1. Analisis de las condiciones operativas en minas de cobre

La dureza de la mena de cobre en la escala de Mohs es de 3,5 a 4,5 y presenta una alta corrosividad, lo que exige a los raspadores una elevada resistencia al impacto y a la corrosion.

Velocidad de la cinta: 5,8-6,5 m/s; capacidad de transporte: 6.000-11.000 t/h; la longitud de un solo transportador suele superar los 5 km; la altitud de trabajo puede alcanzar los 6.000 m sobre el nivel del mar. Una seleccion incorrecta del modelo de raspador afecta gravemente la eficacia de limpieza y la vida util del equipo.

La intensidad de la radiacion ultravioleta es 1,5 veces superior a la del nivel del mar; la variacion de temperatura diurna puede alcanzar los 40 degC; el aire es seco y la concentracion de polvo es alta. Esto impone mayores exigencias en la resistencia al envejecimiento de los componentes de poliuretano y caucho.

2. Analisis de las causas habituales de fallo de los raspadores

• Las cuchillas de poliuretano (PU) convencionales, sometidas a la friccion de alta velocidad de la cinta, suelen tener una vida util inferior a 500 horas, con una tasa de desgaste superior a 0,1 mm/h.

• Los impactos repetidos de grandes trozos de mineral generan grietas en la base de la cuchilla que terminan provocando su rotura.

• La elasticidad de las cuchillas se deteriora por el envejecimiento acelerado causado por la radiacion UV y el ozono, impidiendo un contacto firme con la cinta y provocando acumulacion de material residual.

• Las cuchillas rigidas o las de aleacion con presion incorrecta causan un desgaste anormal de la cubierta de la cinta, de hasta 1-2 mm/ano.

• La alta friccion de velocidad obliga a ajustar frecuentemente el sistema de tension del raspador. Si el ajuste no se realiza a tiempo, se producen derrames de material y se acumulan finos entre la cuchilla y la cinta, lo que reduce significativamente la eficacia de limpieza incluso despues de reapriete.

3. Seleccion de cuchillas para raspadores

A. Cuchillas para raspadores primarios (primera etapa)

• Para los raspadores primarios se debe elegir poliuretano de ultra alta resistencia al desgaste, con dureza recomendada de 90-95 Shore A y valor de abrasion Akron <=0,03 cm3/1,61 km.

• La altura y el volumen de la cuchilla deben adaptarse al diametro del tambor motriz:

• Diametro de tambor 800-1.200 mm: altura de cuchilla >=260 mm;

• Diametro de tambor 1.000-1.400 mm: altura de cuchilla >=380 mm;

• Diametro de tambor >1.400 mm: altura de cuchilla >=500 mm.

• La dureza del poliuretano no debe ser ni demasiado blanda ni demasiado dura: una dureza insuficiente reduce la resistencia al desgaste y acorta la vida util; una dureza excesiva disminuye la elasticidad y puede provocar grietas o rotura cuando la superficie de la cinta es irregular.

• El raspador primario debe estar equipado con un muelle de alta resistencia o un sistema de tension automatico que mantenga una presion constante y ajustable de 140-180 N para compensar el desgaste y los saltos de la cinta.

• Un sistema de tension totalmente automatico proporciona una presion continua y constante sobre la cuchilla, eliminando los derrames causados por ajustes manuales tardios del sistema de bloqueo.

• El sistema de tension automatico debe incluir aviso de desgaste de la cuchilla, lo que ayuda al personal de mantenimiento a evaluar con precision el estado de la cuchilla antes de cada turno, reduciendo costes de sustitucion y riesgo de derrames.

• Cuando la velocidad de la cinta es >=3,5 m/s o el espesor de la cubierta de la cinta es <=5 mm, no se recomienda el uso de puntas de aleacion en los raspadores primarios, ya que el calor generado por friccion a alta velocidad acelera el envejecimiento de la cubierta.

B. Equipos adicionales antes del raspador secundario

• Si la mena de cobre es un material seco a granel, se recomienda instalar un raspador de cuchilla de aire antes del raspador secundario: el flujo de aire de alta velocidad despega el polvo fino sin contacto con la cinta. Combinado con un colector de polvo eficiente, el polvo puede redirigirse directamente al flujo de material.

• Si se trata de concentrado de cobre humedo o en forma de lodo proveniente de flotacion, se recomienda instalar un raspador de pulverizacion antes del raspador secundario para ablandar el material adherido y lavar la superficie de la cinta.

C. Cuchillas para raspadores secundarios (segunda etapa)

• Elegir cuchillas de metal duro con soporte elastomero: metal duro clase ISO K20-K30 (por ejemplo, tipo YG8), dureza Rockwell HRA >=89.

• Dureza del elastomero: 80-85 Shore A, para garantizar el contacto firme con la cinta y la resiliencia. Resistencia a la traccion del elastomero >=25 MPa para prevenir roturas por impacto de la cinta.

• Angulo de instalacion de 90deg con respecto a la cinta: accion de 'raspado' en lugar de 'corte'.

• Material seco a granel (mena de cobre): presion de cuchilla de 15-20 N/cm.

• Material humedo a granel (concentrado de flotacion): presion de 25-30 N/cm.

• A mayor velocidad de cinta, menor tiempo de contacto de la cuchilla; se puede aumentar moderadamente la presion, pero es necesario vigilar el calentamiento por friccion.

• Las cintas nuevas o de alta resistencia (tipo ST) soportan presiones ligeramente superiores; las cintas antiguas o de lona comun (tipo EP) requieren presiones mas bajas.

4. Raspador de cepillo

Cuando la superficie de la cinta presenta irregularidades (cinta desgastada, aranazon, depresiones), se recomienda instalar un raspador de cepillo despues del raspador secundario para limpiar las cavidades. El cepillo debe girar en sentido inverso con una relacion de velocidad 1:10, diametro de cerda >=2,5 mm, y se debe equipar con una placa agitadora.

5. Conclusiones y recomendaciones

Al seleccionar raspadores para las condiciones de las minas de cobre, se deben considerar primero las caracteristicas del material a granel y los parametros del transportador. El desarrollo de los sistemas de limpieza debe orientarse en tres direcciones: alta eficacia de limpieza, larga vida util y mantenimiento sin intervencion humana. Se debe ofrecer una amplia gama de materiales de poliuretano y cuchillas de aleacion adecuados a la velocidad de la cinta, la humedad del material y la duracion del funcionamiento. Los sistemas de tension totalmente automaticos, el mantenimiento autonomo y la inteligencia de los equipos son las tendencias clave del desarrollo futuro del sector.