiento Cálculo Experimental de Diagramas de Muestreo .................. 76
14.
Anexo D: Diseño torres de muestreo .............................................................................. 78
15.
Anexo E: Diseño sala de secado y refino ........................................................................ 91
16.
Anexo F: Evaluación Recepción Minerales de Fundición Directa ................................... 94
17.
Anexo G: Levantamiento, Modelo y Brecha de Inversiones ........................................... 98
18.
Anexo H: Descripción de elementos de los diagramas de Roles ................................. 239
19.
Anexo I: Detalle de Diagramas de Roles ...................................................................... 240
Índice de Figuras Figura 1: Serie precio nominal del cobre ........................................................................................................................ 2 Figura 2: Inversión proyectada en Minería (Millones de US$) ........................................................................................ 3 Figura 3: Productos comprados en el 2006 .................................................................................................................... 7 Figura 4: Productos comprados en el 2007 .................................................................................................................... 7 Figura 5: Productos comprados en el 2008 .................................................................................................................... 7 Figura 6: Esquema compras y venta ENAMI .................................................................................................................. 8 Figura 7: Proveniencia Error del Sistema ....................................................................................................................... 9 Figura 8: Distribución Normal ........................................................................................................................................ 20 Figura 9: Distribución Normal (2) .................................................................................................................................. 20 Figura 10: Nomograma Pierre Gy ................................................................................................................................. 22 Figura 11: Productos comprados por Poder de Compra .............................................................................................. 23 Figura 12: Modelo de Observación ............................................................................................................................... 36 Figura 13: Modelo de Identificación .............................................................................................................................. 37 Figura 14: Brecha de Inversión ..................................................................................................................................... 42 Figura 15: Proceso de Compra Minerales de Concentración ....................................................................................... 43 Figura 16: Diagrama de Roles - Pesaje de Ingreso a Faena ........................................................................................ 45 Figura 17: Diagrama de Roles - Pesaje de Egreso de Faena ...................................................................................... 46 Figura 18: Diagrama de Roles - Recepción en Cancha Minerales Concentración ....................................................... 48 Figura 19: Diagrama de Roles - Secado de Muestras para Determinación de Humedad ............................................ 50 Figura 20: Diagrama de Roles - Chancado y Muestreo de Minerales de Concentración ............................................. 52 Figura 21: Diagrama de Roles - Secado de Muestras de Calidad ................................................................................ 54 Figura 22: Diagrama de Roles - Refino de Muestras .................................................................................................... 56 Figura 23: Proceso de Compra Minerales de Fundición Directa .................................................................................. 57 Figura 24: Diagrama de Roles - Recepción en Cancha de Tránsito ............................................................................. 59 Figura 25: Diagrama de Roles - Despacho de Minerales de Fundición Directa a Fundición ........................................ 61 Figura 26: Diagrama de Roles - Recepción de Minerales de Fundición Directa de Tránsito en Fundición .................. 62 Figura 27: Diagrama de Roles - Recepción en Cancha de Fundición .......................................................................... 64
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Figura 28: Diagrama de Roles - Chancado y Muestreo de Minerales de Fundición Directa ........................................ 66 Figura 29: Proceso de Muestreo ................................................................................................................................... 73 Figura 30: Proceso de extracción de cobre .................................................................................................................. 74 Figura 31: Estructura Torre de Muestreo Minerales de Concentración ........................................................................ 80 Figura 32: Nomograma Pierre Gy aplicado a Minerales de Concentración .................................................................. 81 Figura 33: Condiciones de Borde para un flujo de alimentación de 60 ton/h ................................................................ 82 Figura 34: Condiciones de Borde para un flujo de alimentación de 250 ton/h .............................................................. 83 Figura 35: Estructura Torre de Muestreo Minerales de Fundición Directa ................................................................... 86 Figura 36: Comparación de Constantes de Muestreo para Fundición Directa ............................................................. 87 Figura 37: Nomograma Pierre Gy aplicado a Minerales de Fundición Directa ............................................................. 88 Figura 38: Condiciones de Borde para un flujo de alimentación de 7 ton/h .................................................................. 89 Figura 39: Condiciones de Borde para un flujo de alimentación de 15 ton/h ................................................................ 90 Figura 40: Equipamiento Salas de Secado y Refino ..................................................................................................... 94 Figura 41: Levantamiento de Costos - Evaluación Minerales de Fundición Directa ..................................................... 96 Figura 42: Flujos de Costos por Alternativa .................................................................................................................. 98 Figura 43: Elementos de los Diagramas de Roles ...................................................................................................... 239
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1. Introducción 1.1.
Importancia de la minería en Chile y su historia
La historia de la minería en Chile, se remonta al siglo XVI donde la principal actividad era la explotación de lavaderos de oro, lo que constituía la industria minera de entonces. En el siglo XVII se inició la explotación de las primeras minas en el norte de Chile. Sin embargo, en el siglo XVIII hubo un profundo desapego respecto a la actividad minera, sorprende la poca utilización de los recursos mineros disponibles en su amplia cordillera. Sólo en el siglo XIX, se dio paso a un resurgimiento de la minería como producción clave, esta vez con descubrimientos que abrieron las puertas a los ciclos de la plata (Chañarcillo) y del carbón (Lota) y luego de la Guerra del Pacífico, al ciclo del salitre, proceso con el que Chile ingresó al siglo XX, marcado por la explotación del cobre a gran escala. La utilización del salitre para la creación de explosivos (nitrato) y el uso como fertilizante, junto al clima bélico existente durante el siglo XIX, determinaron una creciente demanda y precio de éste. Chile se transformó en el mayor productor de nitrato del mundo. Entre 1880 y 1930 las exportaciones salitreras constituyeron el área más importante de la economía chilena. Producto de la actividad minera, para 1920 el 44% de las inversiones necesarias para la conectividad del país se originó del salitre, manifestándose principalmente con la ampliación de la cobertura de ferrocarriles, y en general aportó al financiamiento de la infraestructura social y física. El desarrollo del salitre sintético trajo consigo la caída de la industria del salitre en Chile, dando paso a la explotación y desarrollo de la industria del cobre. Su principal expresión estuvo determinada por el aumento de la demanda mundial, debido al surgimiento de la industria eléctrica, la expansión de la construcción y el desarrollo tecnológico, que hizo rentable la explotación en gran escala de minerales con bajo contenido de cobre (menor a 2% de concentración). Así, en 1904 se iniciaron las faenas en El Teniente y en 1911 en Chuquicamata. Hay que destacar que durante la década de los 90, el sector minero mostró un gran dinamismo, resultado de una abundante inversión extranjera. El ingreso de capitales mineros llegó gracias a la riqueza de su subsuelo y a la estabilidad política, social y económica. La minería ha sido protagonista del alto y sostenido crecimiento que ha tenido la economía chilena en la última década. Pese a las crisis, el sector ha sostenido un crecimiento anual superior al crecimiento del PIB Nacional. Desde 1990 Chile ha triplicado su producción de cobre, llegando a aproximadamente 4,6 millones de toneladas métricas anuales. Esto ha significado que en estos últimos 12 años, Chile aumentó desde aproximadamente un 16% de su participación en la producción mundial de cobre a un 30% el año 2002. (www.minmineria.cl). 1
La minería por su parte, es causal directa del desarrollo y del aumento de la calidad de vida en sus alrededores. En las localidades con mayor dependencia del ingreso al sector minero se presenta una disminución de la desigualdad, aumento del nivel de ingresos per cápita por hogar, aumento en el nivel de educación y en salud. Es por ello que el desarrollo de la minería en Chile, potencia el crecimiento de las distintas localidades, ayudando a mejorar la calidad de vida de las personas. (Roberto Molina Moraga, Jorge Cantallopts Araya. 2008).
1.2.
Antecedentes actuales del Sector Minero
El escenario económico que se vive en el 2008, y que probablemente continuará afectando a la economía chilena durante el 2009, es de una crisis financiera internacional, que podría imposibilitar o postergar nuevas inversiones, detener proyectos en desarrollo y llevar a la quiebra a algunas compañías. Esto implica un aumento en la tasa de desempleo, menor crecimiento del país, inestabilidad política y económica, entre otros efectos. Durante el 2008, el sector minero ha visto caer el precio de sus metales, presentando durante ese mismo año una tendencia a la baja, donde se observó el menor promedio mensual de los últimos 3 años en Diciembre del 2008 con 139,34 centavos la libra. La serie de precios del cobre, desde enero de 2006 a enero de 2009, se aprecia en la Figura 1. El cobre por su parte representa el 56.51% de las exportaciones mineras en Chile, siendo el metal extraído más importante de la industria minera y por ende, de la economía nacional.
Ene-09
Nov-08
Jul-08
Sep-08
May-08
Ene-08
Mar-08
Nov-07
Jul-07
Sep-07
May-07
Ene-07
Mar-07
Nov-06
Jul-06
Sep-06
May-06
Ene-06
500 400 300 200 100 0 Mar-06
Precio
Precio Nominal Cobre Mensual (€/lb)
Fecha Figura 1: Serie precio nominal del cobre
El precio de largo plazo del cobre, que es susceptible de ser usado para la evaluación de proyectos en minería del cobre es: de 129-176 centavos la libra, en un escenario de crecimiento del consumo de 3,2% anual. Corresponde al precio que asegura la entrada de proyectos que cubran la demanda futura estimada, determinando el precio de equilibrio de largo plazo. (Erik Heimlich. 2008) COCHILCO usa 140-160-180 centavos la libra para proyectos del estado, es decir, proyectos de CODELCO y ENAMI. Es por ello, que un escenario con el precio del cobre superior al valor futuro estimado, implicaría un mayor desarrollo y/o producción de la minería, en especial de la pequeña y mediana minería, la cual es más elástica al factor precio.
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Según los estudios realizados por COCHILCO en agosto de 2008, analizando los proyectos que son factibles de acuerdo al precio futuro de los minerales, las inversiones en la industria minera durante el periodo 2008 – 2012 serán de alrededor de 21,6 miles de millones de dólares, de los cuales el oro y plata considera un valor de alrededor de 3.2 miles de millones de dólares, la distribución de las estimaciones se aprecia en la Figura 2. (Vicente Pérez Vidal. 2008). 2008 3.230
2009 4.811
2010 4.559
2011 3.393
2012 2.471
Total 18.464
CODELCO
1.623
1.364
1.454
1.768
1.946
8.155
Gran Minería Privada
1.384
3.265
3.050
1.625
525
9.849
223
182
55
0
0
460
204
145
50
0
0
399
Minería del Cobre
Mediana Minería Mediana Minería Privada ENAMI
Minería del Oro - Plata Inversión Total
19
37
5
0
0
61
90
520
550
975
1.000
3.135
3.320
5.331
5.109
4.368
3.471
21.599
Figura 2: Inversión proyectada en Minería (Millones de US$)
El aporte a la producción de cobre de las inversiones proyectadas para el periodo 2008 – 2012, se estima en 2,52 millones de toneladas de cobre fino en el año 2015, lo cual representa un crecimiento de 37,6% en la producción para ese año. Por cierto, las recientes turbulencias financieras mundiales obligan a monitorear de cerca el desarrollo de los proyectos que están en cartera o en desarrollo, pues éstos podrían verse afectados dependiendo de la profundidad de la crisis financiera. Al tratarse de proyectos de largo plazo, es muy probable que el panorama de inversiones y de producción en la gran minería no se vea afectado por la crisis, mientras que la pequeña y mediana minería serían los más afectados por la baja de precios, dando origen a la paralización de algunas faenas. En este contexto, ENAMI juega un rol fundamental en el apoyo a este sector, donde todas las inversiones desarrolladas por ENAMI van en directo apoyo a la Mediana y Pequeña Minería. Clasificación de la Minería en Chile En Chile, la minería del cobre se encuentra compartida entre empresas privadas y empresas del Estado. Adicionalmente se puede dividir en gran minería, mediana minería y pequeña minería. Marginalmente existe una minería artesanal con muy baja sustentabilidad y desarrollo. La Gran Minería: Las empresas que pertenecen a la Gran Minería, son todas aquellas empresas con una capacidad de exportación propia y con una explotación superior a los 8.000 toneladas de mineral al día. Estas empresas presentan alta tecnología y gestión en su operación, y representan sobre el 95% de la producción total de cobre. La Mediana Minería: Es el sector que explota entre 300 toneladas hasta 8.000 toneladas de mineral diario y presenta una limitada capacidad para exportar su producción.
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La Pequeña Minería: Se define como la actividad productora que se realiza en minas o plantas de beneficio de mineral, cuya producción en mina o capacidad de tratamiento en planta es menor de 300 toneladas por día, que disponen de una tecnología mínima y su gestión es familiar o con personal muy reducido. Minería Artesanal: Los pequeños mineros artesanales o pirquineros, son en su gran mayoría trabajadores independientes, organizados informalmente, para explotar pequeños yacimientos en mantos y vetas, generalmente de propiedad de terceros con escasa o ninguna mecanización o con elementos arrendados, generalmente comparten su actividad con agricultura y ganadería menor.
1.3.
Dependencia de la Pequeña y Mediana Minería de ENAMI
Si se considera que la Pequeña y Mediana Minería, desde un punto de vista tecnológico, dispone de mecanización y tecnología limitada, y dada su pequeña escala, sus costos de producción son superiores a los obtenidos por la Gran Minería, con una baja capacidad de participar directamente en el mercado internacional. Se puede afirmar que este sector es vulnerable a las fluctuaciones de precios de los metales y tiene limitadas posibilidades de inversión y adecuación a las demandas del mercado, por lo que requiere de las políticas de fomentos entregadas por ENAMI.
1.4.
Antecedentes de ENAMI
La Empresa Nacional de Minería (ENAMI) fue creada el 5 de abril de 1960 mediante la fusión de la Caja de Crédito y Fomento Minero (CACREMI) con su filial, la Empresa Nacional de Fundiciones (ENAF). ENAMI tiene por objetivo fomentar el desarrollo de la pequeña y mediana minería, brindando los servicios requeridos para acceder al mercado de metales refinados, en condiciones de competitividad. ENAMI es una Empresa de Fomento y Desarrollo de la Pequeña y Mediana Minería perteneciente al Estado de Chile, que corrige fallas de los mercados financieros y de asistencia técnica, y que por la vía de operaciones de procesamiento metalúrgico y actividades comerciales, permite alcanzar economías de escala e introducir los avances tecnológicos necesarios para asegurar el acceso competitivo de la Pequeña y Mediana Minería a los mercados globalizados. Para cumplir con su objetivo, ENAMI concentra su accionar en la gestión prioritaria de tres áreas insustituibles: • Fomento de la pequeña y mediana minería. • La actividad de Producción que consiste en el procesamiento de los minerales en sus Plantas de Beneficio, Fundición y Refinación. • La actividad Comercial que permite colocar los productos en los mercados globalizados en condiciones muy favorables para los pequeños y medianos mineros (www.enami.cl). 4
El Fomento Minero contempla el financiamiento del reconocimiento de reservas, la asesoría en la preparación y evaluación de proyectos, la capacitación y la asignación de recursos crediticios para apoyar la puesta en operación de proyectos viables, incluyendo apoyo al equipamiento, desarrollo de las faenas, capital de trabajo y emergencias. Bajo esta perspectiva, gran parte de los recursos fiscales se focalizan en el reconocimiento de reservas: la determinación de las reservas en cantidad, distribución y calidad permite caracterizar el proyecto minero integralmente, estableciendo su viabilidad a precios de mercado de largo plazo. La Producción comienza con el beneficio de minerales, que tiene como objetivo agregar valor a la producción de la pequeña minería, transformando minerales sulfurados y oxidados en productos de fundición, concentrados y precipitados, de 28% y 78% de concentración de cobre, respectivamente, o en productos que se utilizan como insumos en el proceso. Esta transformación se realiza en plantas propias o en plantas de terceros, buscando minimizar el costo de transporte. El servicio que permite cerrar el ciclo de desarrollo y explotación de los citados proyectos, es el Comercial, que incluye la compra de minerales y productos mineros en condiciones de mercado y la venta de los productos en los mercados globalizados. Esto incluye la utilización de mecanismos de minimización del riesgo de una baja en el precio para el productor, a través del uso de mercados de futuro, los cuales también se utilizan para cubrir los riesgos en que incurre ENAMI. El proyecto “Modernización Poderes de Compra” en el cual se basa el presente tema, opera directamente en la actividad de producción de ENAMI, buscando modernizar el sistema de compra, trasparentar la relación con los productores, homogenizar los procesos de compra en los distintos Poderes de Compra de ENAMI y el aumento de la eficiencia y exactitud de la toma de muestras, que permite determinar la cantidad y calidad de los productos que se están comprando. En resumen, se busca acrecentar la confiabilidad del proceso de compra, con el fin de mejorar la relación con sus beneficiados, garantizando una valorización de sus productos de manera justa. Para esto, es necesario conocer e interiorizarse con los procesos relacionados con la compra de minerales, éstos se describen detalladamente en el Anexo A: Proceso estándar de valoración de lotes ENAMI. Es importante entender además, el proceso productivo de la gran minería del cobre, presentada en el Anexo B: Procesos Productivos para la Extracción del Cobre. ENAMI por su parte es la única empresa en realizar estos dos procesos, diferenciándose del resto de la industria, por la compra lote a lote, de los insumos a procesar, para luego conjuntarlos según las características de éstos, de manera de mantener un proceso continuo de producción de cobre.
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2. Descripción y Justificación del Proyecto Una de las maneras en que ENAMI cumple su función de fomento, es mediante la compra y procesamiento de minerales a pequeños y medianos productores, para luego procesarlos con cargos de tratamiento acordados con el sector, para después vender los productos obtenidos en el mercado internacional, dando acceso al pequeño y mediando minero a vender sus productos de manera competitiva. El ingreso de minerales y productos mineros a ENAMI se realiza en instalaciones denominadas Poderes de Compra, las que históricamente han utilizado mano de obra intensiva y baja automatización, requiriendo permanentemente elevados niveles de supervisión. Durante el transcurso del tiempo, se han realizado una serie de inversiones que han permitido ir mejorando poco a poco el proceso de compra de minerales. No obstante a lo realizado durante los últimos años, respecto a: -
-
La magnitud de los valores a pagar que involucran los procesos de compra. Disponer de determinaciones ecuánimes de cantidad, humedad y contenidos de especies de valor e impurezas, que garantice la representatividad de la muestra a las partes en juego, es decir, Productores Mineros y ENAMI. La necesidad de trazabilidad de muestras y procedimientos asociados. Los requerimientos de seguridad y control en el manejo de muestras. Homologación de procedimientos y equipamiento en todos los Poderes de Compra ENAMI.
Este proyecto considera una revisión integral del Proceso de Compra de minerales, analizando la necesidad de complementar las acciones realizadas para uniformar los procedimientos, recursos e inversiones requeridas, reproduciendo condiciones de compra similares en todas las faenas donde se realiza esta función. La necesidad de desarrollar el proyecto se sustenta y queda determinada por los resultados derivados tanto de auditorías internas de ENAMI, como de auditorías externas (COCHILCO, Contraloría General de la República), donde se precisan requerimientos de mejoras a aplicar en la línea de trabajo del Proyecto de Modernización de Poderes de Compra (PMPC). A continuación se detallan los puntos antes descritos, que fundamentan el proyecto y la reestructuración integral del proceso de compra.
2.1.
Magnitud de los valores
ENAMI realiza la compra de minerales por medio de sus Poderes de Compra a lo largo de Chile, esto involucra un alto volumen de transacciones como se puede ver en los cuadros siguientes donde se presentan los volúmenes de compras de minerales de los años 2006, 2007 y 2008. Así, ENAMI trabaja con grandes números, por lo tanto, de llegar a existir desviaciones, se podrían producir pérdidas tanto para ENAMI como para el Productor Minero. 6
2006 Producto
Peso Húmedo kg
Peso Seco kg
Finos Cu kg
Finos Ag grs
Finos Au grs
Cons Acido kg
Venta US$
Nº Liquid
Min Au Concentración Min Au Fundición Directa Concentrados de Oro Min Cu Lixiviación Min Cu Concentración Min Cu Fundición Directa Concentrados de Cobre Precipitados de Cobre Concentrados de Plata Ánodos de Cobre Escoria de Fundición Barro Anódico Oro en Barras - Amalgamado Metal Dore Silíceos
69.562.050 1.282.250 16.242.540 2.021.247.070 1.614.309.141 5.473.470 589.702.456 10.480.770 8.770 88.489.844 10.135.091 16.915 644 8.888 30.651.730
66.791.923 1.252.076 15.181.396 1.962.048.482 1.576.694.125 5.322.388 536.044.515 9.495.040 8.497 88.489.844 10.135.091 16.150 644 8.888 30.038.685
344.028 8.430 550.423 35.656.320 19.708.895 919.210 146.992.093 6.988.872 0 88.124.650 10.134.626 96 0 0 0
781.037 33.837 15.616.130 0 18.207.925 248.900 78.277.557 298 238.483 39.665.662 0 4.640.401 70.791 7.266.122 0
430.388 56.777 805.322 0 511.776 16.505 2.946.678 10 1.558 2.075.655 0 31.769 525.146 1.118.942 0
0 0 0 32.832.661 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 26.662.113
US$ 5.018.028 US$ 298.298 US$ 14.428.126 US$ 119.257.356 US$ 70.247.882 US$ 3.537.918 US$ 723.637.510 US$ 11.925.757 US$ 94.193 US$ 46.208.078 US$ 8.802.504 US$ 1.424.191 US$ 7.509.526 US$ 21.146.434 US$ 457.364
788 70 722 22.613 3.275 1.072 1.696 222 6 15 53 1 169 22 14
TOTAL
4.457.611.629
4.301.527.744
309.427.643
165.047.143
8.520.526
59.494.774
US$ 1.033.993.165
30.738
Figura 3: Productos comprados en el 2006 2007 Producto
Peso Húmedo kg
Peso Seco kg
Finos Cu kg
Finos Ag grs
Finos Au grs
Cons Acido kg
Venta US$
Nº Liquid
Min Au Concentración Min Au Fundición Directa Concentrados de Oro Min Cu Lixiviación Min Cu Concentración Min Cu Fundición Directa Concentrados de Cobre Precipitados de Cobre Concentrados de Plata Blister Cátodos Granallas de Cobre Oro en Barras - Amalgamado Metal Dore Silíceos
70.924.830 1.154.800 19.813.420 3.858.293.320 1.473.354.210 9.454.440 514.462.910 6.472.570 17.520 508.987 11.242.661 5.840 436 726 33.513.410
67.514.383 1.127.485 18.335.158 3.747.622.651 1.436.511.813 9.188.752 468.106.352 5.835.507 16.366 508.980 11.242.648 5.840 436 726 32.843.144
298.926 20.532 811.018 65.459.209 19.652.804 1.376.261 119.395.979 4.087.643 122 506.673 11.241.980 5.785 0 0 0
761.805 81.439 16.661.004 0 14.293.702 526.504 60.989.689 0 172.516 19.624 4.307 0 66.336 510.210 0
436.406 47.023 911.051 0 444.812 24.888 1.655.312 0 1.495 5.819 1.266 0 340.389 186.689 0
0 0 0 20.320.553 90 0 0 1 0 0 0 0 0 0 29.297.374
US$ 5.512.144 US$ 592.520 US$ 18.595.998 US$ 238.880.348 US$ 87.259.874 US$ 6.565.831 US$ 706.774.548 US$ 12.873.616 US$ 90.616 US$ 2.537.973 US$ 10.951.039 US$ 39.822 US$ 6.043.257 US$ 3.727.107 US$ 578.012
886 84 621 39.955 4.527 1.658 1.854 249 6 15 56 1 104 4 17
TOTAL
5.999.220.080
5.798.860.241
222.856.932
94.087.136
4.055.150
49.618.018
US$ 1.101.022.706
50.037
Figura 4: Productos comprados en el 2007 2008 Producto
Peso Húmedo kg
Peso Seco kg
Finos Cu kg
Finos Ag grs
Finos Au grs
Cons Acido kg
Venta US$
Nº Liquid
Min Au Concentración Min Au Fundición Directa Concentrados de Oro Min Cu Lixiviación Min Cu Concentración Min Cu Fundición Directa Concentrados de Cobre Precipitados de Cobre Min Ag Concentración Concentrados de Plata Blister Cátodos Oro en Barras - Amalgamado Silíceos
66.188.570 2.105.220 19.192.710 4.020.057.420 1.585.133.380 13.014.400 665.737.340 4.671.070 668.610 17.580 168.844 17.419.447 497 23.133.860
63.095.835 2.018.383 17.706.163 3.902.674.828 1.551.125.112 12.652.054 607.207.970 4.305.618 646.383 16.715 168.496 17.419.447 497 22.671.168
294.306 66.216 863.380 67.899.989 21.479.028 1.979.251 160.906.078 2.867.056 1.359 30 163.831 17.419.364 0 0
848.197 97.135 19.809.742 0 9.373.909 797.531 83.516.557 0 45.222 155.405 0 0 71.501 0
384.099 184.605 1.040.057 0 507.549 28.611 2.550.974 0 151 1.788 0 0 401.908 0
0 0 0 1.997.390 0 0 0 0 0 0 0 0 0 20.246.520
US$ 6.074.169 US$ 2.439.596 US$ 26.435.725 US$ 218.266.128 US$ 94.384.901 US$ 10.160.366 US$ 930.363.461 US$ 14.729.034 US$ 5.605 US$ 102.418 US$ 913.683 US$ 19.075.833 US$ 8.302.276 US$ 468.327
1.022 192 696 37.186 5.718 1.907 2.166 127 6 11 14 59 216 12
TOTAL
6.417.508.948
6.201.708.669
273.939.888
114.715.199
5.099.742
22.243.910
US$ 1.331.721.521
49.332
Figura 5: Productos comprados en el 2008
Una de las razones para realizar la reestructuración del sistema de compras de minerales, es la diferencia entre los minerales comprados y los minerales beneficiados o procesados. Esta diferencia es de difícil justificación al no existir posibilidad de realizar un seguimiento lote a lote entre la concentración de metales valiosos del mineral comprado y los metales valiosos beneficiado o procesado.
7
Cátodos Cu - Venta ($)
Min. Concentración - Compra ($)
Recepción Minerales Concentración
Proc. Plantas Propias
Prod. Min.
Prod. Min. - Compra ($)
Proc. Fundición Propio
Ánodos
Recepción en Fundición Proc. Fundición Externo
Min. Fundición Directa - Compra ($)
Ánodos
Proc. Refinería Externa Cátodos Cu - Venta ($)
Figura 6: Esquema compras y venta ENAMI
El marco referencial para analizar y evaluar las diferencias está dado por la magnitud de la compra de ENAMI, que en los últimos tres años ha significado sobre mil millones de dólares anuales, por lo que un 1% de desviación entre lo medido y lo real significan sobre 10 millones de dólares anuales. Con el fin de realizar una evaluación de estas posibles desviaciones, se estudiaron las compras y los minerales procesados en el año 2007, los únicos datos certeros son que se compraron 222.857 toneladas de finos de cobre, calculado de manera teórica por medio de muestreo, y se vendieron 148.138 toneladas de cobre en forma de cátodos. Con estos datos, además de una serie de supuestos y aproximaciones, se calculó la diferencia entre el cobre comprado y vendido, el cual dio 18.909 toneladas, esta diferencia corresponde a 11,3%. Los supuestos y aproximaciones realizadas corresponden a la recuperación del proceso, el cual corresponde aproximadamente a 207.254 toneladas de finos de cobre, y al incremento en los inventarios de un 19,4% en el año correspondiente. Entre las diferencias que se presentan comparando compra versus beneficio, y considerando que hay movimientos de existencias, como se puede ver en la Figura 6, que pueden ocultar diferencias entre las mediciones de minerales (compra y beneficio), resulta relevante preocuparse de la calidad de las mediciones de compra y disponer de un seguimiento efectivo que permita detectar las diferencias que se presentan. Se pueden determinar principalmente 3 fuentes que explican las diferencias mencionadas: calidad de la muestra, cuantificación de existencias y calidad del análisis químico, como se puede apreciar en la Figura 7.
8
Diferencias asociados al movimiento de existencias
Diferencia del Sistema
Diferencia asociado a la muestra
Diferencia asociado al laboratorio
Figura 7: Proveniencia Error del Sistema
Cada una de las diferencias que componen el error del sistema, deben ser tomadas en cuenta, estudiadas y trabajadas con el objetivo de proponer mejoras que disminuyan las desviaciones del sistema.
2.2.
Representatividad
La manera de determinar el valor de los minerales comprados por ENAMI, es a través de la toma de muestras. Esto se debe a la imposibilidad de poder extraer los metales de interés de cada lote para luego determinar el valor de éstos, debido a que el Proceso Operacional se alimenta por medio de conjuntos de lotes que se mezclan, permitiendo la continuidad del proceso. Por este motivo, es de vital importancia la calidad de las muestras, es decir, las muestras deben ser representativas del lote, confiables y seguras. A partir de las muestras tomadas, se puede calcular la cantidad de la especie de valor que el lote contiene, así mismo, como la cantidad de impurezas y humedad entre otros análisis. El contenido de la especie de valor se expresa en concentración (porcentaje o gr/ton) y se le denomina “ley de la especie en el mineral” (Ej: ley de cobre en el mineral). En la actualidad se aprecian diferentes maneras de generar las muestras entre los distintos Poderes de Compra, por lo que no es posible realizar un único levantamiento teórico, debido a que los procesos y equipos, no se encuentran normados ni sistematizados. Es así como existen algunos equipos que se pueden encontrar en la literatura1 como equipos no recomendados ya que sesgan las muestras, debido a que no todas las partículas tienen la misma probabilidad de ser escogidas.
1
Normas JIS y Normas CNAM (confeccionadas por CODELCO)
9
Con el fin de mostrar las diferencias que se presentan en la determinación de las leyes, se analizaron algunas auditorías, donde se examinaron los resultados de remuestreos2 de una serie de lotes, con el fin de verificar la calidad del muestreo. Estos lotes fueron seleccionados arbitrariamente por el agente de compra el 31 de diciembre de 2008 en el Poder de Compra de Tocopilla. El estudio arroja una diferencia promedio de 0,6% la cual expresada en toneladas fue de 14,2 (ton). Se puede apreciar además, al estudiar las leyes históricas de los Productores Mineros, la existencia de variaciones significativas en las leyes de un mes a otro. En auditorías se pueden encontrar variaciones de hasta un 10%. Es importante destacar, que las leyes históricas de un yacimiento minero sólo varían en forma gradual en el tiempo, sin que estas presenten desviaciones significativas. Todas estas desviaciones y variaciones, hacen del Proceso de Compra, un sistema donde las muestras que sustentan la determinación del valor del mineral, no son lo suficientemente representativas, entregando resultados que dejan no conformes a las partes involucradas en las transacciones. Sobre las desviaciones provenientes de los laboratorios, en la determinación de las leyes, se encuentra en curso un proyecto paralelo para establecer las técnicas de análisis, con el fin de estandarizar y normar los procedimientos de los laboratorios químicos. Por este motivo, los análisis de laboratorios para efectos de este proyecto, se consideran como datos confiables, que no representan un problema significativo en la determinación del valor de los minerales comprados por ENAMI.
2.3.
Trazabilidad
En el proceso de compra se hace imperante la incorporación de sistemas y tecnologías que permitan una real trazabilidad, entendiéndose ésta como la capacidad para reconstruir el historial de cada uno de los lotes y sus muestras, en los procesos de valoración de los minerales. Es necesario en consecuencia, realizar inversiones en tecnología y crear sistemas informáticos. Por otro lado, existen desviaciones en el sistema que están asociados a la manera en que se trabaja, es decir, prácticas de trabajo que deben ser mejoradas. Con el propósito de una mejor descripción, es posible separar el Proceso Minero en dos etapas, el Proceso de Compras, que para este efecto corresponde a la Recepción de los Minerales, Muestreo y Preparación de Muestras para laboratorio. Y el Proceso Operacional que consta de Maquila de Minerales, Plantas de Concentración, Fundición y Refinería. Esta separación se puede apreciar en la Figura 6, la cual describe en forma general todo el proceso minero, desde la recepción de los minerales, hasta la obtención de cátodos de cobre. 2
Remuestrear se denomina cuando se analiza el testigo oficial de la muestra, el cual se genera junto a la muestra original al final del proceso de muestreo, para determinar una nueva ley que reemplaza la ley original determinada por la muestra.
10
Proceso de Compras Gracias a las auditorías y estudios realizados por ENAMI y entidades relacionadas, se han encontrado una serie de deficiencias en algunas etapas críticas del proceso. Con el fin de ejemplificar algunas de estas situaciones, se analiza una de las auditorías realizadas por COCHILCO el 25 de diciembre de 2008, con motivos de estudiar la situación de los Poderes de Compra de ENAMI. Se puede identificar las siguientes observaciones: -
-
El proceso cuenta con un cuerpo normativo que establece las actividades generales a desarrollar durante la ejecución, sin embargo, existen debilidades relacionadas con el cumplimiento y uniformidad de su aplicación especifica en las Plantas y Poderes de Compra. Incumplimiento e inexistencia de actividades de control. Existe una probabilidad de mezcla de lotes producto de la estrechez de las canchas de acopio. En algunas de las torres de Muestreo, existe polvo en suspensión que contamina los frascos que serán usados para guardar las muestras. Algunas torres de muestreo no cuentan con acceso restringido y sus equipos de chancado y toma de muestras se encuentran sin tapas y sellos de seguridad. Refinadores desconocen los procedimientos para el tratamiento de muestras.
Las auditorías dan cuenta de las diferencias que existen entre los distintos testigos3, y de la falta de mantención, equipamiento, seguridad y procedimientos, necesarios para un funcionamiento más confiable. Por ello la necesidad de intervenir y modernizar los procedimientos, equipos y sistemas organizacionales, de manera de obtener un cambio en los resultados actuales del proceso, es decir, ser capaz de generar una muestra más representativa, homogénea, transparente y que tenga trazabilidad. Proceso Operacional Este proceso está altamente industrializado, cuenta con tecnología de punta y los mejores sistemas de control y gestión disponibles en el mercado. En este sentido ENAMI es la procursora de una gran variedad de adelantos en la industria, con el fin de optimizar los procesos y mejorar la calidad de sus productos. Hoy en día ENAMI posee plantas, fundiciones y refinerías de nivel internacional, las cuales entregan cátodos de cobre de la mejor calidad, estando éstas clasificadas en el mismo nivel que los cátodos producido por CODELCO. Por ello, las desviaciones y los errores están altamente controlados, en especial, porque éstos pueden significar poner en riesgo la seguridad de sus trabajadores. De esta manera, se puede saber con un alto grado de exactitud, el porcentaje de recuperación del mineral, dependiendo de las condiciones de éste.
3
Muestra guardada como testigo, la cual se selecciona en distintas etapas del proceso, de manera de controlar el correcto funcionamiento del sistema.
11
2.4.
Seguridad y Control
La seguridad y control en el Proceso de Compra de minerales, hacen relación a la falta de medidas preventivas y de acción de ENAMI, ante la posibilidad de intervenciones intencionales o no conformidades, que se pueden presentar a lo largo del proceso, generando perjuicios de diversas índoles. Por ejemplo; la mezcla de lotes o muestras, pérdida de testigos de control, manipulación intencional de muestras con el fin de aumentar su contenido de mineral, entre otras acciones. Estas falencias se ven descritas en las auditorías realizadas a cada uno de los Poderes de Compra, afectando la confiabilidad del Proceso de Compra.
2.5.
Homologación
Una de las preocupaciones de ENAMI, es la diferencia en las maneras de proceder ante la compra de minerales en los distintos Poderes de Compra, es decir, no es lo mismo para el Productor Minero vender sus minerales en uno u otro Poder de Compra. Esto genera desigualdad de trato para el sector minero. Estas desigualdades se presentan no sólo por los procedimientos a seguir por cada uno de los Poderes de Compra, los cuales varían entre ellos, sino además, a través de la infraestructura y por sobre todo del equipamiento de cada uno de los Poderes de Compra, donde existen diferencias importantes. Así, mientras en algunos lugares el Proceso de Compra se realiza de manera casi automatizada, en otros Poderes de Compra, la labor se realiza de manera artesanal disminuyendo la confiabilidad del sistema. En la actualidad existe una serie de reglamentos generales de difícil aplicación a cada uno de los procesos que se realizan en la compra. Por este motivo, es necesario diseñar una serie de procedimientos utilizando el conocimiento existente.
2.6.
General
Es importante destacar la impresionante alza de precio que ha sufrido el cobre, lo que ha traído consigo un también sorprendente incremento en la actividad de la pequeña minería. Es así como el número de productores mineros que mensualmente venden sus minerales a ENAMI, se vio incrementado al doble durante el año 2007, llegando a 4.165 productores. Esto implica un aumento en el número de actores en tiempos de bonanza. Como consecuencia directa de esta bonanza, ENAMI se vio sobre exigida en sus labores de recepción de minerales, siendo un desafío, ser capaces de recepcionar, chancar y muestrear las entregas de la totalidad de los productores pequeños y medianos. A fines del año 2008, el precio del cobre bajó, producto de la crisis internacional. Es por ello, que durante los últimos meses del 2008 y se espera que durante el transcurso del año 2009, se registre una baja en el abastecimiento de minerales, produciendo líneas operacionales paradas y otras con menor nivel de uso. ENAMI por su parte, pretende aprovechar la situación para intervenir y modernizar los equipos y procedimientos, de manera de poder afrontar una futura situación de sobreabastecimiento de manera favorable. 12
El proyecto de “Modernización Poderes de Compra” consiste en analizar e implementar mejoras y soluciones para problemas encontrados por el mismo proyecto, en los distintos Poderes de Compra, con el fin de automatizar, transparentar y modernizar el proceso como un todo.
3. Objetivos 3.1.
Objetivo General
Identificar, diseñar y proponer cambios en el Proceso de Compra de Minerales de ENAMI, aplicando las mejores prácticas existentes, que permitan mejorar su confiabilidad, basado fundamentalmente en: aumentar la representatividad de las muestras, homologar procedimientos al interior de ENAMI, garantizar condiciones de seguridad y acceder a una correcta valorización de los minerales (Precisión y Exactitud).
3.2.
Objetivos Específicos
1. Identificar la situación actual del proceso de compra en los Poderes de Compra de ENAMI. 2. Rediseñar el proceso de compra considerando las mejoras prácticas existentes. 3. Homologar el proceso de compra en todas las faenas de ENAMI 4. Identificar las etapas críticas del Proceso de Compra donde se originan desviaciones o incertidumbres. 5. Evaluar y proponer soluciones para mejorar la confiabilidad del proceso, creando un sistema de control que permita transparentar dicho proceso. 6. Evaluar y valorizar los cambios propuestos. 7. Preparar las condiciones para la certificación del Proceso de Compra desde el punto de vista técnico y de sustentabilidad.
4. Metodología 4.1.
Definir el Proyecto
En esta actividad se busca describir el enfoque a considerar para el diseño del Proceso de Compra de Minerales, de acuerdo a las necesidades de ENAMI. Describiendo el proyecto a desarrollar, junto a su justificación y los objetivos a conseguir. Esta actividad de consiguió por medio de reuniones de trabajo con las áreas de ENAMI relacionadas con el proceso, en especial la Gerencia Comercial a quien pertenece el proyecto.
13
4.2.
Levantar la situación actual
En esta etapa se busca identificar la situación actual de cada uno de los Poderes de Compra de ENAMI. Observando la infraestructura, equipamiento y procesos de cada uno de ellos. El levantamiento de la situación actual se realizará por medio de un cuestionario, el cual debe reunir diversos aspectos, como equipamiento, capacidades, condiciones técnicas de muestreo, entre otros. Este cuestionario será completado en las visitas a terreno a realizar a cada Poder de Compra. Además, se complementará la información con entrevistas a los actores relevantes en la materia. Por último, los resultados del cuestionario se incluyeron en una sola tabla, la cual recoge de manera discreta la situación actual de cada Poder de Compra.
4.3.
Desarrollo de un modelo
Tomando en cuenta las mejores prácticas del mercado, con respecto al equipamiento e infraestructura requeridos para el proceso de compra, la experiencia de expertos en la materia y las teorías empíricas existentes de muestreo y preparación de muestras, se debe elaborar un modelo de equipamiento e infraestructura mínimas, en base a un modelo de muestreo representativo y confiable, para asegurar su correcto funcionamiento. Por consiguiente, el desarrollo del modelo se puede separar en los siguientes pasos: Definición del modelo de muestreo y preparación de muestras Es un modelo teórico – empírico, diseñado basándose en la teoría de Pierre Gy desarrollada por Francis Pitard, con el fin de representar la manera de realizar el muestreo de forma representativa. Este modelo de muestreo debe ser validado estudiando los casos bordes de éste, de manera de permitir una toma de muestreo representativa en todos los escenarios posibles (tamaño o granulometría, cantidades y flujo de alimentación) Definición del modelo de equipamiento e infraestructura El modelo de equipamiento e infraestructura se debe diseñar a continuación del modelo de muestreo y preparación de muestra, de manera de rescatar sus requerimientos fundamentales de equipamiento e infraestructura. El modelo en sí, debe considerar el equipamiento e infraestructura necesaria para todo el proceso de compra, de manera de confeccionar una base tecnológica y de equipamiento técnico mínimo para desarrollar un proceso unificado. Se busca que el modelo tenga la misma estructura que el levantamiento de la situación actual, de manera de poder realizar comparaciones entre ellas. Más aún, el modelo de infraestructura se presentará de forma paralela al levantamiento.
14
4.4.
Identificar la brecha de inversión
En esta etapa se busca unificar el equipamiento e infraestructura a un sólo nivel, el cual corresponde al modelo de equipamiento antes descrito. Por consiguiente, se debe cuantificar la diferencia entre la situación actual de los Poderes de Compra y el modelo, de manera de presentar la brecha de inversión necesaria. La brecha de inversión será cuantificada por medio de cotizaciones a empresas privadas, antecedentes de otros proyectos de ENAMI y a estimaciones de costos. Ésta será validada en primer lugar por personas expertas en el tema y con experiencia en la administración de faenas, además de ser presentada a diversas instituciones, tales como COCHILCO, en espera de aprobación.
4.5.
Diseñar el Proceso de Compra
Se deben establecer los procesos necesarios para la valoración de los minerales que cumplan con los objetivos propuestos, en especial, la confiabilidad del proceso de compra. Para esta etapa se deben considerar el diseño específico para el proceso de compra de minerales de concentración y fundición directa. Para el diseño del proceso, se considerará la utilización de diagramas de roles para cada una de los sub procesos que se encuentren relacionados, de manera de modelar las mejores prácticas expresadas en procedimientos. Por último, se deberá validar el diseño del proceso de compra por expertos en la materia de la Gerencia Comercial.
4.6.
Estructurar un esquema de control
Para la realización de un esquema de control del Proceso de Compra, es necesario en primer lugar la creación y definición de indicadores de control en las actividades críticas, determinando sus rangos de acción. Estos indicadores se deben presentar de manera relacionada cubriendo en su totalidad al Proceso de Compra. A continuación se diseñará un panel de control utilizando indicadores y se especificarán algunas medidas a seguir de acuerdo a los resultados de las mediciones de los indicadores.
15
5. Alcances En consideración de lo amplio y largo del proyecto, el tema de memoria se centrará en el proceso de recepción, muestreo y preparación de muestras para la valoración de minerales dentro del proceso de compra, dejando sin efectos subprocesos de la compra como es el caso del Empadronamiento Minero, o la Liquidación. Es pertinente mencionar que el trabajo de título no considerará en ninguna forma los procesos operacionales para la extracción de minerales o para la concentración de especies de valor. Se entenderá como valoración de minerales, la cuantificación de las especies de valor contenidas en los minerales a comprar, sin incluir apreciaciones monetarias, como la asignación de precios y costos. Es decir, se enfocará el tema en conocer los contenidos de especies de valor en los minerales que se están comprando para un determinado lote, sin entrar en el problema de asignar el valor económico a pagar por éste. La implementación, del proyecto “Modernización Poderes de Compra”, no estará contemplada en la resolución de la memoria. Es necesario destacar que los procesos operacionales de la compra y las plantas de chancado de los distintos Poderes de Compra están a cargo de la Gerencia de Plantas, es por ello que sólo se propondrán mejoras a las actividades asociadas a la compra. Es decir, el tema de memoria se centrará en el mejoramiento del proceso de compra, con los subprocesos asociados, tales como; pesaje, recepción en cancha, muestreo, secado, refino. Además de incluir sistemas transversales como; sistemas de identificación de lotes y sistema de observación del proceso. Los laboratorios, que realizan los análisis necesarios para determinar los datos requeridos para cada muestra, en su mayoría particulares, se desprenderán del alcance del tema, por lo que se asume un correcto funcionamiento de éstos. Por último, se contemplará la compra de óxidos, súlfuros (minerales de concentración) y minerales de fundición directa, dejando fuera otros productos comprados por ENAMI, como es el caso de concentrados y precipitados.
6. Resultados Esperados Con este trabajo se pretende incrementar la confiabilidad del Proceso de Compra que ENAMI realiza. De manera de lograr relaciones y negociaciones de excelencia con el sector minero, en especial con la pequeña y mediana minería. Para conseguir un proceso más confiable se plantean los siguientes resultados esperados.
16
6.1.
Representatividad
Diseñar un sistema de muestreo el cual no supere un 5% del error fundamental o muestral, según la teoría de muestreo de Pierre Gy, para asegurar su representatividad y confiabilidad, cambiando la desviación muestral existente en la actualidad, por un sistema basado en una distribución normal, con una varianza bajo el 5%. De esta manera por la teoría de los grandes números, al analizar el balance acumulado del año, este error debe tender a la media muestral, por lo que el error de muestreo no debería verse reflejado en el análisis de los grandes números.
6.2.
Trazabilidad
El proyecto busca permitir el seguimiento de cada uno de los lotes, en conjunto con sus testigos y muestras, de manera de poder reconstruir su historia en todas las etapas del proceso. De esta manera se pretende disminuir la incertidumbre al momento de definir el pago de los valores comerciales asociados a los lotes.
6.3.
Transparencia
Este proyecto busca transparentar los procesos, de manera de que tanto el operario de ENAMI como los Productores Mineros estén concientes de las iniciativas incorporadas y de los pasos a seguir para la valoración de minerales.
6.4.
Homologación
Mediante el desarrollo de este proyecto se busca a través de una estandarización la homologación de los procesos que soportan la valoración de los minerales comprados por ENAMI, entregando un diseño del proceso conceptual, de manera que la forma de comprar minerales sea la misma en todo Chile.
6.5.
Seguridad de las muestras
Para disponer de la seguridad necesaria en cada una de las actividades del proceso, buscando imposibilitar la manifestación de intervenciones y/o inconvenientes, el proyecto entregará un conjunto de indicadores de control que permitirá dar avisos oportunos en caso de que se presenten no conformidades. El proyecto por su parte, debe entregar, como resultados tangibles, lo siguiente: -
El modelo de muestreo y preparación de muestras que permita la representatividad de los lotes basado en las teorías empíricas existentes. El diseño de un proceso basado en el modelo que rescate las mejores prácticas de muestreo y preparación de muestras. El modelo de equipamiento e infraestructura, que reúna las mejores prácticas disponibles para ENAMI. La brecha de inversión, la cual permita acercar cada Poder de Compra a la estandarización propuesta. El esquema de control, que contenga indicadores y mediciones. 17
7. Marco Conceptual 7.1.
Teoría de Muestreo
Para una óptima caracterización de un yacimiento se requiere de un acabado conocimiento de la mena4 de interés, para lo cual se deben obtener una serie de muestras extraídas sistemáticamente, es decir, que sean lo más representativas posibles. Las muestras obtenidas deben ser lo más cercano posible a las propiedades reales del mineral en el sentido de obtener y extrapolar sus propiedades a todo el yacimiento. En general, en el proceso minero es vital una adecuada muestra para poder caracterizar eficientemente la mena. Ésta debe ser lo más representativa posible para extrapolar sus propiedades a todo el mineral. El muestro depende de los siguientes parámetros a determinar: 1. 2. 3. 4. 5.
Granulometría Dureza Humedad Gravedad Especifica Composición
La muestra tiene la difícil tarea de representar una cantidad muy superior de mena, ya que un lote de 200 [ton] debe ser representado por 0,1 [kg] por ejemplo. Factores que afectan el correcto muestreo: 1. 2. 3. 4. 5.
Gran variedad de constituyentes minerales en la mena. Distribución desigual de minerales en la mena. Presencia de distribución de tamaño de partícula (diferentes tamaños de partículas). Distribución de dureza de los minerales Distribución de densidad de los minerales (diferentes pesos específicos).
Uno de los principales problemas que existe al analizar un grupo de varios trozos de rocas seleccionados al azar de una masa de mineral, es la obtención de diferentes resultados de análisis entre uno y otro trozo debido a una distribución no uniforme de minerales de un fragmento a otro. Estas características se llaman Heterogeneidades. Existen dos tipos de Heterogeneidades:
4
Mineral sin limpiar, tal como se extrae de la mina
18
De Composición: Si se seleccionan al azar trozos de roca de una masa de mineral se tendrán variaciones de análisis entre uno y otro trozo debido a una distribución no uniforme de minerales de un fragmento a otro. Esto es lo que se denomina heterogeneidad de composición. Las variaciones entre fragmentos individuales de rocas tienden a aumentar a medida que disminuye el tamaño de las partículas (es decir, aumenta el grado de reducción de tamaño del material). Esto se debe a que al disminuir el tamaño del material, más partículas minerales están liberadas, es decir, libres de ganga5. Para una muestra consistente de varias partículas de diferentes tamaños, las variaciones entre muestras tienden a disminuir a medida que aumenta el tamaño de la muestra (se incluyen más partículas en la muestra), puesto que la muestra incluye una variedad de partículas teniendo un rango de contenido mineral y tamaños. De Distribución: Provocada porque la distribución de fragmentos de material no es al azar sino que existe segregación. Para que la distribución sea al azar es necesario que la posición espacial de cualquier fragmento sea independiente de sus características de tamaño, forma y densidad. Este tipo de heterogeneidad debe tratar de evitarse en la práctica ya que produce un enorme aumento del error de muestreo. El mezclado que se practica al material previo al muestreo tiene por objeto eliminar este tipo de heterogeneidad y obtener una distribución al azar de trozos de mineral. El muestreo exacto de un material heterogéneo es imposible, siempre existirá un error asociado al muestreo, entendiéndose por error la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero de la proposición Xj (material) en estudio. Cuando el lote de material a muestrear está mezclado uniformemente (es homogéneo), el error de muestreo se reduce a un mínimo. Este error de muestreo, que se denomina error fundamental, se puede calcular conociendo las características del material a muestrear. El error fundamental es generado por la heterogeneidad de constitución, la cual representa la variabilidad en el contenido del elemento, entre fragmentos individuales. De esta manera, este error depende del peso de muestra, del tamaño máximo de los fragmentos para un determinado estado de conminución6, el contenido promedio del elemento en el lote del cual se recogieron las muestras, el grado de liberación de los minerales con el elemento de nuestro interés, la forma y densidad de los fragmentos, la mineralogía, etc. El test de heterogeneidad intenta predecir este error con un determinado protocolo de muestreo. (Detalle en Anexo C: Procedimiento Cálculo Experimental de Diagramas de Muestreo) Estimación del error fundamental del muestreo En general, se puede estimar que la ley de una muestra tiene una distribución normal o Gausiana que tiene la forma:
5 6
Material inútil que acompaña a los minerales Trituración o fragmentación de los minerales
19
Figura 8: Distribución Normal
Donde μ es el valor medio. A partir de aquí se obtiene la función continua de probabilidad o función densidad en la que el área bajo la curva es igual a la probabilidad P.
Figura 9: Distribución Normal (2)
En particular se cumple que: (7.1) (7.2) (7.3)
Generalmente un 95% de probabilidad o certeza es un nivel aceptable. Donde: (7.4)
20
La ecuación de Pierre Gy determina la varianza del error fundamental para una muestra de peso mg. La ecuación de Pierre Gy es: (7.5) Donde:
= Desviación estándar de la distribución = Tamaño de la partícula más grande del lote a ser muestreado = Constante característica del material = Varianza de la distribución = Media de distribución (7.6)
Donde:
= Factor de forma de los fragmentos = Factor de composición mineralógica = Factor de liberación de los minerales = Factor de distribución de tamaños
Los factores f, m, l y g se determinan empíricamente por medio de pruebas en laboratorio de manera controlada. De esta forma, es posible calcular la varianza del error de manera de minimizarlo en lo posible. Gracias a la ecuación de Pierre Gy, es posible determinar las distintas curvas que establecen el error fundamental según la masa de la muestra y granulometría, para cada especie mineralógica. Para este caso se usa la Crisocola7 como especie de estudio, debido a su alta dureza en comparación a las otras especies existentes en Chile. En la Figura 10, se puede ver el Nomograma8 con las curvas que representan la desviación estándar según la granulometría y el volumen de muestra seleccionado (curvas azules). La línea roja muestra el 5% de error, es por ello que se debe trabajar bajo esta zona para realizar una muestra significativamente aceptable, es decir, todo el proceso de muestreo debe estar estrictamente bajo esta línea, de manera que su error fundamental sea aceptable. Puesto que en el eje izquierdo del nomograma de la Figura 10 se ha colocado la varianza del error fundamental, podemos apreciar que para un tamaño de partícula fijo d, el error varía según el tamaño de la muestra. Las líneas en diagonal de la Figura 10 representan la granulometría del lote o muestra extraída, donde a una misma granulometría, entre menor sea la muestra a extraer (eje X del gráfico, que representa el peso de la muestra), mayor es el error de muestreo (eje Y del gráfico, que representa el error muestral). Por otra parte la línea horizontal de color rojo, indica el 5% del error de muestreo.
7
Óxido de cobre presente en el norte de Chile. Gráfico con escala Log – Log, que representa el error fundamental o muestral en relación a la granulometría del mineral y al tamaño de la muestra extraída. 8
21
Al trabajar con especies mineralógicas de menor dureza, la constante característica del mineral es menor, con lo cual las curvas quedan más abajo en el eje vertical, dejando mayor holgura y permitiendo trabajar con mayores granulometrías o menor volumen de muestra para la misma granulometría.
Superposición Nomograma Gy y Norma JIS 8100 0,125"
0,5"
0,25"
0,75"
1" 1,25" 1,5" 1,75" 2"
0,1
10# Ty
16# Ty 0,01
Varianza del error de medición
20# Ty
0,001
1,5"
0,0001
100# Ty
0,75"
150# Ty
0,5"
1E-05
200# Ty
1E-06
1E-07
1E-08 1
10
100
80 gr
1.000
600 gr
2,5 kg
5 kg
10.000
39 kg
100.000
300 kg
1.000.000
Masa de muestra en gramos Figura 10: Nomograma Pierre Gy
Existen además, otros factores que se deben incorporar y tomar en cuenta para un correcto diseño de un sistema muestral, todos ellos de la base de la teoría de Pierre Gy. Éstos son: 1. Norma CODELCO - CNAM 007, 2003. “Condiciones estándar mínimas de estaciones de muestreo de flujos de materiales para puntos de balance metalúrgico y transferencia de productos”. 2. Norma CODELCO - CNAM 008, 1998. “Test de heterogeneidad para determinar constantes de muestreo y nomogramas de preparación de muestras”. 3. Norma CODELCO - CNAM 012, 2003. “Operaciones estándar a seguir durante operaciones de submuestreo en el laboratorio”. 4. Norma JIS M8100, 1992. “General rules for methods of sampling”.
22
8. Presentación de Resultados Dentro del trabajo realizado, se presentan a continuación en forma ordenada, el desarrollo del tema entregando cada uno de los distintos resultados obtenidos. El trabajo comenzó por el levantamiento de la situación actual en los distintos Poderes de Compra, siguiendo por el diseño de un modelo de equipamiento e infraestructura el cual incluye las consideraciones encontradas durante el desarrollo, se presentan además, la brecha de inversiones necesarias para implementar éste. Finalmente, y de manera central, se presenta el diseño de procedimientos e indicadores de control, para el mejoramiento del sistema de control actual.
8.1.
Situación Actual de los Poderes de Compra ENAMI
En la actualidad existen 17 poderes de compra, ubicados en el norte de Chile, entre Arica y Rancagua, cada uno de ellos compra a la pequeña y mediana minería, distintos minerales y productos mineros, en la Figura 11 se muestran los 17 poderes de compra y los distintos productos que reciben. Poder de Compras Arica Santa Margarita Barriles Mantos Blancos Planta Taltal Planta Salado Planta Matta Fundición HVL Planta Vallenar Guayacan Delta Portezuelo El Bronce Las Cenizas Amalia Agencia Ventanas Chileno Rumana
Ubicación Camarones Calama Tocopilla Antofagasta Taltal El Salado Copiapó Copiapó Vallenar Coquimbo Ovalle Illapel Petorca Cabildo Catemu Ventanas Rancagua
Recepción Óxidos y Sulfuros Óxidos Óxidos Óxidos y Minerales de Fundición Directa Óxidos, Sulfuros y Minerales de Fundición Directa Óxidos y Minerales de Fundición Directa Óxidos y Sulfuros Minerales de Fundición Directa Óxidos, Sulfuros y Minerales de Fundición Directa Minerales de Fundición Directa Óxidos, Sulfuros y Minerales de Fundición Directa Óxidos y Minerales de Fundición Directa Sulfuros Sulfuros Óxidos Minerales de Fundición Directa Sulfuros
Figura 11: Productos comprados por Poder de Compra
Con el fin de realizar un levantamiento de la situación actual en los distintos Poderes de Compra, se confeccionó un cuestionario, para recoger los antecedentes necesarios para el desarrollo del proyecto. 8.1.1. Estrategia del Cuestionario El objetivo del cuestionario es levantar la situación actual de los distintos poderes de compra, enfocado en los siguientes puntos: -
Preguntas sobre Equipamiento: por medio del cuestionario ser capaz de describir el equipamiento actual de cada Poder de Compra, con las características de cada equipo. 23
-
-
-
Este punto permitirá poder definir las inversiones y cambios necesarios en equipamiento en cada Poder de Compra. Preguntas Técnicas: correspondientes al ajuste y regulación de equipos, relacionadas con las preguntas sobre equipamiento, ya que profundizan la forma de instalar y ajustar los distintos equipos. Muy necesarias para comparar con el modelo de muestreo y preparación de muestras. Preguntas de Gestión: dan cuenta de la eficiencia y eficacia del trabajo, de manera de poder determinar tiempo y capacidad promedio de los distintos procesos. De esta manera ser capaz de determinar cuellos de botella y procesos críticos. Preguntas de Sustentabilidad: éstas están compuestas por: seguridad, calidad y medio ambiente. Estas preguntas no se pueden dejar de lado al considerarse la sustentabilidad como primordial en la actividad minera.
Por otro lado, los procedimientos se levantaron y confeccionaron con el aporte de profesionales senior, expertos en el proceso de muestreo, por su largo tiempo trabajando en los distintos Poderes de Compra, sin analizar diagramas ni procedimientos puntuales para cada Poder de Compra. Debido a la disparidad de equipamiento e infraestructura, la aplicación de los procedimientos en cada uno de los Poderes de Compra, encontrados en los viajes a terreno realizados, era diferente. 8.1.2. Diseño del Cuestionario El cuestionario fue diseñado de manera secuencial, con un orden lógico de acuerdo al proceso que se tienen que llevar a cabo para la compra de minerales. Se incluyeron en un solo cuestionario todos los tipos de preguntas planteados, es decir, en un mismo cuestionario se incorporaron las preguntas de equipamiento, técnicas, gestión y sustentabilidad. Todas ellas separadas por las siguientes etapas del proceso de compras. -
-
Básculas: se incluyeron todas las preguntas relacionadas al pesaje de camiones con minerales. Canchas: corresponde a todas las preguntas relacionadas con la recepción y administración de minerales en canchas de acopio. Chancado: son las preguntas enfocadas al chancado de minerales de óxidos y sulfuros. Se excluyen los minerales de fundición directa. Muestreo: corresponden a las preguntas que dicen relación con la forma de seleccionar la muestra, éstas pueden ser por medio de torres de muestreo o de manera artesanal dependiendo del Poder de Compra. Preparación de Muestras o Refino: son todas las preguntas enfocadas al acondicionamiento de las muestras para el envío a laboratorio químico, estas actividades y equipos se encuentran en salas de secado y refino.
Este cuestionario se diseñó para ser completado por el memorista o algún integrante del equipo de trabajo previamente capacitado para ello, así, es de vital importancia que el encuestador se encuentre en presencia de los equipos y procedimientos que pretende levantar. Por este motivo, el cuestionario fue completado en los distintos viajes a terreno realizados. 24
8.1.3. Situaciones no conformes observadas Durante el levantamiento de la situación actual en los distintos Poderes de Compra, se observaron algunos sucesos que deben ser mejorados o corregidos. Las observaciones más relevantes observadas en algunos Poderes de Compra son: 1. Recepción y Pesaje de Mineral a. Deficiente inspección de camiones a su ingreso y salida del Poder de Compra: al ingresar, el Operador de Báscula no cuenta con la visibilidad necesaria para ejecutar controles de carga. b. Las básculas son plataformas planas sin diferencia entre la plataforma y sus costados: esta disposición de las romanas posibilitan dejar un neumático fuera de la báscula, realizando un pesaje erróneo. Se puede producir este error a la entrada o salida de los camiones. c. Deficientes condiciones laborales del Romanero: se observaron algunos lugares de trabajo sin climatización, y ausencia de baños en el mismo sector de trabajo. d. La impresión de las boletas de pesaje son de mala calidad: las boletas son el testimonio y prueba del ingreso de un camión al sistema, son usadas para la liquidación de lotes, por el Agente de Compra, por el Encargado de Canchas y por el Jefe de Turno para la confección del programa de chancado y muestreo. Estas boletas al ser de baja calidad presentan números borrosos, pudiendo dar inconsistencias en los datos. e. Potenciales errores en el registro de la granulometría: esto se puede deber a errores humanos al registrar incorrectamente en la boleta de pesaje las características del mineral, o a equivocaciones al transmitir esta información vía radio al Operador de Báscula. f. Stock insuficiente de tablillas de identificación de lotes en cancha: Se observaron lotes identificados sólo con estacas. En la actualidad se usan dos tablas, una bajo el lote “muerto” y la otra sobre éste “vivo”, que contienen el número de lote correspondiente. g. La tablilla identificadora superior o “vivo”, se puede perder o confundir con las de otros lotes: esto se debe a que se puede cortar el cable que une ambas tablillas, causando confusión y en algunos casos perdidas de lotes. h. Los lotes en cancha sufren el riesgo de mezclarse unos con otros: esto se debe a reducidos espacios y a canchas sobre cargadas de minerales. i. Canchas de minerales de Fundición Directa muy cerca de los minerales para concentrar: se pueden encontrar lotes de alta ley de cobre o de Fundición Directa, muy cerca de lotes con bajas leyes, lo que implica un riesgo latente de mezclarse y producir un alza en la ley de cobre de los óxidos o sulfuros, y una disminución de los minerales de Fundición Directa. Otro problema asociado es el riesgo de robos o intervención de terceros. j. Riesgo de manipulación o intervención de lotes por falta de vigilancia y seguridad: hay canchas con poca vigilancia, con fácil acceso para los Productores Mineros y trabajadores de otras áreas que pueden caminar libremente entre los lotes. 25
k. Falta de mantención de canchas: canchas que no están cubiertas por material curado (Material que presenta una base de elementos o metales del tipo que se deposita en el sector, aportado por restos de lotes antiguos). En algunos casos hace falta, riego permanente para disminuir la polución. l. Información en exceso al Encargado de Cancha: en algunos Poderes de Compra realiza la innominación o codificación de los lotes, por lo que conoce toda la relación de éste, (lo cual debería ser manejado sólo por el Jefe de Compra) además, recibe los frascos con muestras que son enviados a su oficina en espera de ser refinados, como también recibe los paquetes finales con muestra que son enviados a su oficina después del refino, a la espera de ser entregados al Agente de Compra o a Productores Mineros. Es decir, el Encargado de Cancha conoce de quien es la muestra en la que se está trabajando en cada una de las etapas, dejando sin efectos la innominación de las muestras. m. Bodegas de paquetes y testigos de transferencia abiertas, algunas bodegas se mantienen con supervisión insuficiente, dejando acceso a las muestras a personas que no deberían tenerlo. 2. Muestreo y Preparación de Muestras a. Inexistencia de torres de muestreo en algunos poderes de compra: se realiza el muestreo de manera artesanal o con equipos fuera de norma o en forma inadecuada. b. Sellos y chutes9 en mal estado: se observó una serie de equipos con sus traspasos y chutes con los sellos en mal estado o sin instalar, siendo esto una posible fuente de contaminación para las muestras y puntos de acceso para intervenirlas. c. Inadecuado resguardo de torre de muestreo: en los lugares donde hay torres de muestreo éstas no permanecen adecuadamente cerradas, permitiendo el acceso a la línea que lleva la muestra. d. Insuficientes programas de mantención: los diferentes equipos involucrados en el proceso de muestreo, desde los chancadores a cortadores, no cuentan con programas de mantención adecuados. Dando origen en algunos casos a equipos en mal estado, los cuales no realizan a cabalidad su labor. Esta situación deriva de que la prioridad en las faenas está centrada en la producción. e. Testigos y paquetes extraviados: se observa que a pesar de existir bodegas habilitadas para el almacenamiento, al momento de solicitar algunos testigos de lotes elegidos en forma aleatoria para un posterior análisis, éstas no fueron encontradas en su totalidad. f. Equipo fuera de norma en envasadora: estos son cortadores de muestra que desvían el flujo en dos partes. Según los expertos en muestreo esta situación es altamente inconveniente lo que se confirma en las normas JIS 8100 y normas CNAM de CODELCO, donde se indica que los cortadores tipo flap Flap o desviadores de flujo, sesgan la muestra, por lo que no son recomendables para su uso. 9
Tubos de descarga de equipos
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g. Algunas torres de muestreo no cuentan con sistema de limpieza: en este caso el mineral retenido en los equipos pueden contaminar otros lotes de mineral, el riesgo aumenta para lotes de menor tonelaje. En las torres donde sí existe algún sistema de limpieza, no se observó procedimiento para su aplicación. h. Instalaciones e implementos inadecuados en la sala de refino: los instrumentos utilizados para el refino de las muestras, presentan debilidades en su infraestructura, es decir, molturadores, tamices y roleadores inadecuados o en mal estado. i. Secado y refino en una misma sala: en la mayoría de los Poderes de Compra, la acción de secar las muestras se realiza en la misma sala que el refino de ésta. Esto implica que el refinador trabaja con más de una muestra a la vez, lo que puede provocar confusiones, contaminación cruzada, intervenciones o pérdidas de muestras. j. Los hornos de secado se encontraron sobre la temperatura adecuada: las muestras se deben secar a no más de 105ºC, de lo contrario elementos químicos podrían quemarse o evaporarse, provocando alteraciones químicas en la muestra. k. Salas de refino sin sistema de limpieza: se observaron salas de refino sin sistema de aire comprimido para la limpieza de los equipos, y otros sin los procedimientos de limpieza correspondientes. 3. Observaciones Generales a. Procedimientos generales: sólo existen procedimientos generales donde se establecen para varios procesos, difíciles de identificar para procesos específicos, por este motivo se encuentran acciones que contaminan las muestras o aumentan el error asociado. b. Falta de seguridad para los representantes o Productores Mineros que deseen presenciar el muestreo: sólo algunos Poderes de Compra cuentan con sectores restringidos y seguros para la observación del proceso. En el resto de los Poderes de Compra, el representante o el Productor Minero accede con facilidad a las áreas e instalaciones, sin las condiciones de seguridad pertinentes (capacitación y elementos de protección personal).
8.2.
Determinación de las mejores prácticas
De acuerdo a la metodología definida se procede a desarrollar un modelo que permita rescatar las mejores prácticas desarrolladas internamente en ENAMI, en conjunto con la experiencia de diversos expertos, por medio de documentos y estudios realizados por éstos. Para realizar los modelos planteados en la metodología es necesario realizar un levantamiento de las mejores prácticas significativas, analizando la situación actual de los Poderes de Compra.
27
8.2.1. Análisis de la situación actual y levantamiento de las mejores prácticas Las mejores prácticas observadas y mejoradas, que son significativas para el desarrollo de un modelo de muestreo, un modelo de equipamiento e infraestructura y finalmente para el desarrollo de un diseño de procesos son los siguientes: 1. Recepción y Pesaje de Minerales a. La caseta del Operador de Báscula debe estar a una altura mínima de 1 m, para la inspección directa de la carga del camión al momento de ingresar. b. Las plataformas de pesaje de las básculas deben tener soleras guías a los costados, buscando que el camión quede totalmente sobre la báscula. c. Las casetas de pesaje deben incluir un sistema de presurización, para mantener una mayor presión en su interior, así impedir el ingreso de partículas en suspensión, mejorando las condiciones laborales y disminuyendo el rápido deterioro de impresoras y computadores. d. Las casetas de pesaje deben tener buenas condiciones de trabajo, es decir, un baño cerca, climatizador, elementos de seguridad como pasamanos. e. Al bajar el nivel de partículas en suspensión es posible el uso de impresoras láser de alta definición, para la impresión de boletas y documentos, permitiendo un registro más confiable y copias de mejor calidad. f. La recepción de minerales en especial las plataformas de pesaje, deben estar bien iluminadas, de no ser así, se deben instalar torres de iluminación, de manera de permitir operaciones en horarios de poca luminosidad. g. El Encargado de Cancha debe tener en su poder un equipo computacional portátil que le permita ingresar información en línea, dejando de lado la anotación de antecedentes en boletas o guías de despacho a mano. h. Las canchas de minerales deben tener un reticulado10, el cual permita mantener los lotes separados el uno del otro. Mejora la gestión de lotes y previene la pérdida de ellos, donde el Encargado de Cancha, debe dejar registro de las coordenadas del sector donde está cada uno de los lotes. i. Es importante separar las canchas de minerales con altas leyes, como los minerales de fundición directa, de los minerales de concentración, los cuales presentan leyes entre 1% a 3%. Además, restringir el acceso a las canchas de minerales de fundición directa, previniendo intervenciones o robos. j. Se deben mantener las canchas en buen estado, manteniendo siempre una capa de material curado, en las canchas de minerales de concentración. Mientras que las canchas de fundición directa, deben estar pavimentadas. Todas las canchas se deben regar permanentemente para disminuir las partículas en suspensión, el riego debe ser superficial y sólo para humedecer, ya que se trabaja con el mineral en seco. k. Las canchas deben estar permanentemente iluminadas, en especial las canchas de minerales de concentración directa, las cuales se encuentran en un mayor riesgo de adulteración o robo. Por este motivo se hace imperante la instalación 10
Cuadricula en el piso, que permite asignar coordenadas a cada cuadro.
28
de torres de iluminación, permitiendo además continuar con las operaciones durante la noche. l. Es necesario un sistema de identificación de lotes que permita mejorar el control de éstos, el cual será detallado en la sección 8.2.3. m. Las bodegas con muestras deben estar cerradas y el acceso restringido sólo al Encargado de Bodega, quien debe recepcionar y registrar todas las muestras recibidas, para luego guardarlas de manera ordenada en estanterías numeradas. 2. Muestreo y Preparación de Muestras a. El sistema de muestreo debe realizarse por medio de una torre de muestreo, la cual debe tener todos sus accesos restringidos cuando se encuentre en operaciones, y todos los chutes o traspasos deben estar cerrados por medio de sellos numerados para asegurar que no sean abiertos en circunstancias que no correspondan. b. Todos los Poderes de Compra deben realizar el muestreo por una torre de muestreo estándar, de manera de homologar la forma de realizar el muestreo, y centralizar la compra de repuestos e insumos. c. Al inicio del turno de trabajo se debe realizar la limpieza integral de la torre, además de un chequeo rutinario de todos los equipos de la torre. Se debe seguir un programa de mantención periódico. En caso de una no conformidad, la torre de muestreo queda no operativa hasta el arreglo de ésta. d. Es necesario un sistema de seguimiento que permita la trazabilidad de las muestras y testigos generados por el proceso, para ello se describirá el sistema de identificación, el cual permitirá acceder a la información en tiempo real. e. Todas las torres de muestreo deben terminar el proceso en una envasadora automática, ésta debe ser capaz de separar en dos frascos la muestra sin perder representatividad, sellar éstos y dejarlos fuera del recinto. Sin la intervención del personal, más aún, las envasadoras deben tener el acceso restringido. f. Las torres de muestreo deben tener integrado un sistema de limpieza, la experiencia muestra que el aire a presión es un buen método para deslizar los minerales de la torre a chutes de salida, limpiando el sistema. Esta limpieza se debe hacer entre el muestreo de un lote y otro, de manera de minimizar la contaminación de las muestras. g. Para la reducción de muestra las mejores prácticas se dan cuando el secado de las muestras se realiza de manera separada a la reducción y refino de ésta. Es por ello necesario la instalación de salas de secado separadas de las de refino. h. La temperatura de secado en los hornos, no debe superar los 105ºC, a una temperatura superior las muestras pueden verse alteradas al evaporarse elementos químicos. i. Las bandejas de secado, deben ser de acero inoxidable, las bandejas enlozadas se pican, alterando las muestras. j. En las salas de refino, el Refinador, debe trabajar con una sola muestra a la vez, de manera de no mezclar o confundir muestras. k. Las salas de refino deben tener el equipamiento adecuado, éste se detalla en la sección 8.2.3. 29
l.
Las salas de refino se deben limpiar después de la preparación de cada muestra, usando aire a presión y brochas.
8.2.2. Desarrollo modelo de muestreo Según la teoría de muestreo, un sistema de muestreo representativo debe realizar una toma de muestras donde cada una de sus partículas tenga la misma probabilidad de ser seleccionada, esta labor se facilita al homogenizar la población a muestrear, entre menos homogénea sea, mayor debe ser el tamaño de la muestra. Desde esta primicia se procede a diseñar un sistema de muestreo. En la industria de la minería, la mejor manera de tomar una muestra es por medio de una torre de muestreo, que útiliza el poder de la gravedad para realizar una serie de cortes y de disminuciones de tamaño de las partículas mientras el mineral baja a través del sistema. Al tratarse de minerales con diferentes condiciones de recepción, se diseñaron por separado las torres de muestreo de Minerales de Concentración de las torres de muestreo de Fundición Directa. Ambas torres contienen un sistema de limpieza interno usando aire a presión, por medio de pistones en diferentes puntos de los equipos de la torre, permitiendo arrastrar las partículas que aún quedan en el interior, hacia chutes de salida. De esta manera se previene la contaminación entre lotes. Ambientalmente se considera un sistema de limpieza externo que permite limpiar los sectores de las torres alrededor de los equipos de muestreo. Además, las torres de muestro cierran sus operaciones en una envasadora totalmente automática, la cual en primer lugar, separa la muestra en dos frascos, por medio de un equipo llamado homogeneizador divisor, el cual homogeniza 2 veces la muestra, para posteriormente dividirla en dos. Luego, la envasadora sella los frascos con un sistema a presión, e inmediatamente los deja fuera del área de trabajo. Todas las operaciones de la envasadora se realizan sin intervención humana, y más aún, el acceso debe estar restringido al momento de realizar un muestreo. -
Modelo de muestreo Minerales de Concentración
El mineral a muestrear por este modelo, corresponde a óxidos y sulfuros de cobre, con una ley que fluctúa entre el 1% y 2%. El lote mínimo permitido es de 10 toneladas, mientras el máximo es de 200 toneladas. Tomando en consideración estos datos se procede al diseño del modelo. El primer problema a solucionar consiste en determinar los equipos a instalar en el interior de la torre y el orden en que éstos deben operar. Para ello se tomaron diseños ya probados en la industria, como es el ejemplo de las torres de muestreo presentadas en los catálogos de equipos Denver. Toda la literatura y la experiencia acumulada externa como de ENAMI hasta ahora, recomiendan el uso de los siguientes equipos, en este orden: 1- Cortador de flujo transversal 2- Chancador de mandíbulas primario 30
34567-
Cortador giratorio Chancador giratorio secundario Cortador giratorio Chancador de mandíbulas fino terciario Envasadora automática
El motivo de este orden principalmente, es el hecho de que entre dos cortes de muestra, debe existir una reducción de la granulometría, de manera de aumentar la homogeneidad del mineral y por consiguiente ser capaz de disminuir el tamaño de la muestra sin perder representatividad. La manera de operar la torre consiste en: el cortador transversal tipo Denver corta una muestra de un determinado porcentaje del lote chancado, esta muestra es triturada en el chancador de mandíbulas el cual reduce su granulometría permitiendo la siguiente reducción de la muestra por medio de un cortador giratorio tipo Vezin, posteriormente la muestra cortada es chancada por medio del canchador giratorio o de cono, volviendo a disminuir su granulometría de manera de volver a extraer una muestra por medio del segundo cortador giratorio. Todo este proceso tiene como finalidad extraer un total aproximado de 6 kg al cual se reducirá su granulometría una vez más, mediante un chancador de mandíbulas fino, para luego dividir ésta en 2 frascos, proceso que se desarrolla en el interior de la envasadora automática. A continuación se determinaron características técnicas de los equipos considerados, tales como, la abertura de las cucharas, la granulometría de descarga de los chancadores, etc., de cada uno de los componentes de la torre de muestreo, con el fin de obtener una muestra representativa. Para este estudio se fijo como objetivo lograr una muestra representativa con un error muestral inferior al 5%, según la teoría de Pierre Gy. Las características de equipamiento a determinar, y por consiguiente del error muestral, dependen principalmente de las características propias del mineral a muestrear, en especial del grado de liberación de las partículas. Según la especie mineralógica es posible determinar la constante característica de éste, con el cual se determina el error muestral del sistema de muestreo. Desde un punto de vista estadístico, el ideal seria diseñar una torre de muestreo para cada una de las especies compradas por ENAMI, siendo esta alternativa inviable económicamente debido a la gran variedad de minerales comprados y al elevado costo de las torres de muestreo. Por esta razón, se realizó el diseño de una torre de muestreo, con la constante característica de la especie que presente las condiciones más dificultosas de liberación de partículas. De esta manera la especie mineralógica a considerar corresponde a la Crisocola, el cual es un óxido de cobre. Ésta tiene una constante empírica cercana a 10. Al tomar la constante con el peor escenario, y diseñar la torre para que no supere el 5% del error muestral, se dejan todas las demás especies mineralógicas cubiertas de manera que éstas presenten errores inferiores a la especie en estudio, debido a que presentan constantes de menor magnitud. Esta afirmación se puede validar analizando la ecuación (7.5), donde entre mayor sea la constante característica del material, mayor será el error muestral de ésta.
31
Otro concepto a considerar en el diseño de una torre de muestreo, es la capacidad que debe tener según los volúmenes máximos y mínimos de recepción permitidos por ENAMI, estudiando los flujos másicos de su interior, asegurándose de que no se formen estancamientos o sobrecarga en algún chute o equipo, de esta manera se asegura una correcta operación de la torre. Considerando la especie mineralógica y el flujo másico, es posible determinar las características técnicas de la torre en relación a los porcentajes de corte, la granulometría de salida exigida a cada chancador. Los resultados arrojados por el análisis son los siguientes: 1. El cortador transversal debe cortar 500 kg de muestra regulando la frecuencia del corte según el tamaño del lote. 2. A continuación el chancador de mandíbulas debe chancar a una capacidad sobre 1 tonelada por hora, y tener una tolva de alimentación con una capacidad de 400 kg. La granulometría de descarga del chancador debe ser un 95% bajo 0,5 pulgadas. 3. El cortador giratorio, debe extraer a continuación 56 kg, por medio de 2 cucharas giratorias, con una velocidad de 0,18 vueltas por segundo. 4. El chancador de cono, debe tener un alimentador vibratorio, para un correcto funcionamiento de éste, además de una capacidad mayor a 0,8 toneladas por hora. La granulometría de descarga del chancador debe ser un 95% bajo 0,125 pulgadas. 5. El segundo cortador giratorio debe cortar el mismo porcentaje del primero, es decir, un 11,3%, con las mismas características técnicas de manera de facilitar y disminuir costos de recambio de piezas. En consecuencia, este Vezan deberá extraer 6,4 kg aproximadamente. 6. El chancador elegido para bajar la granulometría previa entrada a la envasadora automática, es un chancador de mandíbulas capaz de disminuir la granulometría hasta un 95% bajo 2 mm. Este equipo tiene una capacidad de 0,14 toneladas por hora, suficiente para los 6,4 kg que deberá triturar. 7. Finalmente la muestra entra en la envasadora automática, donde es separada en dos frascos, los cuales salen totalmente sellados. El detalle del modelo de muestreo de minerales de concentración, al igual que los análisis desarrollados para la elaboración de éste, se encuentra en el Anexo D: Diseño torres de muestreo, junto al análisis de las condiciones de borde y factibilidad técnica. -
Modelo de muestreo Minerales de Fundición Directa
El mineral a muestrear por este modelo corresponde a minerales con alto contenido de oro o cobre, llamados minerales de fundición directa, debido a que éstos pasan directamente a fundición sin ser concentrados previamente. Con respecto a los minerales de cobre, éstos pueden ser sulfuros u óxidos indistintamente, pero con porcentajes de cobre superiores al 12%. Mientras que en los minerales de oro, éstos deben contener sobre 40 gramos de oro por tonelada. El lote mínimo permitido es de 1,5 toneladas, mientras el máximo es de 20 toneladas.
32
Al tratarse de lotes de menor tamaño, es posible extraer un porcentaje menor de muestra, es por ello que la torre de muestreo para minerales de fundición directa puede contar con un cortador de muestras menos que la torre de muestreo para minerales de concentración. Los equipos a instalar en la torre de minerales de fundición directa, tomando la experiencia ya adquirida en el muestreo de minerales de concentración, son los siguientes: 123456-
Chancador de mandíbulas primario Cortador de flujo transversal Chancador giratorio secundario Cortador giratorio Chancador de rodillos terciario Envasadora automática
La manera de operar de la torre de muestreo de fundición directa es similar a la torre de muestreo de minerales de concentración, salvo porque la primera realiza un corte menos cuando se trata de lotes de menor tamaño. A continuación se determinaron las características técnicas de los equipos a considerar en la torre de muestreo, con el fin de obtener una muestra representativa, igual que en la torre de muestreo de minerales de concentración, se fijó como objetivo lograr una muestra representativa con un error muestral inferior al 5%, según la teoría de Pierre Gy. En este caso, se usó la constante de liberación del oro (C=73,02), la cual presenta el escenario más desfavorable, dejando la liberación del cobre cubierta por la constante de liberación del oro. Luego, al analizar las condiciones de borde, en relación a los distintos escenarios que ENAMI puede experimentar, se determinó: -
-
Se debe instalar una tolva de alimentación para el chancador giratorio, con una capacidad de 150 kg, al presentarse una posibilidad de retención de material si se opera el chancador de mandíbulas primario a su máximo nivel. Se observó además, que para lotes inferiores a 1,5 toneladas, el cortador primario no será capaz de extraer la cantidad de muestra a la que debe estar programado. Por reglamento de compra de ENAMI, esto no debería de suceder.
Por último, los resultados del diseño de la torre de muestreo para fundición directa, respetando las normas actualmente vigentes y tomando la experiencia acumulada por ENAMI en la materia, se tienen las siguientes características de equipamiento: 1- Chancador de mandíbulas: debe tener una capacidad promedio de 7 ton/h y una granulometría de descarga con un 95% bajo 0,5”. 2- Cortador de flujo transversal: debe cortar 200 kg de muestra regulando la frecuencia del corte según el tamaño del lote. 3- Chancador giratorio: con una capacidad de 1 ton/h, este chancador debe estar instalado bajo una tolva con capacidad para 150 kg, y un alimentador vibratorio. La granulometría de descarga debe ser un 95% bajo 0,125”. 4- Cortador giratorio: debe cortar un 2,5% de la muestra inicial, por medio de 2 cucharas. 33
5- Chancador de rodillos: la capacidad de éste es superior a los 0,8 ton/h, con una granulometría de descarga de un 95% bajo 1 mm, lo cual mejora la liberación del oro. 6- Envasadora automática: con las mismas características de la torre de minerales de concentración, es decir, divide la muestra en dos, por medio de un homogeneizador divisor, para luego envasar ambas muestras en dos frascos sellados a presión. El detalle del modelo de muestreo de minerales de fundición directa, junto a los análisis desarrollados para su elaboración, se encuentran en el Anexo D: Diseño torres de muestreo. 8.2.3. Desarrollo del modelo de secado y refino El desarrollo de este modelo determina la necesidad de equipamiento e infraestructura de las salas de secado y refino, de manera de mantener la representatividad de las muestras. El proceso de secado debe estar separado del proceso de refino, debido a que en el primero es posible trabajar con varias muestras con un menor riesgo de contaminación o mezclas entre muestras. Por otra parte, el secado se realiza en hornos industriales con una capacidad de alrededor de 40 muestras, donde una muestra puede tardar hasta 3 horas en el horno y un operador puede trabajar hasta con 3 hornos de secado sin problema. Mientras que el proceso de refino requiere de la atención permanente del refinador, y éste puede tardar entre 30 a 40 minutos por muestra refinada. Las salas de secado deben estar equipadas principalmente con un mínimo de 1 horno de acero inoxidable, un cortador riffle11 para dividir muestras de manera representativa, una báscula digital y por último un estante de transferencia el cual permite almacenar, administrar y enfriar las muestras, mientras éstas esperan ser refinadas. Las salas de refino, por su parte deben estar equipadas con un pulverizador de anillos, tamices de acero inoxidable para oro y cobre, un homogeneizador o roleador de tambor y por último un divisor de muestra automático o cortador riffle. Es importante mencionar, que tanto la sala de secado como la de refino, deben contar con un sistema integral de limpieza compuesto por pistolas de aire a presión, brochas, cuarzo y campanas de extracción de material particulado, con el fin de poder realizar una limpieza profunda antes de refinar cada muestra. Este sistema de limpieza debe impedir la contaminación cruzada entre muestras y la existencia de partículas en suspensión. El detalle de las descripciones de cada uno de los equipos considerados así como la argumentación de su elección se encuentra en el Anexo E: Diseño sala de secado y refino. 8.2.4. Desarrollo del modelo de observación e identificación Para lograr un control profundo sobre el proceso de compras y en especial sobre el muestreo y preparación de muestras, es de vital importancia poder contar con sistemas que permitan trazar todos los productos desarrollados durante el proceso, tales como, muestras,
11
Cortador, que consiste en canales o chutes en forma de V.
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testigos, documentos y análisis. Además de controlar la correcta aplicación de los procedimientos en cada una de las etapas de la compra. Con este fin se confeccionaron dos sistemas, uno de observación de muestras y otro de identificación. Sistema de Observación El sistema de observación busca controlar las actividades realizadas en el proceso de compras, por medio de la instalación de cámaras de video digitales en distintos lugares de los Poderes de Compra. Estas cámaras registrarán todo lo sucedido en tiempo real en las distintas faenas, pudiendo entregar información visual a Jefe de Compra, Jefes de Faena, Representantes de la Gerencia Comercial y por último a Auditoría. Otro objetivo es permitir presenciar el proceso de compras y en especial el de muestreo y preparación de muestras a los Productores Mineros a distancia, por medio de la instalación de una sala de observación equipada con pantallas. Esto permitirá que los Productores Mineros no tengan contacto directo con los empleados que manipulan la muestra y testigos, además de asegurar la seguridad de ellos, al no exponer a personas a accidentes de la faena. La forma de operar del sistema de observación es por medio de cámaras de video digital conectadas mediante Wifi a un servidor central, donde se almacenarán las imágenes durante cuatro meses. Los Productores Mineros tendrían que recurrir al programa de chancado para acceder oportunamente a la observación de su lote a presenciar el procesamiento de su lote identificándose con su número de lote en el horario estipulado en el programa de muestreo o preparación de muestras en la sala de observación, donde se expondrá el proceso requerido en una de las pantallas. Por otra parte, las jefaturas con autorización de acceso a las imágenes, deberán conectarse mediante Intranet al servidor del Poder de Compra por medio de su computador.
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PC
Cámara Digital
Sistema de Observación
Pantalla LCD Router Inalámbrico
Servidor
Cámara Digital
Cámara Digital
Figura 12: Modelo de Observación
Sistema de Identificación El sistema de identificación por su parte tiene por objetivo lograr la trazabilidad en cada una de las etapas del proceso de compra, este sistema debe ser capaz de registrar toda la información relacionada al proceso y en especial a cada muestra, testigo o lote. Para incorporar la información requerida durante el proceso, a cada lote se le asignará un número único, todo lo generado de este lote, como muestras o testigos se identificarán con el mismo número. Dentro de la faena los operarios y funcionarios de ENAMI no deberán conocer la procedencia de los lotes, para eliminar incentivos de colusión con algún Productor Minero, para ello los números de lotes deben ser codificados o encriptados, con este fin, los lotes serán identificados por un código de barras (codificación del número de lote) el cual deberá estar en cada producto generado por el proceso. Es necesario, para la implementación del sistema de códigos de barras, la instalación de computadores y lectores de códigos de barras en cada una de las etapas del proceso. De esta forma se podrá saber toda la información de un lote relacionada con el proceso tales como, persona que realizó el muestreo, lugar de la cancha donde permaneció el lote, tiempo que tomó el refino de una muestra, tiempo de secado de una muestra en particular, etc. Con este sistema es posible registrar toda la información que se requiera, además se entregará sólo la información necesaria sobre un determinado lote para la realización de una determinada acción al operador correspondiente, por ejemplo, el Refinador sólo necesita conocer el Tamiz que debe utilizar para cada muestra, mientras que el Operador de la Torre de Muestreo necesita saber sólo el peso bruto redondeado del lote a muestrear, etc. 36
PC Escáner CB PDA Escáner CB
Sistema de Identificación
Router Inalámbrico
PC
Servidor
PC Escáner CB
PC Escáner CB
Figura 13: Modelo de Identificación
Los flujos de información en este modelo deben ser en ambos sentidos, por una parte el operario deberá acceder a la información requerida para la tarea a realizar, por otra parte, el operador debe ingresar la información que se requiere y dentro de lo posible el mismo sistema debe incluir la información de manera objetiva, como por ejemplo, hora de ejecución, personal que realiza una tarea en particular, etc. Ambos modelos, identificación y observación, deben relacionarse e intercambiar información. De esta manera, el sistema de observación deberá reconocer cuando un lote pasó una etapa en particular y mostrar las imágenes de ésta. Esto permitirá un mayor control en el proceso de compra, al poder revisar visualmente lo sucedido en alguna actividad del proceso al presentarse alguna anomalía en los datos. La infraestructura requerida para la implementación de ambos sistemas consta de la instalación de computadores, cámaras y lectores de código de barras en cada uno de las actividades o subprocesos que componen la compra. De manera transversal, se debe incluir la instalación de una red inalámbrica en cada uno de los Poderes de Compras, para intercomunicar las partes. 8.2.5. Desarrollo modelo de recepción y pesaje A continuación se procederá a describir el equipamiento e infraestructura necesario para la recepción de minerales, el detalle de los equipos considerados como modelo, se encuentran en el Anexo G: Levantamiento, Modelo y Brecha de Inversiones.
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-
Modelo de equipamiento e infraestructura Minerales de Concentración
Los equipos considerados como modelo para la recepción del proceso de compra de minerales de concentración son los siguientes: 1- Recepción y Pesaje a. Básculas con celdas de carga de 20 m x 3 m, digitales. b. Casetas de pesaje a 2 m de altura, presurizadas. c. Impresoras y computador alternativos para pesaje. d. Soleras guías en la plataforma de carga. e. Iluminación del sector de pesaje. f. Construcción de un peso patrón por Poder de Compra. g. Iluminación de las canchas de minerales de concentración. h. Canchas de recepción sectorízadas. -
Modelo de equipamiento e infraestructura Minerales de Fundición Directa
El equipamiento y las instalaciones necesarias para el correcto funcionamiento de la recepción y muestreo de minerales de fundición directa, es similar al equipamiento considerado para los minerales de concentración, salvo que en el caso de los minerales de fundición directa, es preciso aumentar las medidas de seguridad. Los equipos considerados para la recepción de minerales de fundición directa considerados como modelo son los siguientes: 1- Recepción y Pesaje a. Básculas con celdas de carga de 20 m x 3 m, digitales. b. Casetas de pesaje a 2 m de altura, presurizadas. c. Impresora y computador alternativos para pesaje. d. Soleras guías en la plataforma de carga. e. Iluminación del sector de pesaje. f. Pavimentación de las canchas de recepción de minerales de fundición directa. g. Instalación de cierre perimetral para las canchas de minerales de fundición directa. h. Dispositivo de llenado de maxisacos12 (permite llenar maxisacos con minerales de fundición directa). i. Construcción de un peso patrón por Poder de Compra. j. Iluminación de las canchas de minerales de fundición directa. k. Capacidad para traslado y manejo de lotes.
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Sacos de polietileno de alta resistencia, con una capacidad promedio de 2 toneladas, con asas para su traslado y contornos reforzados para una mayor durabilidad.
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8.3.
Brecha de inversión
Una vez obtenido el modelo objetivo, determinado por las mejores prácticas y las normas vigentes, se procede a comparar la situación actual de los Poderes de Compra con el modelo, con el fin de establecer la brecha de inversiones necesarias para homologar el equipamiento y la infraestructura de todos los Poderes de Compra. Antes de determinar la brecha de inversión necesaria, es importante evaluar el nivel de servicio entregado por cada uno de los Poderes de Compra, es decir, identificar y evaluar los productos recepcionados por cada uno y en consecuencia los servicios entregados por éste. Por una decisión estratégica y para un mayor acercamiento a los Productores Mineros, la mayoría de los Poderes de Compra deben recepcionar minerales de concentración, éstos al recibirse en grandes volúmenes deben ser muestreados en el lugar de recepción, antes de ser conjuntados. La capacidad que estos Poderes de Compra deben disponer para la recepción, está determinado por los datos históricos y la experiencia obtenida en el periodo de sobre abastecimiento (alto precio del cobre), los cuales fueron recogidos en el levantamiento de la situación actual. La capacidad de un Poder de Compra de recepción y muestreo está determinada por la línea de chancado, si esta tiene una capacidad de 100 toneladas por hora, la torre de muestreo funcionará a la misma capacidad. Mientras que la decisión de recibir óxidos y/o sulfuros, depende principalmente de las instalaciones de cada lugar, las cuales fueron situadas de acuerdo a la oferta existente en cada sector, es decir, en los Poderes de Compra con plantas de concentración de óxidos (lixiviación), se reciben minerales oxidados. Sobre los minerales de fundición directa, se puede realizar una evaluación económica para determinar los Poderes de Compra que recepcionarán minerales de fundición directa. Esta evaluación se presenta a continuación. 8.3.1. Evaluación de recepción de Minerales de Fundición Directa La recepción de minerales de fundición directa, es una ayuda dirigida a los pequeños mineros y en especial a los mineros artesanales, quienes siguiendo las betas pueden extraer minerales con un alto porcentaje de cobre, oro o plata. Estos minerales en general son costosos de procesar y presentan una dificultad extra para ENAMI el hecho de contar con un costo de logística elevado. En resumen para ENAMI los minerales de fundición directa representan un problema operativo. Una vez que los minerales de fundición directa son recepcionados, éstos deben ser trasladados a la Fundición HVL en Copiapó o a la Fundición de Ventanas. El muestreo hoy en día lo realiza cada uno de los Poderes de Compra que recepcionan minerales de fundición directa, éstos son: -
Mantos Blancos – Antofagasta Planta Taltal – Taltal Planta Salado – El Salado 39
-
Fundición HVL – Copiapó Planta Vallenar – Vallenar Guayacán – Coquimbo Delta – Ovalle Portezuelo – Illapel Agencia Ventanas – Ventanas
El muestreo que se realiza en estos lugares es artesanal usando equipamiento precario, es decir, no existe una torre de muestreo para fundición directa. Las alternativas que se evaluaron para la recepción de minerales de fundición directa son las siguientes: 1- Instalar una torre de muestreo en cada uno de los 9 Poderes de Compra que recepcionan minerales de fundición directa, y luego despachar éstos a las fundiciones de HVL y Ventanas. 2- Instalar sólo 4 torres de muestreo regionales (Mantos Blancos, Fundición HVL, Guayacán y Ventanas) y en los 5 Poderes de Compra restantes recepcionar los minerales y embolsar éstos en maxisacos para luego ser trasladados a las fundiciones donde serán muestreados. 3- Instalar 2 torres de muestreo en las fundiciones de HVL y Ventanas, y en el resto de los Poderes de Compra recibir y embolsar en maxisacos, para luego trasladar a fundiciones donde son muestreados. 4- Instalar 1 torre de muestreo en la Fundición HVL, mantener la recepción en la Fundición Ventanas13 y en los 7 Poderes de Compra restantes recepcionar y embolsar en maxisacos y luego enviar a la Fundición HVL. Al traer a tiempo presente los costos de cada una de las alternativas, las cuales se encuentran descritas en el Anexo F: Evaluación Recepción Minerales de Fundición Directa, se puede ver que la alternativa más conveniente para ENAMI es la número 4 con un costo presente de 3 millones de dólares, mientras que la alternativa más costosa es la número 1 con un costo presente de alrededor de 10 millones de dólares. Se puede concluir del análisis, que la inversión de una torre de muestreo es muy elevada en comparación con los pequeños volúmenes de recepción de minerales de fundición directa, por esto, en la alternativa número 4 se aprecia una reducción de los costos por aprovechar economías de estala en las operaciones. Sin contar con el Poder de Compras de Ventanas, ENAMI compra alrededor de 435 toneladas mensuales de minerales de fundición directa, mientras que la capacidad de la torre de muestreo propuesta es de 7 toneladas por hora, lo que implicaría una capacidad de 1.120 toneladas mensuales en 1 turno de ocho horas durante 20 días hábiles. En consecuencia es posible muestrear la recepción de los minerales de fundición directa de 8 Poderes de Compra en una torre de muestreo, además en caso de aumentar el abastecimiento, se aumenta la 13
La fundición de Ventanas es de propiedad de CODELCO, y ENAMI tiene un contrato que especifica las condiciones de recepción de los minerales de fundición directa.
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capacidad del muestreo aumentando los turnos diarios (se pueden instaurar hasta 3 turnos diarios). Con esta medida los Productores Mineros pueden verse perjudicados por dos motivos: 1- El hecho de no poder presenciar el muestreo de sus lotes, al hacerse éste sólo en la Fundición HVL en Copiapó. 2- Tener la percepción del riesgo de pérdida o abertura del maxisaco durante el traslado con los minerales de fundición directa en su interior. Tomando en cuenta estas posibles inquietudes, al implementar el sistema de observación descrito en el punto 8.2.4., sería posible presenciar el proceso de compras a distancia en el Poder de Compra donde éste despachó sus minerales, siempre que los sistemas informáticos lo permitan. Además, los maxisacos deben ir sellados por medio de sellos numerados y con sus respectivos códigos de barras en su exterior, de manera de no perder la trazabilidad de éstos en ningún minuto. El riesgo de pérdida o abertura, se podrá cubrir por medio de seguros que deberá ENAMI exigir a la empresa transportista que corresponda. 8.3.2. Presentación de la brecha de inversión Una vez determinado los Poderes de Compra que contarán con torres de muestreo para minerales de fundición directa y para minerales de concentración, es posible determinar la brecha de inversiones necesarias para homologar los Poderes de Compra de ENAMI, con el fin de poder desarrollar el proceso de compra en cada uno de los Poderes de Compra con la misma infraestructura y equipamiento. Se presenta a continuación en la Figura 14 la brecha de inversiones agregada de cada uno de los Poderes de Compra de ENAMI, donde la inversión total a realizar para homologar los Poderes de Compra hacia el modelo antes presentado, es de 6,1 millones de dólares. El detalle de las inversiones se encuentra en el Anexo G: Levantamiento, Modelo y Brecha de Inversiones.
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PODERES DE COMPRAS 01 - Arica 02 - Santa Margarita 03 - Barriles 04 - Mantos Blancos 05 - Planta Taltal 06 - Planta Salado 07 - Planta Matta 08 - Fundición HVL 09 - Planta Vallenar 10 - Guayacan 11 - Delta 12 - Portezuelo 13 - El Bronce 14 - Las Cenizas 15 - Amalia 16 - FR Ventanas 17 - Rancagua
Básculas
US$ 8.555 US$ 0 US$ 15.742 US$ 15.352 US$ 8.945 US$ 13.945 US$ 13.945 US$ 4.297 US$ 8.945 US$ 69.883 US$ 13.887 US$ 11.836 US$ 0 US$ 0 US$ 0 US$ 0 US$ 69.883
Canchas
US$ 8.320 US$ 2.461 US$ 17.109 US$ 34.648 US$ 39.531 US$ 39.531 US$ 22.969 US$ 23.555 US$ 28.789 US$ 20.000 US$ 38.555 US$ 51.289 US$ 2.461 US$ 2.461 US$ 2.461 US$ 2.461 US$ 29.844
Chancado
INVERSIÓN DIRECTA Muestreo
US$ 11.250 US$ 0 US$ 0 US$ 22.500 US$ 11.250 US$ 0 US$ 11.250 US$ 0 US$ 0 US$ 0 US$ 0 US$ 0 US$ 0 US$ 0 US$ 0 US$ 0 US$ 11.250
US$ 17.813 US$ 269.905 US$ 106.918 US$ 24.648 US$ 65.952 US$ 84.455 US$ 183.656 US$ 544.043 US$ 152.025 US$ 0 US$ 43.463 US$ 38.947 US$ 31.323 US$ 465.226 US$ 483.546 US$ 0 US$ 404.440
TOTAL Refino
US$ 44.945 US$ 0 US$ 64.520 US$ 49.043 US$ 168.266 US$ 46.980 US$ 108.346 US$ 102.918 US$ 182.719 US$ 0 US$ 163.352 US$ 0 US$ 0 US$ 0 US$ 0 US$ 0 US$ 78.543
Sist Obs
US$ 30.064 US$ 28.456 US$ 28.456 US$ 32.806 US$ 40.551 US$ 47.746 US$ 51.774 US$ 44.189 US$ 44.765 US$ 18.074 US$ 40.731 US$ 32.080 US$ 30.473 US$ 30.064 US$ 28.456 US$ 36.288 US$ 28.456
Sist Ident
US$ 15.064 US$ 14.207 US$ 14.207 US$ 15.920 US$ 18.330 US$ 20.916 US$ 21.144 US$ 17.010 US$ 19.594 US$ 10.779 US$ 17.473 US$ 15.920 US$ 14.207 US$ 15.165 US$ 14.919 US$ 17.148 US$ 14.207
US$ 200.000
18 - SIG
US$ 442.545
19 - Equipos Stand-by TOTAL
US$ 136.010 US$ 315.029 US$ 246.953 US$ 194.918 US$ 352.825 US$ 253.573 US$ 413.084 US$ 736.012 US$ 436.837 US$ 118.736 US$ 317.460 US$ 150.073 US$ 78.464 US$ 512.916 US$ 529.382 US$ 55.897 US$ 636.623
US$ 255.215
US$ 366.445
US$ 67.500
US$ 2.916.360
US$ 1.009.632
US$ 593.431
US$ 276.207
US$ 6.127.335
Figura 14: Brecha de Inversión
En Poderes de Compra que pertenecen a terceros y que dan servicios de maquila a ENAMI, se debe exigir por contrato, los cambios propuestos por el modelo, dejando fuera de la brecha de inversiones a éstos. Sin embargo, existen algunas excepciones, como es el caso del sistema de identificación y observación, que deberán ser costeados por ENAMI al tratarse de un sistema interno global, otro caso de excepción es la instalación de torres de muestreo, las que podrán ser instaladas en cualquier Poder de Compra sin importar si son de ENAMI o terceros, ya que estas estructuras se pueden desarmar y trasladar una vez que se termine el contrato. Se considera además, dos inversiones relacionadas al buen funcionamiento y efectividad del proyecto, por una parte, la adquisición de equipos de reposición o stand-by críticos, con el fin de no detener las operaciones en las faenas. Y la inversión de un Sistema Informatico de Gestión (SIG) que permita tomar los datos generados por el proceso de compra y los sistemas de identificación y observación, entregando indicadores de gestión y control a la Gerencia Comercial. El sistema debe permitir una rápida reacción ante no conformidades, y evaluar el desempeño de los Poderes de Compra.
8.4.
Diseño del Proceso de Compra
Tomando en cuenta las mejores prácticas identificadas e incorporando como base, el equipamiento e infraestructura del modelo propuesto, se procedió al diseño de un proceso de compra, que permita asegurar una valorización de los productos comprados por ENAMI, de una forma trasparente y justa para las partes. Con el fin de modelar el diseño del proceso de compra, se hizo uso de diagramas de roles, la descripción de los elementos y figuras utilizadas en los diagramas de flujo que se presentan, se encuentra en la sección de Anexo H: Descripción de elementos de los diagramas de Roles. A continuación se presentan separados los procedimientos para la compra y valoración de los minerales de concentración y de fundición directa.
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8.4.1. Diseño del Proceso de Compra para Minerales de Concentración El proceso de compra diseñado para minerales de concentración se divide en los siguientes sub procesos: -
Pesaje de Ingreso y Egreso Recepción en Cancha Secado de Muestras Determinación Humedad Chancado y Muestreo de Minerales Secado Muestras Calidad Refino de Muestras
La interacción de estos sub procesos y sus interrelaciones se pueden observar en la Figura 15. Gracias a la realización de todos los sub procesos, es posible determinar las características del producto que se está comprando. El detalle de los procesos y en especial de los diagramas de roles, se encuentra en el Anexo I: Detalle de Diagramas de Roles. Allí se presenta además, la información generada por los procesos, estos datos serán incorporados gracias al código de barra que acompañará a los lotes y muestras durante todo el recorrido. Estos registros permitirán trazar el paso de cualquier lote por el proceso de compra. Pesaje de Ingreso a Faena
Pesaje de Egreso de Faena
Recepción en Cancha
Secado de Muestras Determinación Humedad
Chancado y Muestreo de Minerales
Secado Muestras de Calidad
Refino de Muestras
Figura 15: Proceso de Compra Minerales de Concentración
A continuación se procede a analizar y presentar cada uno de los sub procesos identificados. a- Pesaje de Ingreso y Egreso a Faena El objetivo de este proceso es determinar el peso neto de cada mineral recepcionado por los Productores Mineros. Además, normar el ingreso de vehículos en los Poderes de Compra de ENAMI, en cuanto a las características que debe cumplir la carga.
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El proceso de pesaje en Poderes de Compra, se realiza utilizando básculas con celdas de carga calibradas y el soporte computacional de apoyo necesario para realizar las actividades, que incluye sistemas de observación para presenciar actividades e identificación para el registro de lotes y muestras asociadas, desde el ingreso del equipo de transporte hasta la salida del mismo. Los roles identificados en este proceso son: -
Chofer Camión: Corresponde al conductor del camión, responsable ante el Productor Minero del despacho de sus minerales. Encargado de Pesaje: Corresponde a la persona responsable en la cabina de pesaje, en Poderes de Compra con más de una báscula, puede existir Operadores de Báscula que están a cargo del Encargado de Pesaje.
El proceso pesaje de ingreso comienza por autorizar la entrada del camión a la báscula, poniendo atención en que se encuentre correctamente posicionado. De inmediato se verifica la consistencia de los datos (Padrón Minero y Guía de Despacho), la inexistencia de objetos extraños en la superficie del camión, que la humedad no sea excesiva a la vista y todo lo relacionado con la homogeneidad de la carga que se pueda apreciar sin descargar. Una vez verificado que las condiciones sean las adecuadas y no existan no conformidades en relación a lo antes descrito, el Encargado de Pesaje registra el peso bruto del camión y genera los documentos que se requieres (Boleta Provisoria y Códigos de Barras).
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Pesaje de Ingreso a Faena Chofer ChoferCamión Camión
Encargado Encargadode dePesaje Pesaje
Autorizar ingreso a Faena Ingreso camión
Autorizar ingreso a pesaje
Verificar posición camión
Homogeneidad carga superior
No
Si
Recibir guía despacho
No
Registrar e informar a Agente de Compra en todo rechazo Rechazo Recepción
Si Revisar cumplimiento padrón
No
Si Registrar antecedentes para pesaje
Generar número de lote
Registrar peso bruto del camión
Imprimir boleta provisoria
Imprimir set códigos de barras
Enviar antecedentes a Encargado de Canchas
Autorizar ingreso a cancha Camión a cancha
Figura 16: Diagrama de Roles - Pesaje de Ingreso a Faena
Al finalizar el pesaje, el Encargado de Pesaje autoriza al Chofer del Camión a pasar a las canchas de descarga, donde el Encargado de Canchas estará esperando. Finalizado la descarga del mineral y una vez que el Encargado de Cancha autorice al Chofer del Camión, éste debe volver a la báscula a realizar la tara (peso del camión desocupado). Este proceso de tara se observa en detalle en la Figura 17. El proceso de pesaje de egreso consiste principalmente en verificar e introducir los antecedentes brindados por el Encargado de Cancha, revisar que el camión éste bien posicionado en la plataforma de pesaje, para luego registrar la tara del camión. Una vez que el camión realizó su último pesaje, éste puede retirarse de la faena.
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Pesaje de Egreso de Faena Chofer ChoferCamión Camión
Encargado EncargadoPesaje Pesaje
Autorizar ingreso a báscula Ingreso camión para tara Verificar posición camión
Recibir antecedentes de cancha
Registrar antecedentes para pesaje
Verificar condiciones para pesaje
Registrar tara del camión
Imprimir boleta de pesaje definitiva
Entregar boleta de pesaje a transportista
Autorizar salida de camión Salida de Camión Distribuir documentos de pesaje
Figura 17: Diagrama de Roles - Pesaje de Egreso de Faena
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b- Recepción en Cancha El objetivo del proceso es recepcionar los minerales en cancha, verificando la calidad mineralógica de éstos, controlando la humedad y homogeneidad del producto. El proceso de recepción de minerales se realiza descargando los productos, en cancha especialmente tratadas para esta función. Los lotes se ordenan según coordenadas gracias a un reticulado, y se identifican por medio de un identificador primario (muerto) que se encuentra bajo el lote, el que contiene los códigos de barras asociados al lote, en la superficie se instala el identificador secundario con el número de lote anotado en el, ambos identificadores se unen mediante un cable de acero. Los roles identificados en este proceso son: -
Chofer Camión: Corresponde al conductor del camión quien debe descargar los minerales en la cancha de recepción. Encargado de Cancha: Es la persona que está a cargo de la administración de las canchas y en especial de la recepción de minerales. Esta persona debe tener extensos conocimientos sobre mineralogía, y reconocer al mirar el producto, las diferentes minas o yacimientos de proveniencia.
El proceso de recepción comienza una vez que el camión entra en la cancha, el Encargado de Cancha debe solicitar los antecedentes y verificar que éstos correspondan a la carga que se está entregando. Luego, el Encargado de Cancha revisará los antecedentes del Productor Minero, de tener un buen comportamiento, éste podrá optar a descargar su mineral directamente en una de las tolvas de alimentación a la línea de chancado. De lo contrario, el Encargado de Cancha, asignará un sector de la cancha para la descarga. Sin importar si la descarga se hace en tolva o cancha, el Encargado de Cancha debe revisar la calidad de la carga (homogeneidad de la carga y tamaño) y la humedad del mineral. De existir humedad manifiesta, el Encargado de Cancha deberá sacar una muestra de humedad y enviarla a la sala de secado.
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Recepción en Cancha – Minerales Concentración Chofer ChoferCamión Camión
Encargado EncargadoCancha Cancha Recibir antecedentes
Ingreso de Camión a Cancha Recibir e inspeccionar camión en cancha
Consistencia carga e información
Registrar e informar a Agente de Compra en todo rechazo
No
Rechazo Recepción
Si
Antecedentes Prod. Min.
Si
Disponibilidad tolva
No Si Evaluar y asignar sector de descarga
No
Preparar identificación lote
Preparar identificación lote
Autorizar descarga de camión
Autorizar descarga de camión
Revisar calidad carga
No
- Homogeneidad - Tamaño Si
Evaluar humedad
No Rechazo Recepción
H. Manifiesta
Revisar calidad carga - Homogeneidad - Tamaño Si
H. Manifiesta
Evaluar humedad H. Excesiva
H. Excesiva
Realizar muestreo de humedad
Rechazo Recepción
Rechazo Recepción
Identificar y sellar bolsas de muestra de humedad
Sin Humedad
Enviar muestras a Encargado de Refino Sin Humedad
Muestras a Sala de Secado
Registrar antecedentes adicionales Supervisar limpieza de camión Cierre de lote
Autorizar retorno a pesaje
No
Mantener lote en cancha
Si
Lote disponible para chancado
Camión a Pesaje
Figura 18: Diagrama de Roles - Recepción en Cancha Minerales Concentración
Una vez verificado que las condiciones de recepción son las estipuladas por el reglamento de compras de ENAMI y por el Padrón Minero correspondiente. El Encargado de Cancha procede a registrar los antecedentes del proceso, y supervisa la limpieza del camión para que éste pueda volver a la báscula para realizar la tara. Los lotes en cancha deben permanecer ahí hasta que éstos se declaren cerrados por el Jefe Comercial, luego el Encargado de Canchas podrá incluirlos en el programa de chancado y muestreo. 48
La Figura 18 esquematiza las acciones a realizar por el Encargado de Cancha, mediante un diagrama de roles. c- Secado de Muestras para Determinación de Humedad El objetivo de este proceso es determinar el porcentaje de humedad de los minerales recepcionados en cancha, mediante el control de secado de una muestra tomada en el instante de descarga del camión. La humedad de un lote se determina comparando el peso de la muestra húmeda con el peso de la misma muestra seca. El secado se realiza en hornos a una temperatura de 100ºC ubicados en la sala de secado. Los roles identificados en este proceso son: -
Encargado de Cancha: Persona responsable de tomar y hacer entrega de las muestras de humedad al Encargado de Refino. Encargado de Refino: Corresponde al responsable de la preparación de las muestras. Parte de su trabajo, además de gestionar la preparación de muestras, es el secado de estas.
El proceso consiste en separar la muestra representativamente en dos porciones, registrar el peso de cada una, y secarlas hasta que el peso de cada una de las porciones sea constante. Una vez que el peso es constante, se registra el peso total de cada porción y se devuelve la muestra a cancha. El sistema computacional realiza los cálculos y registra en la base de datos el porcentaje de humedad correspondiente a cada lote.
49
Secado Muestras Determinación Humedad Encargado EncargadoCancha Cancha
Encargado EncargadoRefino Refino
Recibir muestras de humedad Ingreso Muestra Humedad Registrar código de barras
Reintegrar humedad de evaporación del mineral
Separar muestra en 2 bandejas de 2 kg aprox
Pesar y registrar peso inicial de ambas bandejas
Secar ambas bandejas a 100 ± 5ºC
Controlar sequedad con espátula No Repesar ambas bandejas
Peso constante SI Estabilizar temperatura de ambas bandejas
Registrar peso final de ambas bandejas con muestra seca
Devolver resto de muestra a cancha Muestras a Cancha Limpiar bandejas Fin Test Humedad
Figura 19: Diagrama de Roles - Secado de Muestras para Determinación de Humedad
50
d- Chancado y Muestreo de Minerales El objetivo de este proceso es disminuir la granulometría de los minerales para realizar cortes entre disminuciones, de manera de tomar una muestra representativa del lote. El proceso se realiza por medio de una línea de chancado que alimenta la torre de muestreo. La línea entrega los minerales con una granulometría y flujo característica de esta. La torre de muestreo por su parte, debe tomar el material y realizar los cortes suficientes y necesarios para extraer alrededor de 2 frascos de 3 kg cada uno. Los roles identificados en el proceso son: -
-
Encargado de Cancha: Corresponde a la persona responsable de autorizar el chancado y muestreo de los lotes. El Encargado de Cancha trabaja en representación del Jefe Comercial. Operador de Chancado: Es la persona responsable del correcto funcionamiento de la línea de chancado. Esta debe estar capacitada en el manejo de chancadores. Encargado de Muestreo: Corresponde a la persona a cargo de la torre de muestreo. Esta debe estar capacitada para operar una torre de muestreo y es responsable directo de los dos frascos de muestras resultantes.
El proceso comienza cuando el Encargado de Cancha entrega los lotes disponibles a chancar y muestrear, por medio de la planificación de chancado y muestreo. Antes de comenzar a chancar y muestrear un lote, el Operador de Chancado debe ingresar el código de barras del lote en el sistema, automáticamente éste calculará la frecuencia de los cortes y el tiempo estimado del proceso. A continuación el Operador de Chancado debe trabajar en sincronía y simultáneamente con el Encargado de Muestreo, en las labores de cebar y muestrear el lote. Una vez finalizada la etapa de chancado y muestreo, se debe realizar la limpieza de los equipos antes de continuar con el siguiente lote.
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Chancado y Muestreo de Minerales – Minerales Concentración Encargado Encargado Cancha Cancha
Operador OperadorChancado Chancado
Encargado EncargadoMuestreo Muestreo
Recibir lote y código de barras Ingreso de lote Registrar lote y código de barras en pesómetro
Cebar línea chancado con mineral
Cebar torre muestreo con mineral
Eliminar material de cebado línea chancado
Eliminar material de cebado torre muestreo
Chancar lote
Registrar condiciones de trabajo (CCTV)
Muestrear minerales
Abrir circuito cerrado línea de chancado
Detener muestrera
Extraer frascos con muestras (F1 y F2)
Identificar F1 y F2 con código de barras
Limpiar remanente circuito cerrado chancado
Identificar y asociar Nº de tapa seriado
Registrar antecedentes frascos
Limpiar línea de chancado
Entregar F1 y F2 a Encargado Refino Frascos a Sala Secado Limpiar torre muestreo (interno)
Cerrar circuito cerrado
Chequeo línea chancado
Si
Si
Chequeo torre de muestreo
No
No
Intervención Línea Chancado
Continuar Próximo Lote
Intervención Torre Muestreo
Figura 20: Diagrama de Roles - Chancado y Muestreo de Minerales de Concentración
52
e- Secado de Muestras de Calidad El objetivo del proceso es secar las muestras de calidad, para la posterior preparación de las muestras finales. El proceso de secado de calidad se realiza mediante hornos de secado ubicados en la sala de secado, éstos no deben superar la temperatura de 105ºC, con el fin de no alterar su composición química. Los roles identificados en el proceso son: -
Encargado de Muestreo: Éste es responsable de las muestras hasta el traspaso oficial al Encargado de Refino. Encargado de Refino: Responsable del secado y distribución de las muestras a las salas de refino. Refinador: Es la persona que realiza la preparación final de las muestras al interior de una sala de refino en particular. Encargado de Bodega: Es el responsable de recepcionar y ordenar los testigos y muestras generadas por el proceso.
El proceso comienza cuando el Encargado de Muestreo entrega al Encargado de Refino los dos frascos sellados con las muestras, el Encargado de Refino por su parte debe elegir uno de los frascos del cual se sacara la muestra oficial a secar. La muestra se pesa y se coloca en una bandeja de secado al interior del horno, una vez que ésta esté seca (se controla el peso de la muestra hasta que éste sea constante) se estabiliza la temperatura y se registra el peso final. A continuación se realiza la trasferencia de la muestra al Refinador, dejando un testigo de trasferencia firmado por el Encargado de Refino y el Refinador. Por último, el Encargado de Refino debe llevar todas las muestras sobrantes y testigos generados al Encargado de Bodega, quien registra la entrega y guarda las muestras y testigos.
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Secado Muestras de Calidad Encargado Encargado Muestreo Muestreo
Encargado EncargadoRefino Refino
Refinador Refinador
Encargado Encargado Bodega Bodega
Recibir F1 y F2 (muestra de calidad) Ingreso Muestra Calidad Preparar e informar programa refino de muestras
Elección frasco oficial
Registrar muestra recibidas
Abrir y reducir a 1 kg Muestra Oficial
Reenvasar y sellar rechazo Muestra Oficial
Pesar y registrar peso inicial de la muestra
Enviar testigo Muestra Oficial y remuestreo a bodega Recepción en Bodega
Secar Muestra Oficial a 100 ± 5ºC
Controlar sequedad con espátula No
Repesar Muestra Oficial
Peso constante
Si Estabilizar temperatura de Muestra Oficial
Registrar peso final muestra seca
Tomar testigo transferencia 150 grs aprox
Sellar y enviar a bodega testigo transferencia Recepción en Bodega
Entregar muestras y códigos de barras a Refinador
Registrar muestra entregada a Refinador Muestra Sala Refino
Figura 21: Diagrama de Roles - Secado de Muestras de Calidad
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f- Refino de Muestras El objetivo de este proceso es refinar, homogeneizar y separar muestras representativas de minerales en cuanto a calidad y cantidad, generando en consecuencia las muestras finales para ser enviadas al laboratorio. El refino de muestras se realiza mediante pulverizadores de impacto, la homogeneización por medio de roleadores o homogeneizadores de tambor y la separación de muestras mediante un divisor de muestras giratorio. Todos estos equipos están ubicados al interior de la sala de refino. Los roles identificados en este proceso son: -
Encargado de Refino: Corresponde a la persona responsable de la preparación de las muestras de manera general. Refinador: Es la persona que opera los equipos instalados en el interior de la sala de refino. Sólo él tiene autorización para trabajar en su interior.
El proceso comienza cuando el Encargado de Refino hace entrega al refinador de la muestra a trabajar. Éste debe tomar una porción de la muestra y cebar los equipos a utilizar. Luego, debe pesar y registrar la muestra a refinar. La muestra debe ser tamizada, de no pasar por el tamiz, ésta debe ser pulverizada. Esta operación se repite sólo tres veces, de seguir existiendo mineral de tamaño superior al tamiz, esta debe ser pesada y ensobrada por separado (retalla). La muestra a continuación debe ser homogeneizada en el roleador de tambor y luego separada en seis (6) paquetes mediante el divisor de muestras giratorio. El sobre con la retalla debe adjuntarse al sobre primero (ENAMI). Los paquetes deben ser entregados al Jefe Comercial quien repartirá éstos según corresponda. Una vez terminado el proceso el Refinador debe limpiar y ordenar antes de recibir la próxima muestra.
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Refino de Muestras Encargado EncargadoRefino Refino
Refinador Refinador Recibir muestra oficial de calidad
Ingreso Muestra Ingresar código de barras al sistema de observación
Separar 200 grs para cebado de equipos
Cebar pulverizador con porción de muestra
Cebar tamiz con porción de muestra
Limpiar en seco equipos cebados
Cebar roleador con porción de muestra
Pesar y registrar peso de muestra a refinar Revisar tamiz
Tamizar muestra
Homogeneizar muestra tamizada en roleador
Existencia de sobretamaño
Ensobrar, identificar y sellar las 6 muestras finales
Ensobrar sobre tamaño (Retalla)
Firmar muestra final testigo refinados (paquete 6)
Anotar en el sobre peso inicial de la muestra
Asociar retalla a una muestra (paquete 1)
Limpieza equipos, materiales y retiro de sobrantes
Numerar y distribuir muestras según destino
No
Retalla
Entregar muestras y retalla a Encargado Refino
Reemplazar tamiz
Si
Distribuir muestras en 6 porciones
Registrar entrega de muestras refinadas
No
Si, Máx 3
Pulverizar muestra
Sala en condiciones de recibir otra muestra
Muestra pasa a Laboratorio
Figura 22: Diagrama de Roles - Refino de Muestras
8.4.2. Diseño del Proceso de Compra para Minerales de Fundición Directa El proceso de compra diseñado para minerales de fundición directa se divide en los siguientes sub procesos: -
Pesaje de Ingreso y Egreso Recepción en Cancha de Tránsito Despacho de Minerales de Fundición Directa a Fundición Recepción de Minerales Fundición Directa de Tránsito en Fundición Recepción en Cancha de Fundición 56
-
Secado de Muestras para Determinación de Humedad Chancado y Muestreo de Minerales Secado Muestras Calidad Refino de Muestras
La interacción de estos subprocesos y sus interrelaciones se puede observar en la Figura 23. Gracias a la realización de todos los sub procesos, es posible determinar las características del producto que se está comprando. Los proceso de pesaje, secado de muestras para determinación de humedad, secado de muestras de calidad y refino de muestras, son iguales a los descritos en el punto 8.4.1., por este motivo no se volverán a mencionar en este punto. El detalle de los procesos y en especial de los diagramas de roles, se encuentra en el Anexo I: Detalle de Diagramas de Roles. Allí se presenta además, la información generada por los procesos, estos datos serán incorporados gracias al código de barra que acompañará a los lotes y muestras durante todo el recorrido. Estos registros permitirán trazar el paso de cualquier lote por el proceso de compra. Pesaje de Ingreso en Fundición
Pesaje de Ingreso en Transito
Recepción en Maxisacos en Cancha de Transito
Pesaje de Egreso de Transito
Despacho de Minerales FD a Fundición
Recepción de Minerales FD de Transito en Fundición
Recepción en Cancha de Fundición Secado de Muestras Determinación Humedad
Chancado y Muestreo de Minerales
Secado Muestras de Calidad
Refino de Muestras
Figura 23: Proceso de Compra Minerales de Fundición Directa
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Pesaje de Egreso de Fundición
A continuación se procede por analizar y presentar cada uno de los sub procesos identificados, exceptuando los procesos ya descritos anteriormente. a- Recepción en Cancha de Tránsito El objetivo del proceso es recepcionar los minerales de fundición directa, verificando la calidad mineralógica de éstos, controlando la humedad excesiva y homogeneidad del producto, dejando los minerales listos para ser despachados a fundición. Se le llama en tránsito cuando se trata Poderes de Compra donde sólo se recepciona los minerales, para luego despacharlos sin muestrear ni chancar a la fundición. La recepción cuenta con una plataforma de inspección, en la parte superior del dispositivo de llenado de maxisacos, donde los camiones descargan los minerales para ser examinados y posteriormente envasados en maxisacos. Los identificadores que contienen los códigos de barras y número del lote, se colocan al interior del maxisaco. Los roles identificados en el proceso son: -
Chofer Camión: Corresponde al conductor del camión quien debe descargar los minerales en la plataforma de inspección. Encargado de Cancha: Es la persona que está a cargo de la recepción de minerales de fundición directa. Esta persona debe tener extensos conocimientos sobre mineralogía, y reconocer al mirar el producto, las diferentes minas o yacimientos de proveniencia.
El proceso de recepción en cancha de tránsito comienza con la llegada del camión al sector de recepción, donde el Encargado de Cancha verificará que los antecedentes estén conformes. A continuación, el Chofer del Camión descarga los minerales sobre la plataforma de inspección. En ese momento, el Encargado de Cancha revisa la calidad total de la carga (homogeneidad, tamaño y exceso de humedad). Una vez conforme la revisión, el Encargado de Canchas envasará el mineral en maxisacos, cerrará estos con sellos numerados y los ordenará en las canchas de maxisacos ordenadamente. Una vez realizada la entrega, el camión podrá retornar a la báscula para realizar la tara de éste.
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Recepción en Cancha de Tránsito – Minerales Fundición Directa Chofer ChoferCamión Camión
Encargado EncargadoCancha Cancha
Recibir y revisar antecedentes Ingreso de Camión Verificar presencia Productor Minero o Representante
Recibir camión en cancha
Preparar identificación de lote
Autorizar descarga camión en plataforma de inspección
Revisar calidad carga - Homogeneidad - Tamaño Si - Humedad
No Rechazo Recepción
Envasar mineral en maxisacos
Preparar e instalar identificador de lote en maxisacos
Instalar y registrar sellos numerados por maxisaco
Registrar antecedentes adicionales
Guardar maxisacos en cancha
Supervisar limpieza de camión
Autorizar retorno a pesaje Maxisacos en espera de despacho Camión a Pesaje
Figura 24: Diagrama de Roles - Recepción en Cancha de Tránsito
b- Despacho de Minerales de Fundición Directa a Fundición El objetivo de este proceso es realizar el carguío del camión de despacho controlando el peso de los lotes y la estiba (distribución del peso) del camión. El despacho se realiza mediante la carga de maxisacos sobre el camión de despacho, y los controles se realizan en la báscula. Los roles identificados en el proceso son: -
Encargado de Pesaje: Es la persona responsable de realizar el pesaje de forma correcta.
59
-
Encargado de Cancha: Corresponde a la persona responsable del despacho de minerales de fundición directa a fundición.
El proceso comienza cuando el Encargado de Cancha solicita a la empresa transportista correspondiente el despacho. Para esto el Encargado debe identificar los lotes a despachar. Cuando el camión ingresa a faena, éste debe ser pesado de manera de determinar la tara. Luego en la cancha se carga con el primer lote a despachar, después de cargar cada lote, el camión debe pasar por la báscula y controlar el peso del lote (se controla por diferencia entre pesadas) y la estiba del camión. Al cargar todos los lotes, el Encargado de cancha genera y distribuye los documentos necesarios para registrar y realizar el despacho (guía de despacho y registros). Una vez distribuido los documentos, el camión puede iniciar el viaje a la fundición.
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Despacho de Minerales Fundición Directa a Fundición Encargado EncargadoPesaje Pesaje
Encargado EncargadoCancha Cancha Preparar despacho de lotes para fundición Inicio Depacho
Verificar posición camión vacío
Autorizar ingreso camión vacío a pesaje
Registrar antecedentes para pesaje
Verificar condición para pesaje
Imprimir boleta de pesaje provisoria
Registrar tara del camión
Requerir transporte para despacho a fundición
Autorizar el ingreso a cancha para carguío
Recibir camión en cancha
Supervisar carguío de un lote y estiba del camión
Verificar posición camión
Control peso por ejes
No
Autorizar salida del camión para pesaje
Autorizar ingreso a pesaje
No
Autorizar retorno a cancha para corregir estiba / peso lote
Si
No
Registrar e imprimir boleta de pesaje
Control peso lote
Recibir camión en cancha
Supervisar corrección de estiba o peso de lote
Si
Lote final
SI Entregar boleta de pesaje a transportista
Autorizar salida de pesaje a camión
Distribuir documentos de pesaje
Registrar número de lote y sellos asociados
Entregar guía de despacho a transportista
Emitir guía de despacho de MFD
Autorizar salida de camión a fundición
Registrar e informar salida a jefaturas relacionadas
Camión en camino a Fundición
Figura 25: Diagrama de Roles - Despacho de Minerales de Fundición Directa a Fundición
c- Recepción de Minerales Fundición Directa de Tránsito en Fundición El objetivo del proceso es recepcionar los lotes enviados de los Poderes de Compra en Tránsito, de una forma segura. Al recepcionar los lotes, se controla y registra el peso de cada uno de los lotes, además se revisa los sellos de seguridad de cada maxisaco. Los roles identificados en el proceso son: -
Encargado de Pesaje: Persona a cargo de la realización y registro de pesaje. 61
-
Encargado de Cancha: Corresponde al responsable de la recepción de los lotes provenientes de Poderes de Compra en Tránsito. Recepción Minerales Fundición Directa de Tránsito en Fundición Encargado EncargadoPesaje Pesaje
Encargado EncargadoCancha Cancha
Ingreso de Camión
Autorizar ingreso de camión a pesaje
Verificar posición camión
Autorizar retorno a pesaje Báscula alternativa
Registrar antecedentes para pesaje
Supervisar la descarga de un lote Lote en Fundición
Verificar condiciones para pesaje
Resellar maxisacos
Registrar peso camión (bruto, diferencia o tara)
Si
Control peso lote
Registrar e informar situación a jefaturas relacionadas
No Control báscula
Si
No
Control de sellos
Imprimir boleta de pesaje
Camión con lote por descargar
Activar investigación
Si
Autorizar ingreso a canchas para descarga
Recibir camión en cancha de maxisacos
No Imprimir boleta definitiva de despacho
Autorizar salida de camión
Registrar e informar recepción a jefaturas relacionadas Fin Recepción
Figura 26: Diagrama de Roles - Recepción de Minerales de Fundición Directa de Tránsito en Fundición
El proceso comienza con la llegada del camión a la fundición, el cual es pesado y registrado. Luego en cancha se descarga el primer lote verificando que no se hayan violado los sellos de seguridad, una vez descargado el primer lote el camión vuelve a la báscula y se registra nuevamente el peso. Se realiza esta operación iterativamente hasta descargar todos los lotes. El peso de cada lote se calcula como la diferencia entre pesajes. Los lotes descargados se guardan en una cancha especialmente destinada para ello.
62
d- Recepción en Cancha de Fundición El objetivo de este proceso es recepcionar los minerales de fundición directa, verificando la calidad mineralógica de éstos, controlando la humedad y homogeneidad del producto, tanto de la recepción directa de un Productor Minero como en tránsito, por medio de maxisacos. El proceso de recepción de minerales se realiza descargando los productos, en cancha o capachos14 especialmente tratados para esta función (canchas pavimentadas y capachos de acero). Los lotes se ordenan según coordenadas gracias a un reticulado, y se identifican por medio de un identificador primario (muerto) que se encuentra bajo el lote, el que contiene los códigos de barras asociados al lote, en la superficie se instala el identificador secundario con el número de lote anotado en él, ambos identificadores se unen mediante un cable de acero. Los roles identificados en este proceso son: -
Chofer Camión: Corresponde al conductor del camión quien debe descargar los minerales en la cancha o capacho de recepción. Encargado de Cancha: Es la persona que está a cargo de la administración de las canchas y en especial de la recepción de minerales. Esta persona debe tener extensos conocimientos sobre mineralogía, y reconocer al mirar el producto, las diferentes minas o yacimientos de proveniencia.
El proceso de recepción comienza una vez que el camión entra en la cancha, el Encargado de Cancha debe solicitar los antecedentes y verificar que éstos correspondan a la carga que se está entregando. Luego, el Encargado de Cancha revisará los antecedentes del Productor Minero, de tener un buen comportamiento, éste podrá optar a descargar su mineral directamente en un capacho el cual alimentará a la línea de chancado. De lo contrario, el Encargado de Cancha, asignará un sector de la cancha para la descarga. Los lotes provenientes de Poderes de Compra en Tránsito permanecen en sus respectivos maxisacos hasta que exista disponibilidad de capachos, en ese caso se recupera el identificador al descargar el maxisaco en el capacho. Sin importar si la descarga se realiza en un capacho o en cancha, el Encargado de Cancha debe revisar la calidad de la carga (homogeneidad y tamaño) y la humedad del mineral donde el Encargado de Cancha deberá sacar una muestra de humedad por cada lote y enviarla a la sala de secado.
14
Cesto de acero que se emplea para el movimiento de minerales.
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Recepción en Cancha de Fundición – Minerales Fundición Directa Chofer ChoferCamión Camión
Encargado EncargadoCancha Cancha Retener en cancha para maxisacos
Recibir y verificar antecedentes Ingreso de Camión a Cancha
Si Verificar y registrar presencia Prod Minero o Representante
Verificar y registrar presencia Prod Minero o Representante
Requiere precencia
No Recibir camión en cancha Revisión sellos de identificación
Lote cerrado
Recepción Maxisacos
Si Rescatar identificación
No Evaluar y asignar sector de descarga
No
Disponibilidad capacho
Preparar identificación lote
Si
Autorizar descarga de camión o maxisaco en capacho
Autorizar descarga de camión
Revisar calidad carga
No
- Homogeneidad - Tamaño
No Rechazo Recepción
Si
Evaluar humedad
Preparar identificación en capacho
H. Excesiva
H. Excesiva
Rechazo Recepción
H. Manifiesta / Sin H
Revisar calidad carga - Homogeneidad - Tamaño Si
Evaluar humedad H. Manifiesta / Sin H
Realizar muestreo de humedad
Realizar muestreo de humedad
Identificar y sellar bolsas de muestra de humedad
Identificar y sellar bolsas de muestra de humedad Enviar muestras a Encargado de Reducción y Refino Muestras a Sala de Secado Registrar antecedentes adicionales
Cierre de lote No
Supervisar limpieza de camión
Si Lote disponible para chancado
Autorizar retorno a pesaje
Mantener lote en cancha
Camión a Pesaje
Figura 27: Diagrama de Roles - Recepción en Cancha de Fundición
Una vez verificado que las condiciones de recepción son las estipuladas por el reglamento de compras de ENAMI y por el Padrón Minero correspondiente. El Encargado de Cancha procede a registrar los antecedentes del proceso, y supervisa la limpieza del camión para que éste pueda volver a la báscula para realizar la tara. 64
Los lotes en cancha deben permanecer ahí hasta que éstos se declaren cerrados por el Jefe Comercial. Luego el Encargado de Canchas podrá incluirlos en el programa de chancado y muestreo. Mientras los lotes en capachos iniciarán el chancado y muestreo apenas exista disponibilidad. Se esquematizan las acciones a realizar por el Encargado de Cancha, mediante un diagrama de roles. e- Chancado y Muestreo Minerales de Fundición Directa El objetivo de este proceso es disminuir la granulometría de los minerales para realizar cortes entre disminuciones, de manera de tomar una muestra representativa del lote. El proceso se realiza por medio de una línea de chancado, que en este caso está constituida por un chancador de mandíbulas, que alimenta la torre de muestreo. La línea entrega los minerales con una granulometría y flujo característica de ésta. La torre de muestreo por su parte, debe tomar el material y realizar los cortes suficientes y necesarios para extraer alrededor de 2 frascos de 3 kg cada uno. Los roles identificados en este proceso, a diferencia del chancado y muestreo de minerales de concentración, corresponden al Encargado de Cancha, quien hacer entrega de los lotes y al Encargado de Muestreo, quien debe operar tanto la torre de muestreo como el chancador inicial. El proceso comienza cuando el Encargado de Cancha entrega los lotes disponibles a chancar y muestrear, por medio de la planificación de chancado y muestreo. Antes de comenzar a chancar y muestrear un lote, el Encargado de Muestreo debe ingresar el código de barras del lote en el sistema, automáticamente éste calculará la frecuencia de los cortes y el tiempo estimado del proceso. A continuación el Encargado de Muestreo debe cebar en primer lugar la torre de muestreo y posteriormente muestrear el lote. Una vez finalizada la etapa de chancado y muestreo, se debe realizar la limpieza de los equipos antes de continuar con el siguiente lote.
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Chancado y Muestreo de Minerales – Minerales Fundición Directa Encargado Encargado Cancha Cancha
Encargado EncargadoMuestreo Muestreo Recibir lote y código de barras
Ingreso de lote Registrar lote y código de barras en pesómetro
Cebar línea chancado con mineral
Cebar torre muestreo con mineral
Eliminar material de cebado línea chancado
Eliminar material de cebado torre muestreo
Chancar lote
Registrar condiciones de trabajo (CCTV)
Muestrear minerales
Detener muestrera
Extraer frascos con muestras (F1 y F2)
Identificar F1 y F2 con código de barras
Identificar y asociar Nº de tapa seriado
Registrar antecedentes frascos
Limpiar línea de chancado
Entregar F1 y F2 a Encargado Refino Frascos a Sala Secado Limpiar torre muestreo (interno)
Chequeo línea chancado
Si
Si
No
Chequeo torre de muestreo
No
Intervención Línea Chancado
Continuar Próximo Lote
Intervención Torre Muestreo
Figura 28: Diagrama de Roles - Chancado y Muestreo de Minerales de Fundición Directa
8.5.
Esquema de control
El esquema de control se basa principalmente en la confección de indicadores de control, usando los datos registrados en el proceso, tanto por el sistema de información como por la información adquirida en otros procesos y/o áreas.
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Los indicadores propuestos son: -
-
-
-
-
-
-
Peso lote: éste indicador consiste en comparar el peso registrado por la báscula al ingreso del pesaje y compararlo con el peso que registra el pesómetro en la correa de alimentación. De existir una diferencia superior al 10%, se debe dar aviso de inmediato al Jefe de Faena para investigar la situación. Peso lote – despacho: para los minerales de fundición directa que son despachados a fundición en bolsas de maxisacos, éste indicador muestra la diferencia existente entre el peso registrado a la salida del Poder de Compras en Tránsito y el registrado en Fundición. Si esta diferencia es superior a un 15% se debe dar aviso a ambos Jefes de Faenas e investigar la situación. Tiempos de entrada y salida: Éste indicador controla la entrada y salida de un área a otra. No se deben registrar tiempos mayores al estipulado por la faena como suficientes para la salida o entrada del camión. Consistencia del chancado y muestreo: Éste indicador consiste en que los tiempos de chancado y muestreo deberían coincidir en un cierto rango de variación con el tamaño del lote dividido por la capacidad de la línea de chancado. De lo contrario se debe investigar las causas de las diferencias. Tiempo de Refino: El tiempo de refino de las muestras debe ser relativamente parecida, sin que existan diferencias sustanciales. En caso de existir alguna muestra en que el refinador se tardo más de lo acostumbrado, se deberá revisar el procedimiento en las imágenes de manera de descartar no conformidades. Leyes históricas: Éste indicador está compuesto por la distribución de las leyes históricas de una mina determinada, controlando en particular la varianza de esta y su tendencia. Si la concentración de uno de los elementos de interés, se eleva o baja sobre la varianza en unos 0,8 puntos porcentuales, se debe investigar de inmediato la situación, en especial si esta desviación se produce en el sentido opuesto a la tendencia. Comportamiento del minero: Éste indicador es la ponderación de una serie de datos registrados durante el proceso de compra, que muestran el comportamiento del minero. Estos datos son todos los relacionados a la calidad de la carga (homogeneidad, tamaño y humedad) además, de cumplir con las entregas estipuladas en el padrón minero. Los registros de rechazos o investigaciones realizados se incluyen en el indicador. El comportamiento del minero será una nota, la cual permitirá al personal y en especial al Jefe de Compras, evaluar los privilegios que el Productor Minero podrá ejercer.
Para todas las investigaciones que se deban realizar, se contara con las filmaciones del sistema de información y los registros de responsabilidad del sistema de identificación, facilitando la labor investigativa. En caso de violación de muestras, espacios restringidos o conductas que atentan con la representatividad de las muestras, se debe realizar una investigación para determinar responsabilidades y acciones a seguir. 67
9.
Conclusiones
Este capítulo se divide entre las conclusiones que se desprenden directamente del trabajo realizado y recomendaciones para trabajos futuros.
9.1.
Conclusiones del trabajo realizado
La metodología empleada permite identificar las mejores prácticas aplicadas tanto por ENAMI, como por organizaciones externas, orientando el diseño de procesos y la inversión en equipamiento e infraestructura en función de garantizar la representatividad de las muestras. La identificación de la situación actual permitió encontrar las desviaciones que se presenten en el proceso, así como levantar las mejores prácticas del mercado y los cambios o mejoras a realizar, lo que constituyó el pilar fundamental del diseño. Asociado a la determinación de la brecha de inversiones necesaria, se propuso un modelo de equipamiento e infraestructura, capaz de homologar la calidad y seguridad del servicio ofrecido por ENAMI en todos sus Poderes de Compra. Por otra parte la implementación del sistema de identificación y observación permitirían una mejor trazabilidad y seguridad en el proceso de compra. Mejorando por consiguiente la trasparencia y control de los procesos. Al considerar el volumen de transacciones realizadas por ENAMI por el concepto de compra de minerales y productos mineros, este asciende a un promdio anual de 1.000 millones de dólares, por lo que una mejora en la valoración de los metales de interés de alrededor del 1%, significaría recuperar la inversión (US$ 6,1 millones) y una ganancia adicional para ENAMI en el primer año, lo que implica incentivos claros para llevar a cabo éste proyecto. El diseño del proceso se aplicará en todos los procesos de la compra, para minerales de concentración y fundición directa, lo que permitiría la homologación de la forma de trabajar. El diseño del proceso se propone en una forma esquemática y ordenada. A partir del detalle de las actividades y tareas, se podrá acceder a una fácil normalización y certificación del proceso de compra, ayudando a demarcar un nivel de servicio mínimo de ENAMI ante los Productores Mineros. El diseño del proceso de compra propuesto detalla las actividades que se requieren para realizar una compra confiable, gracias a una valoración de los recursos mineros más precisa y exacta. Incorporar mecanismos complementarios de control le permite a ENAMI una reacción rápida y efectiva ante desviaciones, problemas o no conformidades producidas durante el proceso de compra de minerales. Aumentando de ésta manera el control y la capacidad de gestión de las operaciones.
68
Una de los cambios importantes presentado en éste proyecto, es la reforma a la recepción y muestreo de minerales de fundición directa, incorporando una torre de muestreo y un nuevo sistema de recepción, haciendo uso de Poderes de Compra en tránsito. Este cambio significa para ENAMI una disminución de los costos de aproximadamente 7 millones de dólares, y una mejor trazabilidad y confiabilidad en la valoración de este tipo de minerales. Por último, y quizás lo más significativo que logra éste proyecto, es mejorar la relación entre los Productores Mineros y ENAMI, al incrementar la transparencia y así mejorar la relación comercial entre las partes.
9.2.
Recomendaciones para trabajos futuros
Para asegurar una homologación de los procesos en los Poderes de Compra, se recomienda una certificación por parte de un organismo o entidad especializada en este tipo de procesos. De esta manera se podrá disponer de procesos y equipamientos estándar tanto en los Poderes de Compra propios de ENAMI, como de terceros contratados por la empresa. Se recomienda además, la separación de la inversión a realizar en tres etapas, las cuales se deben dividir en base al potencial impacto de la inversión versus la rapidez y costo del cambio o inversión propuesta. De esta manera se pueden identificar las siguientes etapas: -
-
-
Primera etapa: Adquisición de equipos y estructuras requeridas en corto plazo: o Sistema de observación. o Sistema de identificación de lotes para trazabilidad. o Adaptaciones menores de torres de muestreo para cumplimiento normativo. o Reemplazo de equipos menores de secado y refinación de muestras. o Construcción estructura de torres de muestreo fundición directa. Segunda etapa: Adquisición y montaje de equipos. Adquisición y construcción de estructuras. Adaptación y complementación de instalaciones: o Montaje y puesta en marcha del sistema de observación. o Montaje y puesta en marcha del sistema de identificación. o Adaptaciones mayores de torres de muestreo para cumplimiento normativo. o Equipamiento mayor de procesos de secado y refinación de muestras. o Construcción estructuras de torres de muestreo faltantes. o Adquisición de equipos para torres de muestreo faltantes y fundición directa. o Montaje y puesta en marcha de torres de muestreo faltantes. o Montaje y puesta en marcha de torres de muestreo de fundición directa. o Complementación de iluminación de canchas y básculas. o Incorporación de equipos de apoyo a manejo de minerales fundición directa. Tercera etapa: Adaptación y complementación final de instalaciones. o Adquisición y gestión de equipos alternativos para continuidad operacional. o Cierre de trabajos pendientes del proyecto.
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Por último, se recomienda la creación de un sistema información de gestión, por medio de un software, que pueda evaluar la información generada por el sistema de identificación, y toda aquella información disponible por ENAMI, en tiempo real. Este sistema permitiría detectar y dar una respuesta rápida a los acontecimientos o no conformidades en cada uno de los Poderes de Compra, y una clara fuente de información evaluada y sintetizada para la toma de decisiones.
70
10.
Bibliografía
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71
11.
Anexo A: Proceso estándar de valoración de lotes ENAMI
El proceso estándar de valoración de lotes, consta de 6 etapas principales llamadas: Pesaje, Canchas de recepción, Planta de chancado, Torre de muestreo, Refino y Laboratorio. Cada una de estas etapas cumple un rol fundamental en el proceso de muestreo. Parte del proceso que se encuentra en los distintos Poderes de Compra, se puede apreciar en la Figura 29. Pesaje: Corresponde al proceso de entrada de los distintos productos mineros, los cuales pueden venir por distintos medios y recipientes. Éstos deben ser pesados por medio de básculas a la entrada y salida, de manera de determinar el peso de la carga. Canchas de recepción: son lugares especialmente diseñados para recepcionar, clasificar y ordenar los distintos productos mineros, en esta etapa es donde se toma la primera muestra de cada lote recepcionado, el que luego pasa a la planta de chancado. Planta de chancado: son una serie de chancadores y harneros, los cuales trituran el material disminuyendo su granulometría. El material no debe superar una granulometría máxima para poder pasar a la siguiente etapa. Torre de muestreo: es un proceso vertical, que consta de una serie de cortadores y chancadores. En esta etapa, la muestra se disminuye gracias a los cortadores de acuerdo a su granulometría, de manera de mantener una muestra representativa en todo momento. Después de ser extraída la muestra, el lote se conjunta con el resto de los lotes muestreados dependiendo de las características de éste, para luego pasar a proceso. Refino: en esta etapa se preparan las muestras para el laboratorio, se secan en hornos, se disminuye su granulometría con molinos muy precisos dependiendo del mineral a medir y se empaquetan en sobres diseñados para el traslado de muestras. Laboratorio: Corresponde a la última etapa, es donde se calculan las leyes de cada muestra por medio de distintos procesos. Esta etapa esta externalizada en la mayoría de los poderes de compra.
72
Figura 29: Proceso de Muestreo
12.
Anexo B: Procesos Productivos para la Extracción del Cobre
Una de las dos formas más comunes de extracción del cobre es por flotación o por lixiviación. Cuando el mineral se encuentra más en la superficie se encuentran como óxidos, los cuales se procesan por lixiviación, mientras que las capas siguientes de extracción se encuentran los sulfuros, para los cuales se usa la flotación como medio de concentración. A continuación se explicaran ambos procesos los cuales se presentan esquemáticamente en la Figura 30. (CODELCO Educa)
73
Concentración Concentración
Procesos Productivos Extracción de Cobre
Extracción subterranea Fundición
Electrorefinación
Lixiviación
Electroobtención
Extracción a rajo abierto
Lixiviación Lixiviación
Explotación Geológica
Chancado y Molienda
Extracción a rajo abierto
Figura 30: Proceso de extracción de cobre
12.1.
Lixiviación
La lixiviación es un proceso hidrometalúrgico que permite obtener el cobre de los minerales oxidados que lo contienen, aplicando una disolución de ácido sulfúrico y agua. Este proceso se basa en que los minerales oxidados son sensibles al ataque de soluciones ácidas. -
-
-
-
-
15
Chancado: el mineral extraído, generalmente a rajo abierto, es fragmentado mediante chancado primario y secundario15, con el objeto de obtener un tamaño máximo de 1,5 pulgadas. Pila para lixiviación: se forma un terraplén continuo de 6 a 8 m de altura con el material previamente irrigado con ácido sulfúrico y agua (curado previo). Sobre esta pila se instala un sistema de riego por goteo y aspersores que van cubriendo toda el área expuesta. Bajo las pilas de material a lixiviar se instala previamente una membrana impermeable, que permiten recoger las soluciones que se infiltran a través del material. Sistema de riego: se vierte lentamente una solución ácida de agua con ácido sulfúrico. Esta solución se infiltra en la pila hasta su base. La solución disuelve el cobre contenido en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre, la que es recogida por el sistema de drenaje. El riego se mantiene por 45 a 60 días. Extracción por solvente: en esta etapa la solución que viene de las pilas de lixiviación, se libera de impurezas y se concentra su contenido de cobre, mediante una extracción iónica. Esta solución se lleva a la plata de electroobtención. Electroobtención: Esta etapa corresponde al desarrollo de un proceso electrometalúrgico donde se recupera el cobre disuelto en una solución concentrada de cobre. Mediante este proceso se producen cátodos de cobre de alta pureza (99,99%). La solución electrolítica que contiene el cobre en forma de sulfato de cobre, es llevada a las celdas de electroobtención, que tienen dispuestas en su interior, unas placas metálicas. Estas placas corresponden a ánodos y cátodos alternadamente, los ánodos son de plomo y son el polo positivo (se introduce por éstos la corriente eléctrica), mientras que los cátodos son placas de acero inoxidable que corresponden al polo negativo. El cobre es
Dos chancadores en serie
74
-
atraído por el polo negativo (cátodos), pegándose partícula a partícula en su superficie en forma metálica. Una vez transcurrido seis a siete días de electroobtención, se obtiene la cosecha de cátodos. Cosecha de cátodos: Los cátodos son lavados con agua caliente para remover posibles impurezas de su superficie y luego son llevados a la máquina despegadora, donde en forma mecánica se despegan las hojas de ambos lados, dejando limpio el cátodo permanente que se reintegra al ciclo del proceso de electroobtención.(www.codelco.com)
12.2.
Concentración
El objetivo del proceso de concentración es liberar y concentrar las partículas de cobre que se encuentran en forma de sulfuros. -
-
-
Chancado: El mineral extraído es fragmentado mediante chancado primario, secundario y terciario, con el objeto de obtener un tamaño uniforme máximo de 0,5 pulgadas. Molienda: Mediante la molienda, se continúa reduciendo gradualmente el tamaño de las partículas que componen el mineral, para obtener una granulometría máxima de 180 micrones, la que permite la liberación de la mayor parte de los minerales de cobre en forma de partículas individuales. El proceso de molienda se realiza utilizando grandes equipos giratorios o molinos de forma cilíndrica con barras o bolas de acero en su interior, para una molienda uniforme se agrega agua, el material molido va directamente a la flotación. Flotación: La pulpa proveniente de la molienda, que tiene ya incorporados los reactivos necesarios para la flotación, se introduce en unos receptáculos como piscinas, llamados celdas de flotación. Desde el fondo de las celdas, se hace burbujear aire y se mantiene la mezcla en constante agitación para que el proceso sea intensivo. Las burbujas arrastran consigo los minerales sulfurados hacia la superficie, donde rebasan por el borde de la celda hacia canaletas que las conducen a estanques especiales. Luego de varios ciclos en que las burbujas rebasan el borde de las celdas, se obtiene el concentrado, el cual es secado mediante filtros y llevado al proceso de fundición. Fundición: El concentrado de cobre seco, se somete a procesos de pirometalurgía en hornos a grandes temperaturas, mediante los cuales el cobre del concentrado es transformado en cobre metálico y se separa de los otros minerales. En fundición, el primer paso es el de muestreo de concentrados, es necesario hacer un muestreo de ellos y clasificarlos de acuerdo con la concentración de cobre, hierro, azufre, sílice y porcentaje de humedad que tengan. La siguiente etapa es la fusión, el cual corresponde al cambio de estado de sólido a líquido sometiendo éste a altas temperaturas, en estado líquido los elementos que componen los minerales se separan según su peso, de esta forma es posible separar ambas partes vaciándolas por vías distintas. Luego pasa al proceso de conversión, donde mediante un segundo horno, se tratan los productos obtenidos en la fusión, para obtener cobre de alta pureza. Por último, se procede con la pirorrefinación, mediante el cual se incrementa la pureza del cobre blíster obtenido de la conversión, consiste en eliminar el porcentaje de oxígeno presente, llegando a 75
-
-
concentrados de 99,7% de cobre. El producto es moldeado en placas gruesas de forma de ánodos. Electrorefinación: Mediante la electrorefinación se transforman los ánodos producidos en fundición a cátodos de cobre electrolítico de alta pureza. Ésto se realiza en celdas electrolíticas, donde se colocan en forma alternada un ánodo (plancha de cobre obtenido de la fundición) y un cátodo (plancha muy delgada de cobre puro), luego se hace pasar corriente eléctrica por una solución de ácido sulfúrico y agua. Debido a la corriente eléctrica el cobre del ánodo es atraído al cátodo pegándose en éste en forma metálica. Cosecha de cátodos: Una vez terminado el proceso de refinación del cobre por electrólisis, cada 10 días los cátodos son sacados de las celdas y se examinan cuidadosamente para asegurar la calidad, los cátodos seleccionados son pesados y embalados para su posterior despacho.
13.
Anexo C: Procedimiento Cálculo Experimental de Diagramas de Muestreo
Procedimiento experimental 1. 2. 3. 4. 5.
Preparar una muestra de 250 kg. Usar al menos 50 incrementos de 5 kg. Preparar una sección pulida y una transparente para análisis mineralógico. Secar la muestra durante la noche a 110ºC. Chancar toda la muestra a ¾” usando un chancador de mandíbulas limpio. Tamizar toda la muestra a: ¾”, ½”, ¼”, 10# Ty, 24# Ty y 65# Ty. Pesar y registrar cada fracción. 6. Distribuir la fracción ½” + ¼” en una superficie limpia, el test de heterogeneidad se efectuará con esta fracción. 7. De esta fracción elegir: a. 64 muestras si se trata de metales base. b. 100 muestras si se trata de oro, molibdeno, arsénico, antimonio o plata. 8. Pulverizar cada muestra en un molino cerrado de anillo a 95% bajo 150# Ty. (No usar molinos de disco generadores de polvo, abiertos, los cuales también se sabe “adhieren” el oro) 9. Realizar análisis químico de cada muestra. Usar ensayes a fuego con finalización gravimétrica para el oro. 10. Chancar las fracciones + ¾”, - ¾”, + ½”, ¼”, el material sobrante de la fracción – ½”, + ¼”, y la fracción, - ¼”, + 10# Ty a -10# Ty (mantener estas fracciones separadas). 11. Separar una muestra de 8000 g de todas las fracciones granulométricas usando un separador de rifles. Registrar el peso. 12. Pulverizar estas muestras de 8000 g a 95% - 150# Ty usando un pulverizador de gran capacidad. 13. Separar cada muestra de 8000 g en ocho muestras de 1000 g. realizar análisis químico de cada submuestra de 1000 g. 76
Calculo experimental de diagramas de muestreo (Nomogramas) 1. En primer lugar calcular el promedio ponderado de las leyes de la fracción por los pesos de cada submuestra seleccionada (64 muestras). En seguida calcular la varianza. Obtener entonces la varianza relativa, dividiendo la varianza calculada por el cuadrado de la media. 2. Calcular la masa promedio de muestras obtenida en la obtención de los fragmentos. 3. Calcular el tamaño del lote del cual se sacó la muestra, a través de la suma de la masa de todas las fracciones. 4. Obtener el tamaño promedio de partícula (usando
) para el cual se aplica el
test y que corresponde al intervalo entre los dos tamices consecutivos. 5. Reemplazar los valores calculados en la expresión siguiente para la obtención de la constante de muestreo (C). (11.3.1)
6. Despejar la constante de muestreo como: (11.3.2) 7. A partir de la constante de muestreo C, el tamaño de partícula calculado d, calcular la constante k con la expresión: (11.3.3) 8. Estimar la constante C para los distintos tamaños de partícula, a partir de la misma expresión. Se obtiene entonces la tabla: Tamaño de partícula d d1 d2 d3 dn
Constante de muestreo C C1 C2 C3 Cn
9. En base a lo anterior, podemos ahora construir el diagrama de muestreo (Nomograma). Éste consiste en dibujar los resultados en un gráfico log-log en que el eje Y representa la varianza del error fundamental y el eje X representa el peso de la muestra extraída. En este diagrama se dibujan las líneas que representan los distintos tamaños de partícula para los cuales la constante de muestreo tiene un valor fijo. El diagrama mencionado se puede apreciar en la Figura 10.
77
14.
Anexo D: Diseño torres de muestreo
Torre de muestreo Minerales de Concentración Las torres de muestreo son estructuras metálicas de aproximadamente 12 metros de altura, que contienen varios equipos en serie, los cuales van extrayendo muestras y triturando el mineral. Para la toma de muestras de minerales de concentración, se diseñó la siguiente torre de muestreo: -
Cortador de Flujo Transversal: Comúnmente llamados cortador transversal o Denver, éstos cortan el flujo de mineral de manera transversal mediante una cuchara rectangular, que por cada pasada toma un incremento de muestra a la vez, separándola del resto del mineral. Las características técnicas del cortador transversal incluido en el modelo son: Largo de la carrera: 64 pulgadas Velocidad de la cuchara: 39 cm/seg Abertura de la cuchara: 12 cm Con PLC16 (Programmable Logic Controller) Las condiciones de operación que debe asegurar el equipo son las siguientes: Muestra a extraer: 500 kg fijos Cortador con frecuencia de corte variable según el siguiente algoritmo: (10.4.1), Donde
(10.4.2) y
En consecuencia se tiene:
-
16
(10.4.3) (10.4.4)
F - Frecuencia de corte [Seg] T – Tiempo en pasar el lote por la torre de muestreo [Hrs] NI – Número de incrementos o cortes a realizar P – Tamaño de lote o peso [Ton] FU – Flujo de alimentación que corresponde a la capacidad de la planta de chancado [Ton/hr] M – Cantidad total de muestra a extraer (∑ Incrementos) [Ton] W – Abertura de la cuchara del cortador transversal [cm] V – Velocidad en que corta la cuchara [cm/seg] Chancador de Mandíbulas: Los chancadores tienen por objetivo disminuir la granulometría del mineral. Así, el mineral entra en una cámara que contiene una mandíbula, que presiona el material contra una pared de la cámara con una fuerza extrema, para triturar el contenido. Las características técnicas del cortador del chancador de mandíbulas incluído en el modelo son: Dimensiones de las mandíbulas: 8” x 10” Capacidad: 1,3 ton/hr
Permite controlar la frecuencia de corte, de acuerdo a un algoritmo previamente programado
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-
-
-
-
-
17
Granulometría de descarga: 90% de las partículas bajo 0,5” Al estudiar los casos bordes, los cuales se indicarán posteriormente, se observó una acumulación máxima de mineral en el chancador de mandíbulas de alrededor de 350 kg, es por ello que en el modelo se considera la instalación de una tolva de alimentación con una capacidad de 400 kg. Cortador Giratorio: Comúnmente llamado cortador Vezin, éstos cortan el flujo de mineral de manera radial, es decir, las cucharas de este equipo tienen una trayectoria circular. Un Vezin, puede contar con 1 a 4 cucharas de diferentes aberturas, donde cada una de ellas realiza un incremento al pasar bajo el flujo de mineral. En este equipo, el porcentaje de muestra a extraer, es proporcional, al área del círculo ocupada por las cucharas. Las características técnicas del cortador giratorio incluído en el modelo son: Diámetro del Equipo: 20” Abertura de las cucharas: 39 cm Número de cucharas: 2 Control de Frecuencia: Equipo gira a velocidad constante sin detenciones. Las condiciones de operación que debe asegurar el equipo son las siguientes: Porcentaje de muestra a extraer: 11,3%. Chancador Giratorio: Este equipo se denomina chancador de cono, debido a que su molturador17 tiene forma cónica con su eje de rotación descentrado, triturando el mineral contra las paredes de la cámara al girar el cono. Las características técnicas del chancador de cono incluído en el modelo son: Diámetro de la cámara: 12”. Capacidad: 1 ton/h. Granulometría de descarga: 90% de las partículas bajo 0,125”. Alimentación: Alimentador vibratorio Chancador Mandíbulas Fino: Corresponde a un chancador de mandíbulas para uso en laboratorio, el cual se puede adaptar para uso continuo. Este chancador funciona de manera similar al chancador de mandíbulas de 8”x10”. Las características técnicas del chancador de mandíbulas fino incluído en el modelo son: Capacidad: 140 kg/h. Granulometría de descarga: 90% de las partículas bajo 2 mm. Alimentación: Alimentador vibratorio. Envasadora Automática: Corresponde a una envasadora totalmente automática, la cual divide el muestra en dos partes, por medio de un equipo llamado Homogeneizador Divisor, para luego envasar y sellar cada parte en un frasco. Las características técnicas de la envasadora automática incluída en el modelo son: Dispensador automático de frascos. Sellado de frascos a presión. Los frascos deben tener una capacidad máxima de 3,5 kg.
Parte móvil en un sistema de molturación
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División de la muestra por medio de un Homogeneizador Divisor, que homogeneíza la muestra 2 veces antes de realizar el corte de manera representativo (son tres cortadores Riffle en serie). Una vez descrito los equipos a instalar en el interior de la torre de muestreo, se presenta a continuación la distribución de éstos al interior de la torre de muestreo. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Cortador Trayectoria Recta Chancador de Mandíbulas Cortador Giratorio Chancador Giratorio Cortador Giratorio Chancador de Mandíbulas Fino Homogeneizador - Divisor Envasadora Automática
Se puede ver esquemáticamente en Figura 31. Esta torre de muestreo fue diseñada para minerales de concentración, en especial para la Crisocola, la cual presenta las condiciones más desfavorables en la liberación de las partículas.
Figura 31: Estructura Torre de Muestreo Minerales de Concentración
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Para validar el modelo, se analizó las condiciones de borde que se pueden presentar en los distintos Poderes de Compra de ENAMI. Lo más importante de validar es la representatividad de la toma de muestras, específicamente, cerciorarse de que el error muestral no supere el 5%. Para ésto se analizaron los nomogramas resultantes del esquema de muestreo presentados en la Figura 31 con las características de los equipos descritos posteriormente. La constante usada para determinar las curvas del nomograma de la Figura 32, corresponde a la especie mineralógica crisocola (C≈10) Las flechas rojas del nomograma, representan el error muestral de los diferentes pasos realizados en la torre de muestreo. Como se puede concluir, el proceso en general se encuentra bajo la línea roja, la cual representa el 5% de error muestral.
Varianza del error de medición
NOMOGRAMA PIERRE GY APLICADO A MINERALES DE CONCENTRACIÓN 0,1
10# Ty 16# Ty 0,01
20# Ty
Línea de Seguridad - 5% 0,001
2
3
0,0001
100# Ty
4
8
150# Ty
6
1 5
1E-05
7
200# Ty
MODELO CON SALIDA DE CHANCADO D95 0,5”