Proyecto Constancia en Perú, a gran altitud

La compañía australiana Ausenco comenzó a trabajar en la optimización del proyecto de cobre Constancia en el 2010, cuando era propiedad de Norsemont Mining, hoy de Hudbay. Un estudio de factibilidad, mostró una productividad poco favorable, por lo que se le encargó a la firma global realizar un estudio de optimización para mejorar la viabilidad del proyecto. 

Mina Constancia es un sistema de pórfidos de cobre-molibdeno, situado en los Andes, sureste de Perú, a 4.100 m sobre el nivel del mar. Consta de dos yacimientos, Pampacancha y Constancia, junto a la planta procesadora localizada alrededor de 1 km al oeste del rajo Constancia.

Durante los primeros años de producción, el rendimiento de la planta de Constancia promedió 80.000 toneladas por día (t/d) (en comparación con una capacidad de 76.000 t/d), y la producción de cobre en concentrado promedió 82.000 t/a. 

La compañía australiana Ausenco entregó servicios EPCM para diseñar, construir, y comisionar un concentrador de 25 Mt/año e infraestructura asociada para el proyecto. 

“El estudio se basó en los principios de diseño rentables de Ausenco, lo que dio como resultado una mejora del valor actual neto (VAN) de US$800M en comparación con el estudio de factibilidad. Esta mejora del VAN se debió a una combinación de mayor capacidad, óptima selección de equipos, menores costos de capital, mejor cronograma de construcción y un óptimo plan de minado”, señala en entrevista a Revista Minería Pan-Americana Simon Cmrlec, Presidente para las Américas de Ausenco. 

La construcción comenzó a fines de 2012 y la planta inició operaciones en diciembre de 2014, con el primer concentrado. Un proyecto a gran altitud. 

¿Por qué Ausenco puso su interés en el proyecto Constancia? 

El proyecto Constancia fue el primero en Perú en utilizar principios de diseño rentables, que se desarrollaron primero en Australia. Al aplicar estos principios, Ausenco diseñó un concentrador para un depósito de cobre de grado relativamente bajo con un costo reducido de capital y, en consecuencia, a una mejor tasa de rendimiento del capital invertido. El proyecto proporcionó una “prueba de concepto”, lo que demostró que estos principios de diseño son aplicables en lugares de gran altitud y alta sismicidad. Como tal, el proyecto Constancia proporcionó un modelo sobre cómo otros proyectos de cobre de baja ley en Perú, pueden avanzar económicamente de manera sostenible.

¿Cuáles fueron las características técnicas incorporadas en el concentrador?

El rendimiento de la planta en Constancia está limitado principalmente por la competencia del mineral. El estudio de factibilidad requería el uso de un único molino SAG sin engranajes con 21.500 kW de potencia instalada y dos molinos de bolas con 13.000 kW de potencia instalada cada uno. Esto hubiera permitido una molienda de P80 de 106 micrones a un rendimiento de 76.000 t/d en los primeros cinco años, seguido de una reducción a 50.000 t/d, debido a los porcentajes crecientes de mineral hipógeno competente en la alimentación de la planta.

Ausenco realizó una serie de estudios de compensación para determinar qué arreglo devolvería el VPN óptimo del proyecto. Estos estudios consideraron el uso de un único molino SAG sin engranajes, con potencia instalada entre 20 mil y 26 mil kW, contra dos líneas de molinos SAG impulsados por piñón, con potencias instaladas entre 13 mil y 16 mil kW cada una. El VPN óptimo se logró con la última opción que resultó en la selección de un circuito de molienda que consiste en dos líneas de molinos SAG impulsados por piñón, con potencias instaladas de 16 mil kW cada uno, seguidas de molinos de bolas impulsados por piñón, con potencias instaladas de 16 mil kW cada. 

Esto produjo un total de 64 mil kW de potencia de molienda instalada, un aumento significativo con respecto a la factibilidad original de la potencia de molienda DFS, permitiendo a la planta mantener un rendimiento de 76.000 t/d durante toda la vida útil de la mina.

Aunque el circuito de molienda fue diseñado a 76.000 t/d, se determinó que sería capaz de tratar 86.000 t/d en los primeros cinco años de operación, debido a un mineral más suave y menos competente en la alimentación de la planta durante este tiempo. 

Se hicieron modificaciones menores a los circuitos descendentes para que coincidieran con esta capacidad, permitiendo la maximización del rendimiento total de la planta.

¿Cómo se optimizó el estudio de factibilidad?

El diseño original del estudio de factibilidad se modificó teniendo en cuenta objetivos clave: minimizar el footprint, aprovechar al máximo los contornos naturales del terreno, reducir el uso de edificios totalmente cerrados, minimizar la altura de todas las estructuras, optimizar la ubicación de las sub estaciones y centros de control de motores (CCM), y permitir el uso de grúas torre (móviles y permanentes) para respaldar la construcción y las operaciones. Por ejemplo: (a) La chancadora primaria se reubicó en una colina cercana que proporcionaba la altura necesaria para el circuito con un mínimo de movimiento de tierra. Esto permitió que la chancadora y la reserva se alinearan con el circuito de molienda a lo largo de un espolón relativamente plano, lo que redujo las cantidades totales de movimiento de tierra del proyecto. (b) El circuito de flotación de cobre se reubicó y el footprint se hizo más compacto. Ello permitió que los relaves celulares más ásperos fluyeran por gravedad al espesador de relaves, que se colocó en un punto bajo local. (c) El estanque de recolección de agua de contacto se colocó en el punto bajo de la planta, lo que permitió un drenaje en todo el sitio a un solo estanque de sedimentación.

El plan de ejecución de la construcción se realizó para adaptarse a las metodologías comúnmente utilizadas en la construcción peruana y para adaptarse a la ubicación del sitio a 4.100 m.s.n.m. 

Se prestó especial atención a la logística del personal, turnos y monitoreo de la salud para garantizar que el personal pudiera trabajar de manera segura en todo momento. 

¿Cuáles fueron los principales desafíos técnicos durante la fase de construcción?

La construcción en el sitio comenzó a mediados de 2012 y se completó en marzo de 2015. El momento de la fase de construcción coincidió con otros dos proyectos importantes de construcción de recursos en la región, lo que significó que la competencia por mano de obra fuese extremadamente alta.

La fabricación en el país también fue un gran reto, ya que materiales clave como el acero estructural, la calderería, tubería y el revestimiento de caucho fueron hechos por los mismos fabricantes. Asimismo, la ubicación remota del proyecto creó enormes desafíos para los equipos de transporte y logística, siendo la planificación detallada y comunicación fundamentales para el éxito. 

Ubicado en la altura de los Andes, el sitio está sujeto a eventos climáticos severos, en particular, tormentas eléctricas. Por lo mismo se desarrolló un estándar de tormentas eléctricas para garantizar la seguridad de los trabajadores que incluía la programación de tareas de alto riesgo temprano en la mañana, previo al inicio característico de los eventos climáticos.

¿Ausenco aplicó alguna otra innovación o concepto propio en Constancia?

Dada la ubicación, se hizo todo lo posible para utilizar el equipamiento que se había aprobado comercialmente. Se usaron algunos enfoques nuevos, por ejemplo, una celda Jameson para el rechazo de material estéril en la última etapa de flotación de molibdeno que no se había hecho en ningún otro lugar en ese momento. No obstante, la verdadera innovación que impulsó el éxito del proyecto estuvo asociada a los conceptos desarrollados por los equipos de ingeniería y construcción para garantizar que la planta se pudiera construir de manera rentable, para luego aumentar y operar sin complejidad a lo largo de la vida útil de la mina. El footprint, las cantidades de materiales a granel (acero, concreto, tuberías, cable) y la huella de CO² fueron significativamente más bajas que en otros proyectos de concentradoras de cobre en Sudamérica, sobre la base de un rendimiento proporcional.

¿Hubo algún reto técnico en el montaje de equipos? 

El ensamblaje de los molinos, chancadoras y correas en el sitio se completó con grandes grúas móviles sobre orugas hidráulicas. Debido a que el diseño de la planta era compacto, el acceso a estas áreas tenía que ser bien administrado y planeado con mucha antelación. 

Las áreas de colocación en el sitio se establecieron para componentes principales específicos con un margen para el pre montaje y la preparación se completó fuera del sitio de la planta confinada. Este proceso redujo significativamente tareas de alto riesgo y la cantidad de personal dentro del sitio.

El diseño de la zona de flotación y la proximidad al edificio principal de molienda, plantearon desafíos durante el proceso de instalación. El diseño incluyó la instalación de una grúa torre para el mantenimiento de las celdas y el equipo asociado. Esta pieza clave de infraestructura se adquirió e instaló justo al inicio de la fase de construcción y se utilizó en el ensamblaje de las celdas de flotación, ahorrando tiempo y reduciendo la cantidad de grúa adicional requerida en el sitio. La construcción de la estructura de la chancadora primaria y el edificio principal de molienda se completó en un enfoque de nivel por nivel alrededor de los componentes principales. 

¿Cuáles fueron los logros más significativos obtenidos con el proyecto Constancia?

Un enfoque clave tanto para Hudbay como para Ausenco fue el de asegurar que el trabajo realizado por los ingenieros y contratistas fuera maximizado. Con tal fin la construcción fue realizada por contratistas peruanos. El proyecto se llevó a cabo a 4,100 metros y tanto el diseño como la planificación de la ejecución de la construcción se adaptaron a los desafíos de trabajar a grandes alturas.

Desde el inicio del proyecto, hubo un fuerte enfoque en el desarrollo de una cultura que promoviese el trabajo seguro, el cuidado de los trabajadores y la protección del medio ambiente. 

El desempeño de seguridad del proyecto fue sobresaliente, ya que se llevaron a cabo más de 8 millones de horas hombre sin pérdida de tiempo. Esto último fue uno de nuestros mayores logros.