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Cúpula de 95m para Barrick Zaldivar, Chile.

Quando a mina Zaldivar da Barrick precisou de uma cúpula de 95m para cobrir os seus stocks de minério, escolheu a  Geometrica por várias razões: Primeiro,  tinha uma considerável experiência com esses tipos de cúpulas no Chile (Mantos Blancos, Escondida, Pucobre, e outros). Em segundo lugar, a Geometrica ofereceu um preço  menor do que estruturas competitivas. Em terceiro lugar, o programa de instalação foi rápido e permitiu a mina continuar a operar durante essa fase.

By Juan Pablo Jijena and Francisco Castaño, Geometrica, Inc.

A mina Zaldivar Barrick é a céu aberto, uma mina de lixiviação de cobre na Região II do norte do Chile, a uma altitude de 3.300 metros, a cerca de 1.400 quilometros ao norte de Santiago e 175 quilômetros a sudeste da cidade portuária de Antofagasta. Em 2006, Zaldívar produzido £ 307.000.000 de cobre, com reservas estimadas em 5,7 bilhões de libras.

A mina usa métodos convencionais de mineração a céu aberto: catodo de cobre puro é produzido por três etapas de britagem e empilhamento do minério, seguido de lixiviação e atividade bacteriana para extrair cobre do minério em solução. Um processo de extracção de solvente e separação electrolítica remove depois o cobre a partir da solução e produz o cobre do cátodo. Uma planta de flotação também recupera cobre contido na fração fina do minério esmagado. 

Em 2006, existia uma estrutura de A-frame que cobria o minério de cobre da operação secundária de britagem da mina que foi danificado. A configuração original de entrega de material desta estrutura tinha o transportador de entrada de  minério diretamente sobre o baixo teto para soltar o minério da parte mais alta do edifício, e minério ao escorrer pelos lados do transportador tinha-se acumulado no telhado, sobrecarregando-o.

A melhor solução teve que ser encontrada, e rápido: Primeiro, a Comissão Chilena não permite pilhas descobertas deste tipo de material extremamente fino que pode levar a sérios problemas de poluição. Em segundo lugar, Barrick Zaldivar está muito preocupado com a segurança no trabalho, e a quantidade de poeira criada pela pilha descoberta não era aceitável. Finalmente, alguma quantidade de cobre era perdida na poeira gerada pelos ventos dos Andes.

 

Especificações da cúpula secundária coberta para stock de minério
Área Coberta 12,155 m2
Área da Planta 7,088 m2
Base Diameter 95 m
Altura da base ao topo 40.22 m
Peso da estrutura da cúpula 210 t
Peso revestimento da cúpula 80 t
Material Estrutural Aço galvanizado com hubs de aluminio
Número de tubos 34,000
Número de conetores 10,000
Instalação da estrutura 90 dias
Instalação do revestimento 59 dias

 

Os maiores desafios de Barrick Zaldivar em projetar uma nova estrutura incluíam:

  • Desafios de Localização: A altitude extrema e do fato de que grande parte da construção seria no inverno colocava desafios especiais para a saúde e segurança do trabalhador.
  • As considerações ambientais: A operação da pilha de minério cria grandes quantidades de poeira, tornando-a num ambiente potencialmente perigoso para trabalhar.
  • Requisitos de projeto: A nova cobertura tinha que ser construída, enquanto a pilha de minério permanecia em operação, o que tornava impossível usar suportes internos temporários durante o processo de construção. O projeto teria que eliminar quaisquer questões decorrentes do minério de cair do transportador, e a estrutura também teria de suportar as grandes cargas de neve que ocorrem no alto dos Andes (pressões estimadas na faixa de 3,0 kPa). 

Barrick Zaldivar contratou a SKM-Minmetal, uma empresa líder global de engenharia de mineração com uma forte presença no Chile. SKM tinha tido experiências anteriores bem sucedidas com cúpulas de metal e elaborou as especificações para uma cúpula grande o suficiente para cobrir a abordagem do transportador e um ponto de quebra para evitar qualquer possibilidade de material transportado danificar a tampa.

 

Geometrica structural joint
Geometrica joint system

 

A Solução escolhida

 

Geometrica era a melhor solução para os vários requesitos de  Barrick Zaldivar por várias razões: Primeiro,  tinha uma considerável experiência com esses tipos de cúpulas no Chile (Mantos Blancos, Escondida, Pucobre, e outros). Em segundo lugar, a Geometrica ofereceu um preço  menor do que estruturas competitivas, assim como o programa de instalação era rápido e permitia a mina continuar a operar durante essa fase. 

O sistema Geometrica System é feito de estrutura e revestimento. A estrutura foi montada a partir de tubos de aço galvanizado pré-fabricados unidas por cubos de alumínio com fenda. Sem necessidade de soldagem pois a ligação entre tubos e hubs é mecânica. (Ver Figura 1). 

Os cubos de alumínio com fenda da Geometrica juntam os tubos num sistema eficiente que não requer solda. Os tubos deslizam facilmente para dentro dos cubos, e as peças são depois protegidas com anilhas de aço aparafusadas ​​a um varão de aço com rosca que passa através do centro do cubo.

Para compensar as extremidades alargadas da tubagem e proporcionar uma superfície plana para a fixação do revestimento, traves foram afixadas no lado exterior dos tubos, como mostrado na Figura 2. Tal como o tubo, as traves foram pré-fabricadas para o desenho da cúpula. Foram pré-perfurados quadrados fixos RHS de aço galvanizado para os tubos com parafusos auto-perfurantes. 

Purlins on Geometrica Structure
Purlins provide a uniform surface for cladding support.

 

O revestimento consistia em painéis de papelão ondulado de chapa metálica galvanizada, mais painéis de FRP para admitir a luz para o interior. Outros componentes de revestimento incluíam cumeiras galvanizadas, calhas de chuva e rufos saia.

As cúpulas de aço da Geometrica são sempre galvanizadas, o que elimina a manutenção comparado ao aço pintado. Tal como acontece com todas as estruturas da Geometrica, as peças foram marcadas e embaladas em caixas na ordem inversa da forma como eles foram montados individualmente. No campo, as peças eram acessíveis na sequência exata em que foram necessários.

As caixas pesavam menos de três toneladas para facilitar a manipulação com uma empilhadora ou macacos hidráulicos. Este trabalho exigia 15 caixas que chegaram em cinco remessas durante abril e maio de 2006. Os embarques sairam de  Monterrey, no México e chegaram via Alta Mira, e Iquique.

Dome Construction Start
Construction start.

 

Construção

 

A estrutura da cúpula foi erguida inteiramente por equipes de Zaldivar, sob a orientação de dois consultores técnicos Geometrica, um para estrutura e um para revestimento. Porque muitos dos tripulantes tinha trabalhado em alguns projetos anteriores Geometrica em minas El Tesoro e Escondida, a sua experiência ajudou a uma mais rápida finalização da construção.

A construção começou em cima de uma fundação de concreto. Um dos maiores desafios durante a erecção foi que a pilha de minério estava em uso e as operações faziam muito pó. Os trabalhadores usavam máscaras contra poeira, e os operadores de transporte cooperarm diminuindo o transporte quando o vento criou condições especialmente perigosas.

Sem a necessidade de solda, o trabalho prosseguiu sem problemas. A geometria da cúpula Geometrica é inerentemente forte, mesmo antes da construção estar concluída, o que se provou importante: a certa altura um terremoto interrompeu o revestimento da instalação, mas não resultou em danos ou ferimentos.

Os componentes estruturais da Geometrica foram verificados quanto à qualidade na fábrica, e consultores da Geometrica visitaram o local para treinar os trabalhadores da mina para fazerem suas próprias inspeções dequalidade à estrutura concluída. Todas as "aranhas" foram inspecionadas.

Resultados

 

A cúpula foi construída sem a necessidade de interromper a operação da mina, e a cúpula concluída abrange o transporte de modo que qualquer minério que escorregue pelos lados vai cair ou deslizar para dentro da cúpula sem causar danos para o chão do lado de fora. Esta cúpula também pode suportar as pesadas cargas de neve típicos neste local alto dos Andes.

Apesar de temperaturas baixas (uma média de máxima de 14 ° C) e pó sobrecarregarem a construção, toda a cúpula foi concluída em 149 dias, dentro do calendário previsto. Barrick Zaldivar está satisfeito com os resultados. Todos evidenciam a estreita relação de trabalho entre a Barrick Zaldivar, SKM e Geometrica -, bem como às vantagens inerentes a este tipo de cúpula - para o sucesso do projeto.

Dome Construction
Dome was built over operating stockpile.
Interior View of Dome in Operation
Internal view of the dome with skylights
Zaldivar Dome, Finished
Zaldivar dome: 95M diameter