Modernización de Sistema de Izaje Minero Vertical con Control Regenerativo y Seguridad SIL3
Definición del Problema
Desafíos de la Industria
- 01 Gestión crítica de cargas de alta inercia en pozos profundos (shafts) con ciclos operativos intensivos.
- 02 Estricta necesidad de fiabilidad para garantizar la seguridad del personal y evitar paradas de producción costosas.
- 03 Inestabilidad de la red eléctrica en minas remotas debido a picos de corriente durante el arranque de grandes motores.
Puntos de Dolor Específicos
- Desgaste acelerado de zapatas y discos de freno mecánico debido al uso excesivo para control de velocidad.
- Pérdida significativa de energía potencial en forma de calor durante los ciclos de descenso de cargas pesadas.
- Efecto 'yo-yo' o rebote en la jaula debido a la elongación del cable de acero y falta de control de par preciso a velocidad cero.
Análisis del Estado Actual
Impacto en el rendimiento
Verificación de Ingeniería
Esta solución ha sido validada por Equipo Técnico de Atlamech basada en los siguientes estándares:
Ver DetallesAlcance Técnico
- Implementación de Variadores de Frecuencia (VFD) de Media Tensión con topología AFE (Active Front End) para regeneración.
- Integración de sistema de control de frenos redundante (eléctrico + mecánico hidráulico) bajo normativa SIL3.
- Sustitución de control analógico por PLC de Seguridad y encoders absolutos de alta resolución.
Estándares de Cumplimiento
Estrategia de implementación
Entregables Clave
Notas de Consulta
Estrategia de Control y Seguridad
El diseño debe priorizar la función Torque Proving (Prueba de Par). Antes de liberar el freno mecánico, el VFD debe generar y mantener un par motor suficiente para sostener la carga suspendida, evitando el 'roll-back' (caída inversa). Esta secuencia debe ser supervisada por el PLC de seguridad.
Gestión de Energía
Dado el perfil de carga cíclico (elevación de mineral/descenso de jaula vacía o viceversa), la regeneración es inevitable. Se recomienda estrictamente el uso de unidades Active Front End (AFE) para devolver la energía a la red con bajo contenido armónico, en lugar de disiparla en resistencias de frenado, lo cual sería térmicamente ineficiente en un entorno subterráneo.
Consideraciones Mecánicas
- El control de lazo cerrado (FVC - Flux Vector Control) es obligatorio para manejar la alta inercia y proporcionar par completo a velocidad cero.
- Se deben implementar curvas de movimiento tipo 'S' (S-Curves) para minimizar el 'jerk' (tirones) y reducir el estrés mecánico en el cable de acero y la estructura del castillete.
- La redundancia de los frenos mecánicos debe ser física (doble caliper) y lógica (doble canal de disparo).
Taxonomía de Infraestructura
Áreas de Conocimiento
Resumen de Relaciones de Ingeniería
Componentes Técnicos Utilizados
Variadores de Frecuencia de Media Tensión con topología AFE, Encoders absolutos de alta resolución
Restricciones de Ingeniería
Ciclo de trabajo S9
Lógica de Optimización Central
Curvas de aceleración en S, Control de par a velocidad cero
Resumen de Casos de Implementación
Resumen del proyecto
Retrofit de Sistema de Tracción de Izaje Vertical con Frenado Regenerativo y Arquitectura SIL3
Clúster de Conocimiento Técnico
Infraestructura Energética y Electrificación para Minería
Estructura de clúster con intención transaccional B2B, orientada a ingenieros de planta y gerentes de operaciones. Vincula técnicamente la generación híbrida, almacenamiento BESS y distribución de potencia para maximizar la continuidad operativa y la descarbonización.
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