Por Jaime Baldeón, R&D Senior Formulator | Protective and Marine Coatings | Floor Coatings | Fire Stop Coatings |
Introducción
La industria minera se caracteriza por su complejidad y por las exigencias técnicas y operativas que imponen condiciones ambientales extremadamente agresivas para equipos e infraestructuras. La protección de los activos en este sector es esencial para garantizar la continuidad operativa, la seguridad del personal y la eficiencia en la inversión, especialmente en operaciones de extracción de metales y minerales en ambientes agresivos.
Está comprobado que la selección adecuada y la correcta aplicación de sistemas protectores pueden extender significativamente la vida útil de los equipos e infraestructuras mineras. Este artículo técnico tiene como objetivo analizar de manera exhaustiva los diferentes aspectos que intervienen en la protección de activos mineros, abarcando desde las operaciones mineras y las condiciones de operación, hasta las tecnologías de recubrimientos disponibles y un análisis final sobre la importancia de estos sistemas en el contexto actual de la industria.
Operaciones mineras
Las operaciones mineras comprenden un conjunto de actividades interrelacionadas que van desde la exploración y extracción del mineral hasta su procesamiento y transporte. La diversidad de minerales y procesos requiere el uso de equipos especializados y la construcción de infraestructuras robustas, diseñadas para enfrentar condiciones ambientales extremas. En este contexto, se destacan tres tipos de operaciones principales:
1. Minas Polimetálicas
Las minas polimetálicas son aquellas en las que se extraen diversos metales a partir de un mismo yacimiento. Estos yacimientos, que se encuentran frecuentemente en países con alta diversidad mineral como Perú, requieren procesos de perforación, voladura y excavación a gran escala. Entre los equipos utilizados se encuentran:
- Equipos de perforación y voladura: Equipos pesados que realizan la fragmentación del macizo rocoso.
- Cargadores frontales y camiones de alto tonelaje: Utilizados para el transporte del mineral extraído.
- Sistemas de trituración y procesamiento: Plantas que incluyen trituradoras, molinos, sistemas de flotación y concentradores.
La naturaleza polimetálica del yacimiento impone desafíos en la separación y procesamiento de los metales, por lo que se hace indispensable contar con tecnologías de protección que resistan tanto la abrasión generada por partículas minerales como la corrosión derivada de agentes químicos presentes en el procesamiento.
2. Minas de Oro y Plata
La extracción de metales preciosos como el Oro y la Plata requiere técnicas de recuperación muy específicas. En este tipo de operaciones se emplean métodos de lixiviación en pilas y celdas electrolíticas, acompañados de plantas de procesamiento especializadas. Las características principales son:
- Procesos de lixiviación y cianuración: Donde se utiliza una solución química para disolver los metales.
- Instalaciones de recuperación electrolítica: Utilizadas para la precipitación y obtención del metal puro.
- Equipos de precisión: Bombas, tanques y tuberías que están en constante contacto con soluciones corrosivas y, en muchos casos, en ambientes de alta humedad.
Países como Perú y Chile cuentan con importantes yacimientos de Oro y Plata, lo que exige la implementación de recubrimientos que resistan la acción combinada de agentes corrosivos, abrasión y desgaste mecánico.
3. Minas de Cobre y Zinc
La minería del cobre y del zinc se caracteriza por procesos de extracción a gran escala, en los cuales se manejan volúmenes masivos de mineral. Entre las operaciones más destacadas se encuentran:
- Extracción a tajo abierto y subterránea: Que demandan el uso de equipos robustos como excavadoras, perforadoras y camiones de gran capacidad.
- Plantas de concentración y fundición: Donde se procesan y separan los minerales a través de técnicas térmicas y químicas.
- Ambientes desérticos y polvorientos: Especialmente en Chile, uno de los principales productores de cobre, donde las altas temperaturas y el polvo intensifican los procesos corrosivos.
La alta concentración de agentes abrasivos y la exposición a condiciones climáticas extremas hacen que los recubrimientos aplicados en estas operaciones deban tener una alta resistencia tanto a la abrasión como a la corrosión inducida por agentes atmosféricos.
Equipos, Maquinarias e Infraestructura
La protección de los activos mineros involucra no solo la maquinaria pesada y los equipos de perforación, sino también una amplia gama de infraestructuras y plantas operativas que son críticas para el éxito de las operaciones. Entre los activos a proteger destacan:
- Equipos de Perforación y Voladura: Estos equipos, fundamentales para la extracción del mineral, están sujetos a vibraciones, impactos y a la acción corrosiva de productos químicos empleados en los procesos.
- Camiones y Cargadores: Vehículos de gran tonelaje que realizan el transporte interno del mineral. Requieren recubrimientos que ofrezcan protección contra la abrasión por partículas, la erosión y la corrosión inducida por la humedad y productos químicos.
- Plantas de Procesamiento: Las instalaciones de trituración, molienda, flotación y concentración están expuestas a ambientes húmedos y a agentes corrosivos provenientes de los procesos químicos. Estas plantas requieren recubrimientos especializados para proteger tanto las superficies metálicas como las estructuras de concreto.
- Plantas de Lixiviación: Estas instalaciones consisten en tanques que operan con soluciones que contienen altos sólidos en suspensión y que generan un alto nivel de abrasión. Durante el proceso de lixiviación, la fricción constante entre los sólidos y la superficie interna de los tanques demanda recubrimientos con alta resistencia a la abrasión y a la corrosión.
- Plantas de Extracción por Solventes (SX): En este tipo de instalaciones se emplea la extracción por solventes para separar y recuperar metales. La manipulación de soluciones altamente agresivas y corrosivas exige la aplicación de recubrimientos que resistan la acción de ácidos y solventes, preservando la integridad de los equipos y garantizando procesos seguros.
- Plantas de Electrowinning (EW): Estas plantas están dedicadas a la recuperación de metales mediante procesos electrolíticos, en los que se produce una alta incidencia de ambientes ácidos agresivos. La protección en estas áreas es crítica, y se requieren recubrimientos que ofrezcan una barrera excepcional contra la corrosión y que aseguren la continuidad operativa del proceso.
- Infraestructura de Soporte: Edificios, ductos, tanques de almacenamiento y otras estructuras que forman parte de la red operativa de la mina también deben estar protegidos. Los recubrimientos aplicados en estos activos ayudan a prevenir la degradación causada por la exposición constante a condiciones ambientales adversas.
El diseño y la selección de los recubrimientos deben considerar tanto la naturaleza del sustrato como las condiciones operativas específicas de cada activo, garantizando así una protección óptima contra la corrosión y el desgaste.
Condiciones de operación
En el sector minero, las condiciones de operación son extremadamente variables y se caracterizan por la presencia de factores ambientales y mecánicos que aceleran la degradación de los materiales. La norma ISO 12944 proporciona un marco para clasificar los grados de corrosión, siendo de especial relevancia en este contexto debido a la intensidad de los factores involucrados.
Grados de Corrosión según ISO 12944
La ISO 12944 define diferentes grados de corrosión, que varían según el ambiente al que se expongan las superficies. En las operaciones mineras, es común encontrar ambientes clasificados en los niveles más altos de agresividad. Entre los factores que influyen se encuentran:
- Alta Humedad y Salinidad: Las operaciones en zonas costeras o en regiones con alta humedad, como en ciertos yacimientos en Perú y Chile, favorecen la formación de sales y otros agentes corrosivos.
- Contaminación Química: Los procesos de extracción y procesamiento requieren el uso de compuestos químicos, tales como ácidos, solventes y otros reactivos, que pueden acelerar la corrosión de los equipos.
- Variaciones Térmicas: Las fluctuaciones bruscas de temperatura, especialmente en regiones desérticas o de alta montaña, generan tensiones mecánicas en los recubrimientos, lo que puede inducir la formación de micro fisuras y acelerar el deterioro.
Estos factores hacen que la elección del recubrimiento sea crítica. Un recubrimiento inadecuado no solo fallará en su función protectora, sino que también podrá generar costos adicionales por reparaciones, paradas operativas y riesgo para la seguridad.
Condiciones Operativas Críticas
Además de los factores ambientales, existen condiciones específicas en las operaciones mineras que incrementan la necesidad de sistemas protectores robustos:
- Abrasión: El movimiento constante de maquinaria y el transporte de minerales generan un desgaste significativo en las superficies expuestas. La abrasión es especialmente crítica en equipos móviles y en infraestructuras sometidas a contacto continuo con partículas.
- Impacto: Los golpes y vibraciones generados por la operación de maquinaria pesada pueden provocar fisuras en los recubrimientos, disminuyendo su efectividad. Es esencial que los recubrimientos tengan una capacidad de absorción de impactos y mantengan su integridad.
- Exposición a Productos Químicos: Los procesos mineros implican la manipulación de sustancias químicas altamente corrosivas. La resistencia a estos productos es fundamental para evitar la degradación prematura de los recubrimientos y garantizar la seguridad en el manejo de los equipos.
La adecuada protección de los activos mineros, mediante la selección de recubrimientos específicos y de alta calidad, es una estrategia clave para minimizar el riesgo de fallos estructurales, reducir los costos de mantenimiento y asegurar la continuidad operativa.
Tecnología de protección con recubrimientos
El avance en la investigación y desarrollo de nuevas tecnologías ha permitido el desarrollo de una amplia variedad de sistemas de recubrimientos, cada uno diseñado para enfrentar desafíos específicos en ambientes mineros. A continuación, se describen las principales tecnologías utilizadas en el sector:
1. Recubrimientos Epoxi-Poliamina
Los recubrimientos epoxi-poliamina entre 80% – 100% solidos en volumen, son ampliamente utilizados debido a su excelente adherencia y alta resistencia química. Su formulación se basa en la reacción entre una resina epóxica y un endurecedor de poliamina, generando una estructura tridimensional que forma una barrera protectora robusta.
- Ventajas: Alta resistencia a la abrasión y al desgaste mecánico. Excelente adherencia en diversos sustratos, como acero, concreto y otros materiales. Gran resistencia a productos químicos agresivos y ambientes de alta humedad.
- Aplicaciones: Protección de equipos de perforación, camiones, y estructuras de soporte en operaciones mineras. Revestimiento de tanques de almacenamiento, ductos y otras instalaciones expuestas a ambientes corrosivos.
2. Recubrimientos Epoxi-Amina Cicloalifáticas
Utilizando aminas cicloalifáticas como endurecedores, estos recubrimientos mejoran las propiedades mecánicas y la resistencia a la intemperie. La formulación epoxi-amina cicloalifática 100% SV proporciona una barrera que es especialmente útil en aplicaciones expuestas a alta incidencia de productos químicos agresivos y ciclos térmicos intensos.
- Ventajas: Excelente resistencia a la degradación por radiación UV y condiciones atmosféricas adversas. Buena flexibilidad para absorber vibraciones e impactos sin perder integridad. Durabilidad comprobada en ambientes altamente agresivos.
- Aplicaciones: Revestimiento de infraestructuras expuestas al aire libre, tales como fachadas y estructuras de plantas mineras. Protección de equipos sometidos a ciclos térmicos y cambios bruscos de temperatura.
3. Recubrimientos Epoxi-Fenólicos
La combinación de resinas epóxicas con modificadores fenólicos confiere a estos recubrimientos una excelente estabilidad térmica y resistencia a la degradación química. Son ideales para ambientes donde las temperaturas elevadas son un factor crítico.
- Ventajas: Capacidad para soportar altas temperaturas sin degradarse. Gran resistencia a agentes químicos y a la corrosión. Propiedades mecánicas robustas que ofrecen resistencia a impactos y abrasión.
- Aplicaciones: Protección de equipos y estructuras en plantas de procesamiento y fundición. Revestimiento en zonas de alta exposición a calor y productos químicos.
4. Recubrimientos Epoxi Fenólico Novolaca (EPN)-Aminas Cicloalifáticas
Esta tecnología combina las propiedades de los recubrimientos epoxi fenólico novolaca con las ventajas de las aminas cicloalifáticas 100% SV, generando sistemas con alta resistencia química y mecánica.
- Ventajas: Sinergia que permite una mayor resistencia frente a agentes corrosivos y mecánicos. Formación de películas de recubrimiento densas y uniformes. Excelente desempeño en condiciones de abrasión, impactos y exposición a productos agresivos.
- Aplicaciones: Uso en sectores donde coexisten condiciones de alta agresividad química y mecánica, como en plantas de procesamiento y en equipos de transporte interno. Revestimiento de superficies críticas en infraestructuras mineras (Pisos de concreto e infraestructura).
5. Sistemas Reforzados con Mantas y/o Escamas de Fibra de Vidrio
La incorporación de refuerzos, como mantas o escamas de fibra de vidrio, en sistemas epóxicos permite mejorar la integridad estructural del recubrimiento. Estos sistemas están diseñados para ofrecer una protección adicional en ambientes de alta abrasión y resistencia química.
- Ventajas: Aumento significativo de la resistencia mecánica y química. Capacidad para distribuir cargas y reducir la formación de fisuras. Adecuados para aplicaciones en equipos y estructuras sometidas a impactos y abrasión constante.
- Aplicaciones: Protección de superficies que reciben impactos repetitivos y cargas mecánicas elevadas. Revestimiento de infraestructuras en plantas mineras donde la agresividad química y abrasiva es crítica.
La elección del sistema de recubrimiento adecuado debe basarse en un análisis detallado del ambiente operativo, la composición del sustrato y las exigencias específicas de cada aplicación. La correcta implementación de estas tecnologías permite optimizar la protección de los activos mineros, prolongando su vida útil y asegurando la continuidad de las operaciones.
Comentarios finales
La minería es una actividad que, por su naturaleza, enfrenta desafíos técnicos y operativos significativos. El ambiente minero se caracteriza por ser uno de los más agresivos en términos de corrosión y desgaste, debido a la interacción de múltiples factores: exposición a agentes químicos, abrasión generada por partículas en suspensión, impactos mecánicos y fluctuaciones térmicas. Este escenario exige soluciones de protección integrales y altamente especializadas.
El análisis de las operaciones en países como Perú y Chile evidencia que, pese a las diferencias en los minerales extraídos y en la infraestructura utilizada, la necesidad de proteger los activos mineros es común. La inversión en recubrimientos de alta tecnología se traduce en una mayor seguridad, reducción de costos de mantenimiento y, sobre todo, en una prolongación de la vida útil de equipos e instalaciones.
Uno de los aspectos críticos es la selección adecuada del recubrimiento para cada aplicación. Las tecnologías disponibles –desde recubrimientos epóxicos en diversas formulaciones hasta sistemas reforzados con fibra de vidrio– ofrecen soluciones que deben adaptarse a las condiciones específicas de cada operación. Un sistema mal seleccionado o aplicado inadecuadamente puede resultar en fallos prematuros, ocasionando paradas operativas y generando riesgos para la seguridad del personal. Por el contrario, una estrategia de protección basada en un análisis detallado y en la utilización de materiales de alta calidad se convierte en una inversión estratégica, que se refleja en la productividad y sustentabilidad de la mina.
La evolución constante en la formulación de recubrimientos, impulsada por la investigación y el desarrollo, ha permitido responder a los desafíos propios de la industria minera. La combinación de resistencia química, mecánica y a la intemperie en sistemas de recubrimiento ha abierto nuevas oportunidades para enfrentar condiciones extremas y garantizar la integridad de los activos. Esta sinergia entre tecnología y aplicación práctica es fundamental para mantener la competitividad y la eficiencia en el sector.
La protección de activos mineros mediante recubrimientos especializados no solo contribuye a la seguridad y al rendimiento operativo, sino que también tiene un impacto positivo en la sustentabilidad ambiental, al reducir la necesidad de reemplazos frecuentes y minimizar los residuos generados por el deterioro prematuro de los equipos. En un mercado global cada vez más exigente, estas estrategias se vuelven determinantes para asegurar la continuidad de la producción y optimizar la inversión en infraestructura y tecnología.
Conclusión
En conclusión, la protección de los activos mineros a través de recubrimientos especializados es un componente esencial para el éxito de las operaciones mineras. La interacción de factores ambientales agresivos –como la corrosión, la abrasión, los impactos y la exposición a productos químicos corrosivos– hace imperativo el uso de sistemas de recubrimientos de alta tecnología.
El análisis realizado en este artículo demuestra que, independientemente del tipo de operación –ya sea en minas polimetálicas, de Oro y Plata o de Cobre y Zinc–, la protección de equipos, maquinaria e infraestructuras es crucial. La incorporación de recubrimientos en tanques de lixiviación, plantas de extracción por solventes (SX) y plantas de electrowinning (EW) resalta la importancia de adaptar las soluciones a las condiciones específicas de cada proceso. Estos activos, sometidos a altos niveles de abrasión, fricción y ambientes ácidos, requieren de recubrimientos que ofrezcan una barrera efectiva contra la corrosión y el desgaste.
La selección adecuada del recubrimiento, basada en un análisis exhaustivo del ambiente operativo, la naturaleza del sustrato y las exigencias mecánicas y químicas, es clave para garantizar la integridad y durabilidad de los activos mineros. La aplicación correcta de estas tecnologías no solo previene fallos estructurales, sino que también optimiza la eficiencia operativa, reduce los costos de mantenimiento y contribuye a la sustentabilidad del sector.
En síntesis, invertir en tecnologías de recubrimientos avanzados representa una estrategia fundamental para afrontar los desafíos de la minería moderna. La integración de soluciones que combinen resistencia a la abrasión, a los productos químicos y a los impactos, en conjunto con el conocimiento técnico acumulado durante décadas, permite a la industria minera operar de manera segura, rentable y sostenible. La protección de activos es, por tanto, una inversión estratégica que garantiza la continuidad operativa y fortalece la competitividad en un entorno global cada vez más exigente.
