rampas de escape como sistema de frenado
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CAPÍTULO I
INTRODUCCION
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1. INTRODUCCIÓN
1.1. REALIDAD PROBLEMÁTICA
Actualmente el proceso de acarreo involucra el movimiento de grandes
volúmenes de material, tanto mineral como desmonte, mediante el uso de
volquetes de gran capacidad, circulando a diferentes velocidades por las
vías principales las cuales de acuerdo a la topografía y el diseño de
ingeniería cuentan con pendientes pronunciadas (8%-10%), esto constituye
un peligro latente ya que la mayoría de las vías no cuentan con las
medidas de seguridad necesaria para evitar accidentes ante una posible
falla del sistema de frenado (freno de servicio, freno de parqueo, freno de
estacionamiento y el retardador dinámico) de los volquetes. Considerando
aún lo mencionado en el D.S. 046-94-EM en su Art. 196, ítems “h” e “i”,
que los denomina “carreteras de alivio” e indica la obligatoriedad de su
construcción en vías con pendientes mayores a 5%.
La ausencia de dispositivos de seguridad (rampas de escape) dificultan la
parada de un volquete fuera de control, complicándose en operaciones de
acarreo con situaciones de clima adverso tales como lluvia, neblina, etc.,
cuando falla el sistema de frenado del equipo, en la mayoría de los casos
ha dado como resultado la pérdida de vidas y considerables daños al
equipo. Por ello deben ser incorporadas necesariamente en el diseño de
las vías principales de las minas, en estas rampas de escape podrán
ponerse a buen recaudo los operadores y los volquetes que se encuentren
fuera de control a causa de una falla en el sistema de frenado.
Actualmente en la unidad minera Lagunas Norte, por su política de
prevención y seguridad, la compañía viene considerando la construcción de
rampas de escape. A través de esta investigación se describen los
parámetros adecuados para el diseño y construcción de las mismas en las
vías principales “A” y “B”. Además del riesgo en la falla del sistema de
3
frenado del volquete se suman otros factores como por ejemplo: climáticos
(neblina densa, lluvia, etc.), desconcentración del operador, maniobras
inadecuadas, piso resbaladizo etc.; ante estos riesgos se podrían utilizar
las rampas de escape a fin de que el operador y el equipo sean
salvaguardados. En esta investigación nos enfocamos netamente al peligro
que existe ante la falla del sistema de frenado del volquete Komatsu 730E
durante su recorrido por una vía principal.
Cuando el volquete sufre desperfectos y no es posible mantener un
adecuado control sobre el mismo, existe una solución, que garantiza una
frenada eficiente, de todo tipo de vehículos, incluyendo a los de mayores
dimensiones como de los volquetes Komatsu 730E, esta solución es
llamada RAMPAS DE ESCAPE.
1.2 ANTECEDENTES
La explosión tecnológica sufrida por el mundo entero a finales de los años
70, ocasionó un cambio brusco en la mentalidad de los empresarios y en el
mundo de las industrias de la época. Han pasado más de 35 años y la
velocidad del avance científico y tecnológico no se ha detenido, lo que ha
repercutido en la forma de abordar el concepto de producción en la minería
en función del proceso de acarreo y los sistemas de seguridad para la
prevención de accidentes.[1]
En 1997, la compañía minera internacional B.H.P., debido a un inaceptable
ratio de incidentes relacionados a volquetes pesados y vehículos livianos y
como resultado de un accidente fatal por falla del sistema de frenado de
uno de sus volquetes en una de sus minas de carbón llamada Blackwater,
estableció como estándar internacional en todas sus minas el diseño y
construcción de rampas de escape como solución a los problemas de
frenado. [1]
4
A nivel mundial en minas como en Australia, Canadá y en Sudamérica
(Veladero-Chile) y en el Perú en minas como Cerro Verde y BHP Billinton
Tintaya, se han diseñado y construido rampas de escape obteniendo
resultados positivos ante una falla del sistema de frenado de los distintos
tipos de volquetes que transitan por diferentes minas del mundo. La
transnacional BHP Billinton ha realizado estudios específicos de diseño y
construcción de las rampas de escape en distintas minas de esta
corporación internacional. Esta empresa minera a través de su área de
ingeniería y desarrollo ha generado un documento llamado Mine Road
Design Guidelines (Manual de diseño de vías mineras) que ha sido creado
en referencia a estudios realizados sobre rampas de escape en todas las
minas que conforman esta corporación.
Las rampas de escape o de emergencia también se han utilizado en las
carreteras de tránsito pesado en los países de México y Australia, estas
rampas permiten detener con seguridad a los volquetes de carga pesada
que tuvieran problemas de frenado, por lo general estas rampas son
tramos largos construidas de arena o grava, las cuales se ubican junto a
las carreteras con una gradiente considerable y diseñada para dar cabida a
volquetes grandes. El tipo de grava o arena permite disipar la velocidad del
camión de manera controlada, lo que permite al conductor que se detenga
de manera segura [1].
En la ciudad de México se han aplicado normas como la PROY-NOM-036-
SCT2-2007 sobre rampas de emergencia para frenado en carreteras.
Humberto Treviño Landois, Subsecretario de Transporte y Presidente del
Comité Consultivo Nacional de Normalización de Transporte Terrestre de
México, ordenó la publicación de la Norma Oficial Mexicana PROY-NOM-
036-SCT2-2007, en el Diario Oficial de la Federación, haciendo mención a
las rampas de emergencia para frenado en carreteras. [2]
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El lunes 17 de Abril del 2007 en la carretera Puebla-Orizaba en la rampa de
emergencia en Cumbres de Maltrata ocurrió un accidente de un ómnibus,
este accidente fue ocasionado por la impericia del conductor, ya que la
rampa de emergencia cuenta con el señalamiento adecuado y ha sido
utilizada de manera exitosa en los últimos años. En el parte policial indica
que la principal causa del accidente fue que el autobús, con un sobre cupo
de pasajeros, se quedó sin frenos por el mal estado mecánico de la unidad,
sumado a la impericia del conductor al abordar la rampa de emergencia. La
rampa ha sido empleada a la fecha en 53 ocasiones por diferentes tipos de
vehículos y en todos los casos de manera exitosa: en el año 2003 por 11
vehículos; el 2004 por 19; en el 2005 por 15 y en lo que va del presente
año 8 vehículos. [2]
En la industria minera del carbón al Oeste de Virginia de acuerdo a
BrickStreet Mutual Insurance Co. La cual está concientizada en temas de
seguridad minera, tuvo que registrar varios accidentes, dentro de los cuales
está involucrado el descarrilamiento de los volquetes de las vías
principales. [3]
La mayoría de minas al oeste de Virginia y Pennsylvania sufren del
problema del descarrilamiento de sus volquetes, sumando a esto que
cuando se descarrilaban los volquetes generaban accidentes fatales los
cuales generan grandes pérdidas, es por eso que decidieron implementar
las rampas de escape para así evitar pérdidas humanas y un daño
considerable a los equipos.[3]
El 10 de Febrero del 2004 en la mina Colony Bay ubicada en Boone
County, aproximadamente a las 18:30 hrs. en una de sus vías principales
ocurrió un accidente fatal, la víctima era el operador de un volquete
gigante, las investigaciones indicaron que al equipo le falló el sistema de
frenado en el momento que se encontraba descendiendo en un rampa, en
la cual perdió el control del volquete y chocó contra el muro de un estanque
de sedimentos y luego avanzó 21 mts. a lo largo de la vía, paralelo al
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estanque, cayendo finalmente a través de un terraplén al estanque, el
operador fue auxiliado y hospitalizado pero falleció el 26 de febrero del
2004.
Ante las estadísticas presentadas por la Administración de la Carretera
Federal de U.S. en 1989 es que reportan en el Manual de Usuarios
"Sistema de Evaluación de accidentes en vías principales" como prueba de
la magnitud de accidentes de los volquetes, por la ausencia de rampas de
escape.
En uno de los estados de USA, uno de cada seis accidentes de volquetes
fue causado por la falta de control del volquete en descenso.
En 1981, un estudio de la National Highway Traffic Safety Administration
(NHTSA) estimó que los incidentes de volquetes descarrilados totalizaron
2,450 al año, causando pérdidas de hasta $37 millones hasta aquel
entonces. Del total, se estimó que en promedio 2150 volquetes
descarrilados usan rampas de escape generándose pérdidas
aproximadamente sobre el millón de dólares entre todos ellos. El faltante se
estimó en 300 choques de los volquetes, por no usar rampas de escape,
generándose pérdidas mayores a los 36 millones de dólares. La mayoría
de los volquetes descarrilados sobrepasan las 60,000 libras,
concluyéndose que la causa principal de la falla del sistema de frenado se
debía al sobrecalentamiento del mismo. [9]
A partir de 1990, se llegaron a construir 170 rampas de escape de los
volquetes, dentro de 27 estados en USA, tres veces más de lo reportado
en 1970. Mientras que la mayoría de estas rampas se localizan en estados
occidentales, ubicándose 60 rampas en 12 estados localizados al este del
Río Mississippi. Los estados que no cuentan con rampas de escape son
primordialmente los estados sureños y los de la zona de las Praderas. Las
rampas construidas hasta el momento han reportado un informe, en el cual
se indica la variación sobre el grado de su uso. Pero aún así el uso inusual
no puede condicionar la construcción de una rampa de escape. [9]
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La combinación de volquetes de carga pesada y el descenso en rampas de
gran pendiente, por mucho tiempo han presentado condiciones
potencialmente peligrosas para operadores de volquetes y otros
operadores de otros equipos en la rampa. El problema de la pérdida del
control del volquete es generalmente debido a fracasos del freno.
La falta de entrenamiento de los conductores para controlar un volquete
acelerado en las rampas de descensos no es sólo arriesgado sino también
puede tener desfavorables consecuencias económicas para la empresa
minera. [9]
El siguiente gráfico (Figura 1) nos muestra en porcentaje, el total de los
accidentes involucrados con el acarreo y transporte durante el 2008 en
Perú:
FIGURA 1: Accidentes fatales por tipo – Año 2008
Fuente: Wikipedia
8
Los antecedentes revisados con relación al presente tema nos conducen a
considerar el diseño de las rampas de escape durante la elaboración del
planeamiento estratégico como la herramienta que nos permitirá
adelantarnos a los hechos y de esa forma mitigar el riesgo en el que
estamos involucrados.
1.3 MARCO TEÓRICO
Las condiciones prevalecientes del sitio en donde se construye una rampa
principal en casos extremos pueden determinar el diseño de un
alineamiento vertical con tangentes de pendientes descendentes continuas
y prolongadas. La combinación de estas condiciones con fallas mecánicas
de los vehículos, principalmente en sus sistemas de frenos, puede propiciar
la ocurrencia de accidentes fatales. Para evitar en lo posible tales
accidentes puede recurrirse al diseño de las rampas de emergencia para
frenado, también conocidas como rampas de escape o simplemente
rampas de emergencia.
Algunas investigaciones aportaban datos sobre el uso, como las
características y la velocidad de los volquetes que ingresaban a una rampa
y la velocidad a la que viajaban antes de ser detenidos. A partir de esa
información se construyeron fórmulas para determinar la longitud de las
rampas en función de la velocidad de ingreso de los vehículos, la
inclinación de éstas y la resistencia de rodado de su superficie.
Las fuerzas que actúan en cada volquete, tal como se muestra en la Figura
2, y que afectan la velocidad de éstos incluyen el motor, frenos y la
sumatoria de fuerzas que actúan directamente sobre el móvil. La fuerza del
motor y de los frenos pueden ser ignoradas en el diseño de las rampas,
puesto que éstas deberán ser diseñadas considerando el caso más
desfavorable, el cual es que los vehículos estén completamente fuera de
control y que los frenos estén descompuestos.
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Ahora bien, la sumatoria de fuerzas que actúa sobre el vehículo es:
la inercia, el aire, la resistencia al rodado y la pendiente
La inercia puede ser definida como una fuerza que se resiste al
movimiento del vehículo o lo mantiene, a menos que sobre el vehículo
actúe una fuerza externa. La inercia podría ser superada por un
incremento o una disminución de la velocidad del vehículo. La resistencia
al rodado y la gradiente pueden romper la inercia de un vehículo.
La resistencia al rodado es la resistencia al movimiento generado por el
área de contacto entre los neumáticos de los vehículos y la superficie de
la carpeta de rodado y es aplicable solamente cuando el vehículo está en
movimiento. Su influencia depende principalmente del tipo de superficie
en la que el móvil se desplace.
La pendiente se debe al efecto de la gravedad, pudiendo ser ésta
positiva (gradiente) o negativa (pendiente) y se expresa como la fuerza
requerida para mover un vehículo a través de una distancia vertical.
La resistencia del aire es una fuerza negativa y que retarda el
movimiento al estar ésta en contacto con muchas superficies del vehículo.
El aire causa una significativa resistencia para velocidades por encima de
los 80 Km./h y es despreciable bajo los 30 Km./h. Generalmente, el efecto
de la resistencia del aire ha sido despreciable en la determinación de las
FIGURA 2: Fuerzas que actúan sobre un volquete
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longitudes de las rampas de escape, debido a que introduce un pequeño
factor de seguridad en su diseño.
1.3.1 RAMPAS PRINCIPALES
Son las rampas por donde transitan constantemente los volquetes para el
carguío, acarreo y descarga, estas rampas cuentan con un diseño especial
de acuerdo a las dimensiones del vehículo mas grande que transite por
dicha rampa, por lo general son de doble sentido y con una pendiente
adecuada para el transito normal de los volquetes. Estas rampas deben
contar con sus bermas de seguridad y su respectiva señalización. Se les
conoce también con el nombre de Haul Road.
1.3.2 RAMPAS DE ESCAPE
Las rampas de escape tienen un buen potencial para interceptar y detener
a volquetes fuera de control, sin embargo el costo de construcción y
mantenimiento de estas rampas de escape podría ser muy altos
dependiendo de las condiciones topográficas, los costos mas altos en los
que se incurren son atribuidos principalmente a su preparación en el corte
o relleno de material y los materiales para la superficie del runaway. Las
rampas de escape generalmente tiene tres áreas básicas en su diseño y
construcción: área de acceso, de desaceleración y de frenado.
Es como una vía auxiliar conectada a la rampa principal, especialmente
acondicionada para disipar la energía cinética de los volquetes que queden
fuera de control por fallas mecánicas o eléctricas, principalmente en sus
sistemas de frenos, desacelerándolos en forma controlada y segura,
mediante el uso de materiales granulares sueltos y aprovechando, en su
caso, la acción de la gravedad.
Las rampas de escape, son construidos normalmente paralelos y
adyacentes a las rampas principales. Este tipo de rampas utiliza material
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granular suelto, de manera que se aumente la resistencia al rodado para
la detención total de los volquetes. Estas medidas de seguridad, llamadas
indistintamente “rampas de frenado”, “lechos de frenado” o “cuna de
grava”, entre otros, se presentan como rampas de escape para aquellos
operadores que, con buen criterio, optan por su utilización antes de seguir
circulando sin tener el debido control sobre el vehículo.
1.3.2.1 TIPOS DE RAMPAS DE ESCAPE
A) RAMPAS CON MONTÍCULO
Son las que tienen una cama de frenado formada por un montículo de
material granular suelto y seco con pendiente ascendente y espesor
creciente (ver Figura 3), que funciona como disipador de energía para
disminuir y detener la carrera de los vehículos sin frenos por la resistencia
a la rodadura de las llantas, la acción de la gravedad por la pendiente
longitudinal ascendente del montículo y eventualmente por la fricción
entre el material granular y algunas partes del vehículo. Solo se debe
utilizar este tipo de rampas cuando se tengan limitaciones de espacio y su
conveniencia esté sustentada con el análisis correspondiente.
FIGURA 3: Rampa con Montículo
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B) RAMPAS DESCENDENTES
Estas rampas tienen una cama de frenado de espesor uniforme con
pendiente longitudinal descendente (Ver Figura 4). La acción de detención
se limita al aumento de la resistencia a la rodadura, y debido a que la
acción de la gravedad tiene un efecto acelerador, estas rampas suelen ser
las de mayor longitud dependiendo de la magnitud de su pendiente
descendente, de las características del material granular y de la velocidad
del vehículo de diseño.
C) RAMPAS HORIZONTALES
Estas rampas tienen cama de frenado horizontal de espesor uniforme, sin
pendiente longitudinal (Ver Figura 5). La detención se limita al aumento de
la resistencia a la rodadura. Como el efecto de la gravedad en la
detención es nulo, estas rampas suelen ser largas dependiendo de las
características del material granular y de la velocidad del vehículo de
diseño.
FIGURA 4: Rampa Descendente
FIGURA 5: Rampa Horizontal
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D) RAMPAS ASCENDENTES
Las que tienen una cama de frenado con espesor uniforme y pendiente
longitudinal ascendente (Ver Figura 6). Como en la detención se
aprovecha la resistencia a la rodadura y la acción de la gravedad por la
pendiente longitudinal ascendente, estas rampas suelen ser menos largas
que las rampas descendentes y horizontales.
1.3.2.2 CRITERIOS DE DISEÑO
Para la elaboración de una rampa de emergencia para frenado se
requiere la información detallada del proyecto geométrico de la rampa
principal en el tramo donde se ubicará la rampa, el correspondiente
estudio topográfico y con el estudio geotécnico del área donde se alojará
la rampa o, en su defecto, del tramo de la rampa más próxima a dicha
área.
La construcción de una rampa de emergencia para frenado sólo debe
considerarse bajo dos circunstancias, no necesariamente excluyentes
entre sí. La primera es que exista una alta probabilidad de que, por efecto
de un alineamiento vertical continuamente descendente, los volquetes
puedan acelerarse a velocidades francamente mayores que las toleradas
FIGURA 6: Rampa Ascendente
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por el alineamiento horizontal o hasta ochenta (80) kilómetros por hora y
que el diez (10) por ciento de los volquetes en un día muestren signos de
sobrecalentamiento en el sistema de frenos perceptible por el humo o el
olor o que su temperatura estimada alcance los doscientos sesenta (260)
grados Celsius. La segunda circunstancia que justifica la construcción de
una rampa de emergencia para frenado es la ocurrencia anual de un
posible accidente fatal causado por volquetes sin frenos o la ocurrencia
potencial de accidentes catastróficos, como los que pueden producirse en
el continuo trabajo de la operación minera. Por ejemplo: El
descarrilamiento de los volquetes (Ver Figura 7).
Nunca debe olvidarse que el diseño de las rampas está orientado a salvar
vidas y que la persona que conduce un camión, que está completamente
fuera de control, no se encuentra en condiciones de tomar decisiones o
realizar acciones complejas.
Es por esto que al diseñar la rampa de escape, incluyendo su
señalización, se debe generar las condiciones necesarias para que el
conductor de un camión con averías conozca de la existencia de la
rampa, entienda las maniobras que debe realizar y sienta la confianza
FIGURA 7: Volquete descarrilándose
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suficiente de ingresar a ésta en forma segura y no continuar por la vía
principal.
Las condiciones mínimas que se deben cumplir en el diseño de una
rampa de escape son: contar con un acceso amplio, tener una buena
visibilidad de toda la rampa la mayor cantidad de tiempo posible (si el
conductor percibe discontinuidades, aunque éstas no existan, no entrará
en ésta), tener una longitud suficiente, colocar los materiales adecuados y
contar con un mantenimiento adecuado. Otro elemento que favorece la
seguridad de las rampas de escape es la iluminación nocturna.
A) UBICACIÓN
No es tarea sencilla llegar a determinar cuál es el mejor emplazamiento
para una rampa de escape. Sin embargo, un factor determinante es la
tasa de accidentes ocurridos hasta el momento en todas las minas por los
volquetes fuera de control.
Otros factores determinantes lo constituyen: el concepto de “frenos
humeantes”, hecho que se registra con la constante utilización de los
frenos, el cual requiere de un análisis visual de la ruta; el volumen del
tránsito en general, de vehículos pesados; la presencia de curvas, etc.
No existe un único criterio para garantizar una buena ubicación; a veces
se decide en función del riesgo potencial que existe para los demás, etc.
Sin embargo, los datos estadísticos sobre accidentes, los conocimientos
en ingeniería y, el estudio de las características topográficas de la mina,
son puntos en los que todos coinciden a la hora de consensuar criterios al
respecto.
En algunas minas de EE.UU., se llego a las siguientes conclusiones, que
pueden servir de guía para proyectar las rampas de escape:
• Debería ser ubicada en un punto de la pendiente que
permita interceptar la mayor cantidad de volquetes fuera de
control.
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• Deberían ser construidas antes de las curvas que no
puedan ser enfrentadas en forma segura por un vehículo
fuera de control.
• Deberán estar ubicadas al costado derecho y/o izquierdo
(dependiendo del sentido de transito de los volquetes) de
la rampa principal y en una alineación tangente a ésta, de
manera que los vehículos que ingresen lo hagan de una
forma segura, ya que una vez dentro de la rampa se pierde
la maniobrabilidad.
• Deben estar ubicadas en lugares donde se tenga una
visibilidad adecuada, tanto para el conductor del vehículo
fuera de control como para los conductores de los
vehículos que se desplazan en sentido contrario.
A.1) OTRAS CONSIDERACIONES EN LA UBICACIÓN
El diseño de las rampas de emergencia para frenado se debe hacer de
forma tal que se generen las condiciones necesarias para que los
conductores de volquetes fuera de control conozcan su existencia,
entiendan las maniobras que deban realizar, sientan la confianza
suficiente para ingresar a las rampas en forma segura y no continúen por
la ruta principal, tomando en cuenta que:
� Las rampas deben ser claramente visibles para evitar la
percepción de discontinuidades que desalienten la entrada a
las mismas.
� El acceso a la rampa debe ser amplio y suficiente para alojar
la cama de frenado. El ángulo de entrada a cada rampa
respecto al eje de la rampa principal, debe ser de cinco (5)
grados como máximo, con el fin de asegurar la estabilidad del
vehículo durante la maniobra de ingreso a la rampa y su
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alineamiento horizontal debe ser recto, de manera que los
volquetes que ingresen lo hagan de una forma segura.
� La longitud de la rampa de frenado (LL) de cada rampa se
debe determinar como se indica en el inciso anterior, de
forma que sea suficiente para disipar la energía cinética del
camión que utilice la rampa.
� Cada rampa debe contar con un adecuado sistema de
drenaje y subdrenaje que evite el deterioro de las
características del material que forme la rampa de frenado.
� Las rampas se deben iluminar para facilitar su uso en
condiciones de conducción nocturna.
B) AREA DE INGRESO
El ingreso desde la rampa principal, es un factor importante en el diseño
de la rampa de escape, el cual debería tener un ancho de acuerdo a la
velocidad máxima que adquiera un volquete y de la pendiente de la rampa
principal; además debemos incluir en los accesos a los runaways curvas
verticales en transición, desarrollo de curvas horizontales (incluyendo
peraltes) y la longitud del runaway. En la siguiente tabla se presenta la
relación entre el peralte y la velocidad de ingreso que debería tener como
máximo el volquete al ingresar a la rampa de escape:
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Velocidad de
ingreso a la rampa
de escape (Km/hr)
Pendiente de la
Vía (%)
Pendiente de
Transición
Radio
(m)
60
6
8
10
23.1%
26.8%
28.7%
125
110
105
70
6
8
10
19.4%
19.4%
21.3%
170
165
150
80
6
8
10
14.0%
14.0%
15.8%
215
215
190
90
6
8
10
10.5%
12.3%
12.3%
295
260
250
100
6
8
10
08.7%
10.5%
10.5%
385
315
315
VELOCIDAD MAXIMA PERMISIBLE
Es la velocidad máxima en la cual el conductor puede mantener
control (la dirección) de un camión es llamada "La velocidad
permisible máxima del vehículo". Una velocidad máxima debe
ser identificada como la recomendable para el ingreso en las
rampas de escape. Sin embargo, la última velocidad en la cual un
conductor todavía puede mantener la estabilidad y la guía de su
camión varía según la condición de diseño de la rampa y la
experiencia de operador. La velocidad a aceptar como un criterio
orientador para el espaciamiento de rampas de escape puede ser
TABLA 01: Relación entre el peralte y la velocidad de ingreso del volquete
19
determinada directamente de acuerdo a las condiciones de
operación en la mina.
La velocidad máxima de ingreso a una rampa de emergencia para frenado
puede determinarse mediante la siguiente expresión, con un límite
máximo de ciento cuarenta (140) kilómetros por hora:
Donde:
Ve = Velocidad de entrada a la rampa, en kilómetros por hora.
Vp = Velocidad de operación medida o estimada de la
carretera, en el sitio donde inicie el tramo con pendientes
descendentes continuas o en el sitio de entrada a una
rampa cuando se proyecte otra subsecuente, en kilómetros
por hora.
n = Número de subtramos con pendientes descendentes
diferentes, que integran el tramo para el que se proyecta la
rampa, (adimensional).
Lpi = Longitud del subtramo i con pendiente descendente Pi,
en metros.
R = Resistencia a la rodadura de la superficie del pavimento,
0,010 cuando la carpeta sea de concreto hidráulico ó 0,012
cuando sea asfáltica, (adimensional, expresada en
términos de pendiente equivalente).
Pi = Pendiente descendente (negativa) del subtramo i de
longitud Lpi, en metro/metro, (adimensional).
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Otro importante elemento del diseño es el ancho de la rampa de escape,
la rampa debe tener un ancho lo suficientemente operativo como para que
el volquete pueda ingresar sin mucho esfuerzo, a continuación (Ver Tabla
2) se muestran anchos recomendados de acuerdo a los pesos de los
volquetes:
El ancho de las rampas de escape debería ser adecuado para permitir el
ingreso a más de un volquete, ya que es poco común que dos o más
volquetes necesiten utilizar la rampa a la vez. El ancho óptimo debería
estar entre los 10,0 y 12,0 m, lo que permitiría acomodar dos o más
volquetes de pequeña dimensión fuera de control, ya que el primero
normalmente ocuparía el centro de la rampa de escape, quedando para el
segundo vehículo la posibilidad de ubicarse a algunos de los costados.
C) AREA DE DESACELERACION
La mayor contribución de la rampa de escape es la desaceleración del
volquete fuera de control por medio de una contra pendiente, si tenemos
un mayor control de la pendiente, menor será la longitud requerida de la
rampa de escape, en la tabla que se mostrará a continuación (Tabla 3)
detalla las longitudes, la velocidad de ingreso y la pendiente de la rampa
de escape.
PESO DEL VOLQUETE
(LIBRAS)
ANCHO VOLQUETE
(PIES)
< 100,000 15
100,000 a 200,000 18
>200,000 a 400,000 22
>400,000 29
TABLA 2: Relación entre el peso y ancho del volquete
21
Pendiente de
la rampa, en %
Velocidad con que ingresa el camión a la rampa de
escape (mph)
15(mph) 25(mph) 35(mph) 45(mph) 55(mph)
20 19 53 103 170 253
15 22 60 117 194 289
10 25 70 137 225 337
5 30 84 164 271 405
La fórmula utilizada para determinar la distancia de
desaceleración, fue la siguiente:
(1)……………
Donde:
S = Distancia requerida para la desaceleración desde su
velocidad de ingreso hasta su detención total, en pies.
V = Velocidad de ingreso a la rampa de escape, en pies por
segundo.
g = 32.2 fps2
Θ = Ángulo de descenso o ascenso, en grados.
b = Coeficiente de resistencia a la rodadura, adimensional.
( )2
2
sin2 bgS v
+=
θ
TABLA 3: Longitud de la Rampa de Escape (Pies)
22
Es importante denotar que el coeficiente de resistencia a la rodadura
utilizado para el cálculo de distancias es 0.2, este valor de resistencia es
en base a un superficie de material no consolidado como arena o tierra
suelta, las rampas de escape no deberían ser la continuación de las
rampas principales y son mas eficientes cuando su resistencia a la
rodadura son mas elevadas.
Otra forma de calcular la longitud de la rampa de escape es la siguiente:
LONGITUD DE LA RAMPA
Para la determinación de la longitud de las rampa de escape requerida
por un volquete fuera de control para detener su marcha, se puede aplicar
la ecuación entregada en el documento de la AASHTO “A Policy on
Geometric Design of Highways and Streets” (1994), donde se consideran
la resistencia al rodado y la pendiente.
(2)…………..
Donde:
L = Distancia de parada (m)
V = Velocidad de entrada (km/hr)
G = Pendiente de la rampa dividida por 100
R = Resistencia al rodado del material de la rampa,
expresado como un equivalente de la pendiente, dividido
por 100.
D) RESISTENCIA A LA RODADURA
)(254
2
GRx
VL
±=
23
La resistencia al rodado de acuerdo a los diferentes tipos de materiales,
expresado como un equivalente de la pendiente, queda expresado en el
siguiente cuadro (Ver Tabla 4):
Material Superficial
de la rampa
Resistencia al
rodado (Kg/1000
Kg)
Grado
Equivalente (%)
Concreto con Cemento
Portland 10 1,0
Concreto Asfáltico 12 1,2
Grava compactada 15 1,5
Tierra arenosa suelta 37 3,7
Agregado molido
suelto 50 5,0
Grava suelta 100 10,0
Arena 150 15,0
Gravilla de tamaño
uniforme 250 25,0
Fuente: A Policy on Geometric Design of Higways and Streets
(AASTHO, 1994)
Entonces, por ejemplo, si se asume que las condiciones topográficas en
un sector seleccionado para diseñar una rampa de escape, imponen una
gradiente de un 10 %, lo que implica el valor para la ecuación G = + 0,10.
Si la rampa de frenado se construirá con grava suelta, de acuerdo al
cuadro anterior el valor de R = 0,10, y la velocidad de entrada del camión
TABLA 4: Resistencia al Rodado & Grado Equivalente
24
es de 140 Km/h, para este caso la rampa de escape deberá tener una
longitud mínima de 385.83 m.
Cuando la pendiente varía dentro de la rampa de frenado, la velocidad
final al término de la primera pendiente puede ser calculada y utilizada
como la velocidad inicial en la segunda pendiente y así sucesivamente.
Utilizando la siguiente fórmula:
(3)……………
La velocidad del volquete es determinada en cada cambio de pendiente
del runaway, hasta una longitud suficiente para detener al volquete fuera
de control.
En situaciones en que las condiciones topográficas no permitan la
construcción de las longitudes deseadas para las rampas, se pueden
utilizar montículos u otros elementos de contención, como disipadores de
energía, para reducir las distancias de detención. En estos casos se debe
utilizar con prudencia este tipo de atenuadores para asegurar que la
seguridad de los ocupantes de un vehículo pesado sea aumentada y no
puesta en peligro.
Los montículos, en lo posible, deberán ser del mismo material con el que
fue construido el lecho de frenado y ubicados en un punto del lecho en el
cual el impacto que se produzca sea a una velocidad menor que 40 Km/h.
Además deberán tener una altura de 0,70 m y un ancho de 3,0 m, con un
talud 2:1.
En el caso de utilizar barriles, se recomienda que éstos sean llenados con
el mismo material utilizado en la rampa más que con arena, ya que esta
última podría contaminar la rampa y reducir su resistencia al rodado.
25
E) AREA DE PARADA
Luego que el volquete se detiene lentamente debido a la pendiente de la
longitud de desaceleración y a la alta resistencia a la rodadura de la
rampa, se hace necesario detener el camión sin esfuerzo alguno en la
rampa de escape, aproximadamente en las ¾ partes iniciales de la rampa
se toman todas las medidas o previsiones para empezar a detener el
camión. Las técnicas de parada o detención incluyen lo siguiente:
� Un nivel adecuado de la sección de la rampa de escape en la
parte final.
� Una berma divisoria, construida sobre la rampa de escape es
una de las más eficientes alternativas para detener el camión,
las bermas divisorias son bien apropiadas para su uso en
conjunto con las rampas de escape.
� Después que el camión ha reducido su velocidad en la rampa
de escape, la grava o arena origina que las ruedas del camión
queden retenidas, por lo tanto estos materiales le impiden al
volquete ir más allá de lo calculado, esto será muy efectivo si
se realiza el mantenimiento adecuado de la rampa de escape.
� La opción de excavar trincheras o colocar montículos de arena
en las rampas de escape, retrasa el movimiento del camión.
Estos montículos o baches deben ser completamente
compactados para asegurar la integridad del camión.
� La dirección manual, es prácticamente imposible hacer algo
cuando el camión esta fuera de control y no encuentra un área
de parada, cuando el camión comienza a detenerse el
operador debería estar entrenado para que de alguna manera
active la transmisión en posición de parqueo, el freno de
emergencia o active la velocidad de transmisión mas baja del
26
equipo y gire las ruedas lejos de la berma de la rampa de
escape.
Las siguientes figuras (Fig. 8, 9 y 10) representan vistas típicas en planta,
de perfil y secciones de las rampas de escape:
F) TIPOS DE MATERIALES DEL TERRENO
FIGURA 9: Vista en perfil de la rampa de escape
FIGURA 8: Vista en planta de la rampa de escape
Vía Hacia
Hacia abajo
FIGURA 10: Sección Transversal de la rampa de escape
27
Los materiales a ser utilizados en la superficie de las rampas de escape
deben ser limpios, no deben ser fáciles de compactar y deben tener un
alto coeficiente de resistencia al rodado.
Cuando se utilizan áridos, éstos deben estar compuestos de elementos
redondeados, predominantemente de un mismo tamaño y lo más limpio
posible de partículas y contaminación. El uso de un tipo de material
grande y de tamaño regular minimizará los problemas derivados de la
retención de humedad y congelamiento, así como también minimizará el
mantenimiento requerido.
El material utilizado con mayor frecuencia es la gravilla de tamaño
uniforme, suave, redondeada y no comprimida, cuyo tamaño ideal debe
estar comprendido dentro del rango 1/4 ” a 1 1/2” y con un promedio de
las mismas entre 1/2 y 3/4”. No obstante lo anterior, también puede
utilizarse grava suelta y arena.
1.3.2.3 MANTENIMIENTO DE LA RAMPA DE ESCAPE
Los trabajos de mantenimiento son esenciales para el funcionamiento
adecuado de las rampas de escape. El mantenimiento requiere de un
equipo adecuado, que asegure que la rampa esté de vuelta en
funcionamiento en un período mínimo de tiempo.
Es por esto que el uso de herramientas manuales no es aceptado. Con
esto también se asegura que los trabajadores abocados a esta tarea no
estén expuestos a la posibilidad que un vehículo fuera de control necesite
utilizar la rampa.
28
Para evitar su compactación, las rampas deberían ser primero ripiadas y
niveladas con las pendientes determinadas; incluso si no han sido
utilizadas. Luego de cada uso, el material deberá ser soltado y ripiado si
fuera necesario. Además, debería ser limpiado de contaminantes y
soltado periódicamente para mantener las características de contención
del material del lecho y para mantener el buen drenaje del mismo.
El drenaje es un factor fundamental en la vida útil de las rampas de
escape, por dos razones. La primera es que el congelamiento anula la
eficacia del lecho en climas fríos, y segundo, el drenaje inadecuado puede
llevar a la acumulación de partículas que llenen los huecos, compacte los
áridos y finalmente reduzca el rendimiento de las rampas. Para el caso de
las rampas de escape de Lagunas Norte el diseño de los drenajes esta
representado en cada rampa diseñada.
Experiencias internacionales han demostrado que la falta de drenaje
podría llevar a la inutilización de las rampas de escape y, por lo tanto,
recomiendan algunas medidas para evitar que esto suceda. Una de las
medidas básicas consiste en diseñar la rampa con una pendiente en la
base para interceptar y drenar las aguas que entren al lecho, sumado a
sistemas de sub drenes transversales.
ESPACIAMIENTO DE RAMPAS DE ESCAPE
La consideración primaria del diseño para la protección de un camión
fuera de control es el espaciamiento requerido en las rampas de escape.
Si ocurriera alguna situación de falla del sistema de frenado de un camión,
el conductor debe encontrar una provisión de seguridad antes de que su
camión choque o vuelque y que le permita hacer maniobras de control.
En la siguiente tabla (Tabla 5) se muestra que las distancias entre las
rampas de seguridad están en función a las máximas velocidades
permisibles o las velocidades finales del camión. Estas se aplican a
cualquier tipo de rampa de escape emitiendo la distancia requerida en
29
pies para un camión y poder así evitar exceder la velocidad permisible del
vehículo.
DISTANCIA EN PIES, ENTRE RAMPAS DE ESCAPE CON UNA VELOCIDAD DE
INICIO EN LA PERDIDA DEL SISTEMA DE FRENADO DE 20 MPH
BAJADA
EQUIVALENTE
(%)
VELOCIDAD MAXIMA PERMISIBLE DEL VEHICULO O
VELOCIDAD TERMINAL DE ENTRADA PARA EL RUNAWAY
25 30 35 40 45 50 55 60
1 752 1671 2757 4010 5431 7018 8772 10694
3 251 557 919 1337 1811 2340 2924 3565
5 151 335 552 802 1086 1404 1755 2139
7 108 239 394 573 776 1003 1254 1528
9 84 186 307 446 604 780 975 1189
11 69 152 251 365 494 638 798 973
13 58 129 212 309 418 540 675 823
15 51 112 184 268 362 468 585 713
DISTANCIA EN PIES, ENTRE RAMPAS DE ESCAPE CON UNA VELOCIDAD DE
INICIO EN LA PERDIDA DEL SISTEMA DE FRENADO DE 10 MPH
BAJADA
EQUIVALENTE
(%)
VELOCIDAD MAXIMA PERMISIBLE DEL VEHICULO O
VELOCIDAD TERMINAL DE ENTRADA PARA EL RUNAWAY
15 20 25 30 35 40 45 50
1 418 1003 1755 2674 3760 5013 6433 8021
3 140 335 585 892 1254 1671 2145 2674
5 84 201 351 535 752 1003 1287 1604
7 60 144 251 382 537 716 919 1146
9 47 112 195 297 418 557 715 892
11 38 92 160 243 342 456 585 730
13 33 78 135 206 290 386 495 617
15 28 67 117 179 251 335 429 535
TABLA 5: Distancia entre rampas de escape en función a la velocidad máxima permisible
30
La fórmula empleada para procesar los datos de las tablas
anteriores fue:
(4)…………
Donde:
S = distancia entre rampas de escape de acuerdo a la
velocidad máxima permisible, en pies.
∆V = diferencia de velocidades entre la velocidad de viaje
en la cual falla el sistema de frenado y la velocidad
de ingreso a la rampa de escape, en pies por
segundo.
G =32.2 fps2
Θ = ángulo de descenso, en grados
b = coeficiente de resistencia al rodado con b= 0.035, el
camión no debe sobrepasar los 100 km/h si llegara a
ingresar a la rampa escape.
1.3.3 SISTEMA DE FRENOS EN VOLQUETES KOMATSU 730E
Con el fin de reducir la velocidad de un vehículo en marcha y pararlo
completamente, es necesario generar una fuerza que reduzca la
velocidad de rotación de los neumáticos.
Cuando el conductor pisa el pedal del freno, el dispositivo de frenado
genera la fuerza (contrafuerza de la superficie de la carretera) que trata de
detener los neumáticos y se absorbe la fuerza (inercia) que trata de
mantener el vehículo en movimiento, con lo que el vehículo se detendrá.
En otras palabras, la energía (energía cinética) de los neumáticos girando
se convierte en calor o en fricción (energía térmica) accionando los frenos
que tratan de detener la rotación de los neumáticos.
( )bgS v
−
∆=
θsin2
2
31
El volquete Komatsu 730E cuenta con los siguientes frenos (Ver Figura
11):
� Freno de retardo Dinámico
� Freno de Servicio
� Freno de Bloqueo (carga y descarga)
� Freno de Estacionamiento
1.3.3.1 Freno de Retardo Dinámico
Camión de propulsión eléctrica: Motor diesel, alternador, motores de
tracción de Corriente Continua (Ver Figura 12).
FIGURA 12: Freno de Retardo Dinámico
FIGURA 11: Sistema de Frenos del Volquete Komatsu 703E
32
El motor transforma la energía eléctrica en energía mecánica, pero,
también puede ocurrir lo inverso, es decir puede transformar la
energía mecánica en energía eléctrica y comportarse como un
generador de Corriente Contínua.
1.3.3.2 Freno de Servicio
Este freno es aplicado por el operador cuando el equipo esta en
marcha. (Ver figura 13)
• Sistema de frenos de actuación hidráulica.
• Presión máxima del sistema 2500 PSI.
• Se aplica con el pedal izquierdo.
• Permite modular la presión de frenado.
• Se aplica a los calipers de las cuatro ruedas.
• Velocidad máxima de aplicación 8mph (12,8 km/h)
• Temperatura de trabajo entre 150 °C y 350 °C.
1.3.3.3 Freno de Bloqueo (carga y descarga)
Normalmente, usado para comodidad del operador durante las
labores de carga y descarga en los puntos correspondientes (palas,
chancadora, botaderos, etc.). Se acciona mediante un interruptor.
(Ver figura 14)
• Se aplica en las ruedas traseras, solamente.
FIGURA 13: Freno de Servicio
33
• Presión máxima de aplicación 1500 PSI.
• No se puede modular la presión de aplicación.
• Aplica en los cuatro calipers de los cuatro discos de las
ruedas traseras.
• Al tener una presión de aplicación regulada se disminuye el
riesgo de malograr los componentes del freno posterior.
1.3.3.3 Freno de Estacionamiento
• Se aplica de forma mecánica, por medio de resortes de expansión
de alta tensión, por lo tanto es un freno de aplicación mecánica.
• Se liberan hidráulicamente.
• Se aplican a las ruedas posteriores.
• Sólo aplica a menos de 0,5 km/h.
• A mayores velocidades el sistema electrónico no aplica el freno
para proteger al sistema de recalentamiento y desgaste
innecesario.
• No es funcional en casos de emergencia.
• Se acciona mediante un interruptor. (Ver figura 15)
FIGURA 14: Panel del Freno de Carga y Descarga
FIGURA 15: Panel del Freno de Estacionamiento
34
1.3 ENUNCIADO DEL PROBLEMA
¿Cuales son los parámetros requeridos de las rampas de
escape como sistema de frenado de emergencia de los
volquetes Komatsu 730E, de la unidad minera Lagunas Norte?
1.4 HIPOTESIS
Los parámetros requeridos de la rampa de escape como sistema de
frenado de emergencia de los volquetes Komatsu 730E, de la
unidad minera Lagunas Norte son: Dimensiones geométricas,
pendiente, material y dimensiones de la berma perimetral de
seguridad de la rampa de escape.
1.5 OBJETIVOS
1.5.1 Objetivo General
� Determinar los parámetros que se necesitan para el diseño de
las rampas de escape como un sistema de frenado de
emergencia de los volquetes Komatsu 730E, de la unidad
Minera Lagunas Norte.
1.5.2 Objetivos Específicos
� Evaluar las posibles zonas para el diseño y construcción de
las rampas de escape en la unidad Minera Lagunas Norte.
� Proteger al operador de posibles lesiones leves o graves así
como evitar daños al volquete.
35
CAPÍTULO II
MATERIALES Y MÉTODOS
36
2.1. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1.1. Material
Está dado por el volquete Komatsu Modelo 730E y las vías
principales (Haul Road A y B) de los cuales se brindará una
descripción a continuación:
2.1.1.1. Volquete Komatsu 730E
Vehiculo con gran capacidad de transporte (205 tons),
opera con un sistema de propulsión eléctrica para el
acarreo de material de mina. Cuenta con 16 cilindros, 4
ciclos de operación, 2000 HP (1492 KW) de potencia al
freno, 1800 HP (1388 KW) de potencia del motor y un peso
(húmedo) de 5717 kg. Velocidad máxima de 43 km/h.
Ver figura 16, 17 y 18 donde se muestras las dimensiones
del volquete Komatsu 730E, las cuales son un factor
importante al momento de calcular los parámetros de la
rampa de escape.
FIGURA 16: Vista lateral del volquete Komatsu 730E
37
FIGURA 17: Vista frontal del volquete Komatsu 730E
FIGURA 18: Vista trasera del volquete Komatsu 730E
38
2.1.1.2 Vías Principales A y B:
Las vías principales en Lagunas Norte sirven para el transporte y acarreo
de material como mineral y desmonte en los volquetes Komatsu 730E,
siendo estos los equipos mas grandes que transitan por estas vías, así
como el traslado de los equipos auxiliares como cargador frontal, tractor
oruga, excavadoras, cisternas y las camionetas de supervisión de
operaciones mina. Estas vías principales, han sido construidas siguiendo
los diseños de ingeniería y la construcción esta controlada en el campo
con las gradientes respectivas. Las vías cuentan con cunetas y zanjas
laterales las cuales se mantienen para asegurar el drenaje adecuado del
agua de lluvia.
El ancho de las superficies de las rutas de acarreo de doble vía es de
35m., el ancho de la superficie para el camino de una vía es la mitad de
una vía de doble ancho. Estas vías cuentan con pendientes de 8%,
además tienen bermas laterales con las siguientes dimensiones; 5.0 mts.
de ancho x 2.5 mts. de altura (Ver Tabla 6). La conducción de los
camiones es por la izquierda desde puntos establecidos.
Lagunas Norte tiene dos vías principales denominadas A y B. Se
considerará las condiciones topográficas y ubicación de estas vías, para
determinar los parámetros y diseño de las rampas de escape. La imagen
que se muestra a continuación (Figura 19) es la vista del perfil de la vía
principal B.
FIGURA 19: Vista de perfil de la vía principal ” B”
39
2.2. METODO
HAUL ROAD ANCHO
(m)
LONGITUD
(m)
ANCHO DE
BERMA (m)
ALTURA DE
BERMA (m)
A 35 640 5 2.5
B 35 850 5 2.5
CALCULO DE PARAMETROS DE LAS RAMPAS DE ESCAPE
DEFINICION DE ESTANDARES DE LAS RAMPAS DE ESCAPE
FIN
DISEÑO FINAL DE LAS RAMPAS DE ESCAPE CON
MINESIGHT
DIMENSIONES GEOMETRICAS DEL RUNAWAY
PENDIENTE
MATERIAL DIMENSIONES DE LA BERMA PERIMETRAL
EVALUACIÓN DE CAMPO
EVALUACION DE LAS CONDICIONES DE
SEGURIDAD DE LAS RAMPAS PRINCIPALES
DETERMINACION DE PARAMETROS DE LAS RAMPAS DE ESCAPE
IDENTIFICACION DE LAS POSIBLES ZONAS DE DISEÑO DE RUNAWAYS
TABLA 6: Dimensiones de las vías principales
40
PROCEDIMIENTO
2.2.1. EVALUACION DE RIESGOS A NIVEL DE CAMPO
El primer paso de este estudio se basó en una evaluación de riesgos a
nivel de campo de las vías principales y de los volquetes Komatsu 730E,
los cuales empezaron a presentar eventos de aumento de aceleración y
pérdida de control de los mismos, debido a esto se analizó la topografía
actual de la mina, realizándose un levantamiento topográfico de las vías
principales determinando las pendientes y longitudes que estas han ido
aumentando con el transcurso de los años y la producción constante de
la unidad Minera Lagunas Norte.
2.2.2. EVALUACION DE LAS CONDICIONES DE SEGURIDAD DE
LAS RAMPAS PRINCIPALES
En la evaluación de las condiciones de seguridad de las vías principales
se determinó implementar rampas de escape como medidas de
seguridad más exigentes, para un transporte y acarreo seguro, de los
camiones y especialmente sus operadores. Evitar accidentes fatales y
daños al equipo es el objetivo principal de las rampas de escape,
entonces evaluando las condiciones de seguridad con que cuenta la
unidad minera Lagunas Norte; se determinó la ausencia de rampas de
escape (Runaway) en los vías principales A y B, que son las vías por
donde el tránsito es mas continuo y que a su vez se hace riesgoso.
Luego se determinaron tres posibles zonas de diseño y ubicación de las
rampas de escape y su distancia de espaciamiento que debería de
haber entre cada rampa de escape de acuerdo a la pendiente de la vía
principal; detallándose a continuación el cálculo:
41
DISTANCIA DE ESPACIAMIENTO ENTRE RAMPAS DE ESCAPE
Para el cálculo del espaciamiento entre rampas de escape en Lagunas se
determino a través de la siguiente fórmula (4):
Donde:
S = distancia entre rampas de escape de acuerdo a la
velocidad máxima permisible, en pies.
∆V = diferencia de velocidades entre la velocidad de viaje
en la cual falla el sistema de frenado y la velocidad
de ingreso a la rampa de escape, en metros por
segundo, asumiendo 60 km/hr.
G = gravedad; 9.81 m/s2
Θ = ángulo de descenso, en grados de acuerdo a las
rampas principales
b = coeficiente de resistencia al rodado con b= 0.05, el
camión no debe sobrepasar los 100 km/h si llegara a
un escape.
**Entonces tenemos como resultados de espaciamientos los siguientes
datos, pero como la topografía actual de la mina es complicada se
determinó evaluar posibles alternativas de donde irán ubicadas estas
rampas de escape
( )bgS v
−
∆=
θsin2
2
42
Tabla 7: Espaciamientos entre rampas de escape de acuerdo a la pendiente en la vía principal
**Asumiendo una pendiente de 8 % en las vías principales se debe
construir rampas de escape cada 500.00 m. en cada tramo de las vías A y
B pero por la topografía actual de la mina y la operación misma, se
decidió construir solo lugares críticos de las rampas principales
2.2.3 DETERMINACION DE LOS PARAMETROS DE LAS RAMPAS DE
ESCAPE
Para el cálculo y diseño de los parámetros de las rampas de escape se
tomó en cuenta tres propuestas en las vías principales, a continuación
detallamos los cálculos de cada alternativa:
2.2.4 RAMPA DE ESCAPE 1
FIGURA 20: Posible ubicación de la Rampa de escape 1
**
43
A. PENDIENTE
Este diseño se ubica en el nivel 4150 descendiendo desde la zona de
Alexa Norte por la vía principal B la cual tiene una pendiente
descendente de 10 % aproximadamente, la contra pendiente
considerada para esta rampa de escape es de 12% por el pronunciado
descenso que presenta en la vía, que presenta desde la zona de Alexa.
B. DIMENSIONES DE LA RAMPA DE ESCAPE 1
Los cálculos realizados para las dimensiones de la rampa de escape 1
se determinaron de la siguiente manera:
- ANCHO DE RAMPA DE ESCAPE:
El ancho de la rampa de escape es el resultado de la suma del doble del
ancho del volquete Komatsu 730E mas el ancho de las bermas laterales
entonces tenemos:
Ancho de Berma lateral de seguridad:
Esto se calcula en función a la altura de las bermas de seguridad en
Lagunas Norte es como mínimo las ¾ partes de la altura de la llanta del
volquete de mayor tamaño:
TABLA 08: Altura de la berma en función del tipo de camión en la rampa de escape 1
Modelo
del
camión
Ancho
camión
(m)
Altura
llanta
(m)
Altura berma
(m)
K730E 7.54 3.52 2.64
44
En base a esos datos tenemos el perfil de la vía principal y el ancho de
la berma
FIGURA 21: Vista de perfil de la vía principal B
Entonces el ancho de las bermas laterales y frontal sería B= 5.28 m.y el
ancho del camión w = 7.54 m.; finalmente tenemos :
Ancho de rampa de escape = 2 x W + 2 x B
Ancho de Rampa de escape = 2 x 7.54 + 2 x 5.28 = 25 m.
- AREA DE INGRESO
Para el ingreso a la rampa de escape se tuvo en cuenta los límites de
velocidad que se presentan en el cuadro inferior, entonces se tomó como
velocidad maxima permisible de ingreso de 60 Km/hr dandole un 50%
mas de margen de seguridad a la velocidad maxima que es de 40 km/hr ,
asimismo la rampa de escape tendrá un contrapendiente de +12%
TABLA 9:Relación de ingreso entre la velocidad y el radio de ingreso en la rampa escape1
45
Veloc. De ingreso a la
rampa de escape (Km/hr)
Pendiente de la
Vía (%)
Angulo de
Transición
Radio
(m)
60 10 45 o 105
TABLA 10: Limites de velocidad con lo que están seteados los camiones
- LONGITUD DE DESACELERACION
Para el calculo del area de desaceleración tenemos la siguiente
fórmula (1) :
Donde:
S = distancia requerida para la desaceleración desde su velocidad de
ingreso hasta su detención total, en pies.
V = Velocidad de ingreso a la rampa de escape, en pies por
segundo.
g = 32.2 fps2
Θ = Ángulo de descenso o ascenso, en grados.
b = Coeficiente de resistencia a la rodadura, adimensional.
Reemplazando los datos tenemos:
S = ?
V = 16.66 m/s
( )2
2
sin2 bgS v
+=
θ
46
g = 9.8 m/s2
Θ = 5.711
b = 0.2
Km/hr m/s
Factor
Conversión
Velocidad
de
ingreso
100 27.78 0.278
80 22.22
60 16.67
40 11.11
20 5.56
10 2.78
m/s^2 fps^2 Pendiente Angulo
G 9.81 32.2 % grados
8 4.574
Grados 10 5.711
Ө según pendiente 12 6.843
15 8.531
adimensional 20 11.310
B 0.4 0.1 25 14.036
Longitud total de
RUNAWAY 44.3619
Entonces obtenemos una longitud de desaceleración de 45 metros en función a
los parámetros determinados
- LONGITUD DE DE PARADA
El área de parada se determina a través del área de desaceleración “D”
teniendo en cuenta lo siguiente:
47
LONGITUD DE PARADA = ¼ (D)
Reemplazando tenemos:
Área de Parada = ¼ (45) = 11.25 m.
C. MATERIAL
El material seleccionado para la superficie de la rampa de escape es la grava
suelta y de acuerdo a la fuente: A Policy on Geometric Design of Higways and
Streets (AASTHO, 1994) tiene una resistencia a la rodadura de 0.05 con un
espesor de 10 cm al inicio de la rampa y hasta 50 cm. al final de la rampa de
escape.
D. DIMENSIONES DE LA BERMA PERIMETRAL
Las dimensiones de la berma perimetral que han sido calculadas las
mostramos continuación:
TABLA 11: Dimensiones de la berma perimetral en la rampa de escape 1
Modelo del
camión
Altura llanta
(m)
Ancho berma
(m)
Altura berma
(m)
Angulo de berma
(grados)
K730E 3.52 5.28 2.64 45
PALETA REFLECTIVA
CUNETA
48
FIGURA 22: Vista de perfil de la berma perimetral de la rampa de escape 1
E. DISEÑO FINAL
Finalmente el diseño final de la rampa de escape, de acuerdo a los
parámetros calculados es la siguiente:
FIGURA 23: Modelo final de la rampa de escape 1
49
2.3.5 RAMPA DE ESCAPE 2
FIGURA 24: Posible ubicación de la rampa de escape 2
A. PENDIENTE
Este diseño se ubica en el nivel 4090 descendiendo desde la zona de
Daphne que es la parte mas baja de la mina, por la vía principal A la cual
tiene una pendiente descendente de -8 % aproximadamente, debido a que
la pendiente de la vía principal en este tramo no es muy pronunciada se
consideró una contra pendiente de 8 por ciento.
B. DIMENSIONES DE LA RAMPA DE ESCAPE 2
Los cálculos realizados para las dimensiones de la rampa de escape 2 se
determinaron de la siguiente manera:
- ANCHO DE LA RAMPA DE ESCAPE:
El ancho de la rampa de escape es el resultado de la suma del doble del
ancho del volquete Komatsu 730E mas el ancho de las bermas laterales
entonces tenemos:
50
- Ancho de Berma lateral de seguridad:
Esto se calcula en función a la altura de las bermas de seguridad en
Lagunas Norte es como mínimo las ¾ partes de la altura de la llanta del
volquete de mayor tamaño:
TABLA 12: Altura de la berma en función del tipo de camión en la rampa de escape 2
En base a esos datos tenemos el perfil de la vía principal y el ancho del
a berma determinada en la rampa de escape 1.
Entonces el ancho de las bermas laterales y frontal sería B= 5.28 m.y el
ancho del volquete w = 7.54 m.; finalmente tenemos :
Ancho de la rampa de escape = 2 x W + 2 x B
Ancho de la rampa de escape = 2 x 7.54 + 2 x 5.28 = 25 m.
- AREA DE INGRESO
Para el ingreso a la rampa de escape se tuvo en cuenta los límites de
velocidad que se presentan en la tabla No 10, entonces se tomó como
velocidad maxima permisible de ingreso de 60 Km/hr dandole un 30 %
mas de margen de seguridad a la velocidad maxima que es de 40 km/hr
, asimismo la rampa de escape tendrá un contrapendiente de +10%
Modelo
del
camión
Ancho
camión
(m)
Altura
llanta
(m)
Altura berma
(m)
K730E 7.54 3.52 2.64
51
Velocidad de
ingreso a la rampa de
escape (Km/hr)
Pendiente de la
Vía (%)
Pendiente de
Transición
Radio
(m)
60
08
26.8
110.00 m.
- LONGITUD DE DESACELERACION
Para el calculo del area de desaceleración, la siguiente fórmula(1) :
Donde:
S = distancia requerida para la desaceleración desde su velocidad de
ingreso hasta su detención total, en pies.
V = Velocidad de ingreso a la rampa de escape, en pies por
segundo.
g = 32.2 fps2
Θ = Ángulo de descenso o ascenso, en grados.
b = Coeficiente de resistencia a la rodadura, adimensional.
Reemplazando los datos tenemos:
S = ?
V = 16.66 m/s
g = 9.8 m/s2
Θ = 5.711
b = 0.2
( )2
2
sin2 bgS v
+=
θ
TABLA 13: Relación de ingreso entre la velocidad y el radio de ingreso en la rampa de escape 2
52
Km/hr m/s Factor Conversión
Velocidad
de
ingreso
100 27.78 0.278
80 22.22
60 16.67
40 11.11
20 5.56
10 2.78
m/s^2 fps^2 Pendiente Angulo
G 9.81 32.2 % grados
8 4.574
grados 10 5.711
Ө Según pendiente 12 6.843
15 8.531
adimensional 20 11.310
B 0.4 0.2 25 14.036
Longitud total de
RUNAWAY 50.60994
Entonces obtenemos una longitud de desaceleración de 50 metros en
función a los parámetros determinados
-LONGITUD DE DE PARADA
El área de parada se determina a través del área de desaceleración “D”
teniendo en cuenta lo siguiente:
LONGITUD DE PARADA = ¼ (D)
Reemplazando tenemos:
Área de Parada = ¼ (50) = 12.5 m.
53
C. MATERIAL
El material seleccionado para la superficie de la rampa de escape es la
grava triturada suelta y de de acuerdo a Fuente: A Policy on Geometric
Design of Higways and Streets (AASTHO, 1994) tiene una resistencia a
la rodadura de 0.05 con un espesor de 10 cm al inicio de la rampa hasta
60 cm. al final de la rampa de escape.
D. DIMENSIONES DE LA BERMA PERIMETRAL
Las dimensiones de la berma perimetral han sido calculadas en el
ítem 2.3.5.2.1 a continuación mostramos los datos obtenidos:
TABLA 14: Dimensiones de la berma perimetral en la rampa de escape 2
FIGURA 25: Vista de perfil de la berma perimetral de la rampa de escape 2
Modelo del
camión
Altura llanta
(m)
Ancho berma
(m)
Altura berma
(m)
Angulo de berma
(grados)
K730E 3.52 5.28 2.64 45
PALETA REFLECTIVA
CUNETA
54
E. DISEÑO FINAL
Finalmente el diseño final de la rampa de escape, de acuerdo a los
parámetros calculados es la siguiente:
FIGURA 26: Modelo final de la rampa de escape 2
2.2.5 RAMPA DE ESCAPE 3
FIGURA 27: Posible ubicación de la rampa de escape 3
55
A. PENDIENTE
Este diseño se ubica en el nivel 4070 descendiendo por la vía principal
B, cerca de la zona llamada tres alcantarillas, la cual tiene una pendiente
descendente de 10 % aproximadamente pero como la llegada a esta
zona es muy pronunciada se ha considerado una contra pendiente de 12
por ciento.
B. DIMENSIONES DE LA RAMPA DE ESCAPE 3
Los cálculos realizados se determinaron de la siguiente manera:
- ANCHO DE RAMPA DE ESCAPE:
El ancho del Runaway es el resultado de la suma del doble del ancho del
volquete Komatsu 730E mas el ancho de las bermas laterales entonces
tenemos:
Ancho de Berma lateral de seguridad:
Esto se calcula en función a la altura de las bermas de seguridad en
Lagunas Norte es como mínimo las ¾ partes de la altura de la llanta del
volquete de mayor tamaño:
TABLA 15: Altura de la berma en función del tipo de camión en la rampa de escape 3
En base a esos datos tenemos el perfil de la vía principal y el ancho de
la berma determinada en la propuesta 1.
Entonces el ancho de las bermas laterales y frontal sería B= 5.28 m.y el
ancho del camión w = 7.54 m.; finalmente tenemos :
Ancho de la rampa de escape = 2 x W + 2 x B
Ancho de la rampa de escape = 2 x 7.54 + 2 x 5.28 = 25 m.
Modelo del
camión
Ancho camión
(m)
Altura llanta
(m)
Altura berma
(m)
K730E 7.54 3.52 2.64
56
- AREA DE INGRESO
Para el ingreso a la rampa de escape se tuvo en cuenta los límites de
velocidad que se presentan en el cuadro inferior, entonces se tomó
como velocidad maxima permisible de ingreso de 60 Km/hr dandole un
50% mas de margen de seguridad a la velocidad maxima que es de 40
km/hr , asimismo la rampa de escape tendrá un contrapendiente de +8%
Velocidad de
ingreso a la rampa de
escape (Km/hr)
Pendiente de la
Vía (%)
Pendiente de
Transición
Radio
(m)
60 10 28.7% 105
2.3.6.2.3 LONGITUD DE DESACELERACION
Para el calculo del area de desaceleración tenemos la siguiente fórmula
(1):
Donde:
S = distancia requerida para la desaceleración desde su velocidad de
ingreso hasta su detención total, en pies.
V = Velocidad de ingreso a la rampa de escape, en pies por
segundo.
g = 32.2 fps2
Θ = Ángulo de descenso o ascenso, en grados.
b = Coeficiente de resistencia a la rodadura, adimensional.
( )2
2
sin2 bgS v
+=
θ
TABLA 16: Relación de ingreso entre la velocidad y el radio de ingreso en la
rampa de escape Nº 03
57
Reemplazando los datos tenemos:
S = ?
V = 16.66 m/s
g = 9.8 m/s2
Θ = 5.711
b = 0.2
Km/hr m/s
Factor
Conversión
Velocidad
de
ingreso
100 27.78 0.278
80 22.22
60 16.67
40 11.11
20 5.56
10 2.78
m/s^2 fps^2 Pendiente Angulo
g 9.81 32.2 % grados
8 4.574
grados 10 5.711
Ө según pendiente 12 6.843
15 8.531
adimensional 20 11.310
b 0.4 0.2 25 14.036
Longitud total de
RUNAWAY 44.3619
Entonces obtenemos una longitud de desaceleración de 45 metros en función a
los parámetros determinados
58
- LONGITUD DE DE PARADA
El área de parada se determina a través del área de desaceleración “D”
teniendo en cuenta lo siguiente:
LONGITUD DE PARADA = ¼ (D)
Reemplazando tenemos: Área de Parada = ¼ (45) = 11.25 m.
C. MATERIALES
El material seleccionado para la superficie de la rampa de escape es la
grava triturada suelta y de de acuerdo a Fuente: A Policy on Geometric
Design of Higways and Streets (AASTHO, 1994) tiene una resistencia a
la rodadura de 0.05 con un espesor de 10 cm al inicio de la rampa hasta
60 cm. al final de la rampa de escape.
D. DIMENSIONES DE LA BERMA PERIMETRAL
Las dimensiones de la berma perimetral han sido calculadas en el ítem
2.3.6.2.1 a continuación mostramos los datos obtenidos:
TABLA 17: Dimensiones de la berma perimetral en la rampa de escape Nº 03
Modelo del
camión
Altura llanta
(m)
Ancho berma
(m)
Altura berma
(m)
Angulo de berma
(grados)
K730E 3.52 5.28 2.64 45
59
FIGURA 28: Vista de perfil de la berma perimetral de la rampa de escape 3
E. DISEÑO FINAL
Finalmente el diseño final de la rampa de escape, de acuerdo a los
parámetros calculados es la siguiente:
FIGURA 29: Modelo final de la rampa de escape 3
PALETA REFLECTIVA
CUNETA
60
CAPÍTULO III
RESULTADOS
61
3.1 RESULTADOS
Los resultados obtenidos como los principales parámetros de
las rampas de escape han sido registrados en hojas de
cálculo, ordenados y presentados en tablas y gráficos, que
continuación detallamos.
TABLA 18: Estándares finales de las rampas de escape en Lagunas Norte
PARAMETROS RESULTADOS
DIST. DE ESPACIAMIENTO ENTRE RAMPAS DE
ESCAPE 500.00 m.
VELOCIDAD MAXIMA PERMISIBLE 60 km/hr
PENDIENTE DE LA RAMPA DE ESCAPE 8 - 10 %
PENDIENTE DE VÍA PRINCIPAL 8 - 10 %
HAUL ROAD (VIA PRINCIPAL) A-B
AREA DE
INGRESO
RADIO 107.50 m.
VELOC. MAXIMA DE INGRESO 60 Km/ hr
ANCHO 25.00 m.
LONGITUD DE PARADA 12.00 m.
LONGITUD DE DESACELERACION 50 m.
DIMENSIONES DE
LA BERMA
PERIMETRAL
ANCHO 5.28 m.
ALTURA 2.64 m.
MATERIAL Grava suelta
62
38
PARAMETROS RESULTADOS A
RESULTADOS B
DIST. DE ESPACIAMIENTO ENTRE RAMPAS DE
ESCAPE 500.00 m. 500.00 m.
VELOCIDAD MAXIMA PERMISIBLE 60 km/hr 60 km/hr
PENDIENTE DE LA RAMPA DE ESCAPE 8 % 12 %
PENDIENTE DE VIA PRINCIPAL 8 % 10 %
HAUL ROAD (VIA PRINCIPAL) A B
AREA DE
INGRESO
RADIO 110.00 m. 105.00 m.
VELOC. MAXIMA DE INGRESO 60 Km/ hr 60 Km/ hr
ANCHO 25.00 m. 25.00 m.
LONGITUD DE PARADA 12.50 m. 11.25 m.
LONGITUD DE DESACELERACIÓN 50.00 m. 45.00 m.
DIMENSIONES DE
LA BERMA
PERIMETRAL
ANCHO 5.28 m. 5.28 m.
ALTURA 2.64 m. 2.64 m.
MATERIAL Grava suelta Grava suelta
TABLA 19: Estándares de parámetros generales de las rampas de escape en lagunas norte en las vías principales A y B
64
3.2 DISCUSION DE RESULTADOS
Tal como se muestra en la Tabla 18, los cálculos de los parámetros a tomar en cuenta para el diseño de una rampa de
escape dependen fundamentalmente de la velocidad con la que el volquete ingresa a este dispositivo de seguridad, es
por ello que a continuación presentamos la relación que guarda la longitud de la rampa de escape en función de la
velocidad con la que ingresa a la rampa mencionada. Teniendo una pendiente ±8 % en la vía principal; la pendiente de
±10 % resultante para la rampa de escape es debido a que se le dio un ±2 % mas por seguridad.
Como resultado tenemos una longitud total de 50 metros de desaceleración que es la longitud total, de acuerdo a lo
calculado con una velocidad de ingreso máxima permisible de 60 km/hr con una longitud de parada interna de 12m.
Con esta distancia de 50 m. se detendrá totalmente al volquete que ingrese a la rampa, poniendo a buen recaudo al
operador y su equipo.
El ancho de ingreso de la rampa de escape es de 25 metros debido a que el ancho del volquete es de 7.25 m, se ha
considerado por seguridad el triple del ancho del volquete teniendo como resultado los 25.00 m. antes mencionado.
Las dimensiones de la berma perimetral están en función a las ¾ partes de la altura de la llanta del volquete Komatsu;
obteniendo una altura de 2.64 m y 5.28 m de ancho, con estas dimensiones en la berma perimetral permitirán
redireccionar el camión hacia el centro de la rampa de escape
En la TABLA Nº 19, hemos obtenido resultados de de las los parámetros de las rampas de escape tanto para la rampa
principal A y la rampa principal B. estos parámetros se ajustan a la topografía que se encuentra actualmente en la
mina, teniendo como pendiente 8% y 12 % para la rampa principal A y B respectivamente, asimismo con un ancho de
65
25 m. metros cada una. Cada rampa de escape cuenta con una longitud de parada de 50 m. y 45 m. cada una y con
una berma lateral de 5.28 m. de ancho con 2.64m. de alto; ambas rampas de escape serán construidas con material de
cantera que es un material de grava suelta.
FIGURA 30: Relación entre la velocidad de ingreso y la longitud de la rampa de escape ( 8% rampa principal)
Relación entre la velocidad de ingreso y la longitud de la rampa de escape
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
0 20 40 60 80 100 120
VELOCIDAD (km/hr)
DIS
TA
NC
IA (
m.)
RELACION ENTRE LA VELOCIDAD Y DISTANCIA
66
FIGURA 31: Relación entre la velocidad de ingreso y la longitud de la rampa de escape ( 10% rampa principal)
Relación entre la velocidad de ingreso y la longitud de la rampa de escape
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
0 20 40 60 80 100 120
VELOCIDAD (Km/hr)
LO
NG
ITU
D (
m.)
Relacion entre velocidad y distancia
67
FIGURA 32: Relación entre la velocidad de ingreso y la longitud de la rampa de escape ( 12% rampa principal)
Relación entre la velocidad de ingreso y la longitud de la rampa de escape
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
0 20 40 60 80 100 120
VELOCIDAD (Km/hr)
LO
NG
ITU
D (
m.)
Relacion entre la distancia y velocidad
38
CAPÍTULO IV
CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
69
4.1 CONCLUSIONES
• Las rampas de escape son una solución practica y efectiva como un
sistema de frenado de emergencia ante la falla del sistema de frenado
de los camiones Komatsu 730E de la unidad Minera Lagunas Norte.
• Los parámetros descritos en la presente tesis fueron obtenidos con los
datos topográficos de la Unidad Minera Lagunas Norte.
• Las dimensiones de la rampa de escape como el ancho de 25 m., y una
longitud total de 50m. , teniendo en cuenta que el volquete se detendrá
definitivamente en una distancia de parada de 12 .00 m., con estos
datos un volquete estará a salvo desde el momento que ingrese a la
rampa de escape.
4.2 RECOMENDACIONES
• Se recomienda que antes de diseñar y evaluar los parámetros de las
rampas de escape, se deba realizar un trabajo en conjunto con el
departamento de ingeniería largo plazo para poder mantener una rampa
de escape de larga vida y no tener que afectar en nada con el plan de
minado.
• Las rampas de escape en Lagunas Norte serán diseñadas en zonas
estratégicas de las rampas principales, debido a que la topografía es
muy complicada y no se podrían construir de acuerdo a las
interdistancias calculadas.
• Las rampas de escape deberán tener un adecuado sistema de drenaje
debido a las constantes precipitaciones que tenemos en la zona, para
esto se ha establecido construir cunetas en todo el perímetro para poder
70
drenar el agua que podría almacenarse en la rampa y afectar el uso de
la rampa de escape.
• Las rampas de escape deberían ser señalizadas de manera que el
operador pueda visualizarlas tanto en el turno día como en el turno
noche, asimismo el acceso a la rampa de escape debe estar libre de
cualquier objeto y/o material para que los volquetes en caso de
emergencia puedan ingresar sin ninguna dificultad.
71
CAPÍTULO V
REFERENCIAS
72
BIBLIOGRÁFICAS
5.1 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
1. BHP Engineering Brisbane: “Mine Road Design Manual”, Australia,
chapter 10, pags. 10.-10.10, 1998.
2. SECRETARIA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES,
Anteproyecto de la norma oficial mexicana NOM-036-SCT2-2007
“Rampas de Emergencia para frenado en carreteras”,México 2007
3. DELGADO, J.: “Planificación Minera de Superficie y Subterránea”.
Maestría Internacional en Energía de Minas, Universidad de
Antofagasta.
4. INSTITUTO DE SEGURIDAD MINERA: “Reglamento de Seguridad e
Higiene Minera”-Decreto Supremo No 046-2001-EM, Lima-Perú 2001
5. ZAVALA, A.: “Proyecto de Investigación Científica”, Editorial San
Marcos, Perú, 1999.
6. HUSTRUILD, W.: “Open Pit Planning and Desing”, Editorial Taylor
and Francis, London, UK, 1998.
7. EMPRESA KOMATSU, “Equipos De Minería Superficial”. Fecha de
Consulta: 26 Enero 2009], Disponible en la World Wide Web:
http://www.komatsuamerica.com/?p=equipment&f1=view&prdt_id=628
73
8. ANDERSON R. y ANDERSON L.: “Road Management & Engineering
Journal”, U.S. Roads division of TranSafety [Fecha de Consulta: 26
Febrero 2009], Disponible en la World Wide Web:
http://www.usroads.com/journals/rej/9708/re970801.htm
9. WIKIPEDIA. “Runaway truck ramp”, Wikimedia Foundation, Inc;
última modificación marzo del 2009 [ Fecha de Consulta: 25 de Octubre
2009], Disponible en la World Wide Web:
http://en.wikipedia.org/wiki/Runaway_truck_ramp
10. TABOADA, M.: “Metodología de la investigación científica”,
Universidad Nacional de Trujillo, Perú, 2006.
11. TRESIERRA, G.: “Metodología de la investigación científica”,
Universidad Nacional de Trujillo, Perú, 2005
12. KAUFMAN, W.: “Design of Surface Mine Haulage Rodas” - A Manual,
United States Deparment of the Interior, pags. 41-47, 2000
13. REVISTA AREA MINERA, “En Chuquicamata generan estudio sobre
contención de camiones”.[ Fecha de Consulta: 24 Agosto 2009],
Disponible en la World Wide Web: http://www.aminera.cl
14. INSTITUTO MEXICANO DEL TRANSPORTE, “Experiencia
mexicana en el diseño y operación de rampas de frenado en carreteras”,
México, 1998.
15. SECRETARIA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES,
“Proyecto de señalamiento y dispositivos de seguridad en
carreteras”,México, 2005
74
16. Auxiliary Lanes, “Emergency Escape Ramps”.[ Fecha de Consulta: 18
Mayo 2009], Disponible en la World Wide Web:
http://www.wsdot.wa.gov/publications/manuals/fulltext/M22-
01/1270.pdf
17. SEGURIDAD VIAL, “Lechos de Frenado”.[ Fecha de Consulta: 21
Marzo 2009], Disponible en la World Wide Web:
http://www.viabilidad.cl/seguridad_vial
18. ROAD MANAGMENT & ENGINEERING JOURNAL, “Truck Escape
Ramps: Determining the need and the locaction”. Fecha de Consulta: 10
de Agosto 2009], Disponible en la World Wide Web:
http://www.roadmanagementcom/?p=equipment.
19. SEGURIDAD VIAL EN CARRTERAS, “Rampas de Escape”. Fecha de
Consulta: 23 de Agosto 2009], Disponible en la World Wide Web:
http://www.vialidad.cl/areasde_vialidad/seguridad_vial/normas/iscv/CA
P10_RAMP.htm
20. Martínez Bruna O. “Construcción de Caminos Mineros”, Equipo Minero,
E& Mj Engineering and Mining Journal Latinoamérica, Septiembre
2009.
21. HOLMES SAFETY ASSOCIATION MINERAL INDUSTRIES,
“Bulletin Mayo – Junio 2007”. Fecha de Consulta: 01 Junio 2009],
Disponible en la World Wide Web:
http://www.hsabulletincom/?p=haulage.
22. KAUFMAN, W.: “Design of Surface Mine Haulage Roads” - A
Manual, United States Department of the interior, pages. 41-47,
2000
75
23. DELGADO, J.: “Planificación Minera de Superficie y Subterránea”.
Maestría Internacional en Energía de Minas, Universidad de
Antofagasta.
24. HORIZONTE MINERO: “Lagunas Norte un año después”, Lima-
Perú, 2006.
25. INSTITUTO DE SEGURIDAD MINERA: “Reglamento de
Seguridad e Higiene Minera”-Decreto Supremo No 046-2001-EM,
Lima-Perú 2001
26. ZAVALA, A.: “Proyecto de Investigación Científica”, Editorial San
Marcos, Perú, 1999.
27. HUSTRUILD, W.: “Open Pit Planning and Design”, Editorial Taylor
and Francis, London, UK, 1998
28. EMPRESA KOMATSU, “Equipos De Minería Superficial”. Fecha
de Consulta: 26 Enero 2009], Disponible en la World Wide Web:
http://www.komatsuamerica.com/?p=equipment&f1=view&prdt_id
=628
29. ANDERSON R. y ANDERSON L.: “Road Management &
Engineering Journal”, U.S. Roads division of Tran Safety [Fecha
de Consulta: 26 Febrero 2009], Disponible en la World Wide Web:
http://www.usroads.com/journals/rej/9708/re970801.htm
30. WIKIPEDIA. “Runaway truck ramp”, Wikimedia Foundation, Inc;
última modificación marzo del 2009 [ Fecha de Consulta: 15 de
Marzo 2009], Disponible en la World Wide Web:
http://en.wikipedia.org/wiki/Runaway_truck_rampHSA Bulletin
May-June 1997
76
ANEXOS
77
ANEXO I
UTILIZACION DEL GOIC EN CAMIONES
A TRAVES DEL SISTEMA DISPATCH
Esta es la pantalla dispatch del camión. Como se observa tenemos varias
opciones como: Acciones, Estatus, Opciones, pantalla donde salen los
mensajes, icono del camión, descargas, contraste, hora, etc. Y a la vez el icono
del camión va cambiando de acuerdo a la operación que este haciendo este.
En este caso se ve el icono que esta
parqueado en parqueo plataforma y próximo a ser asignado ya que se
encuentra operativo. Luego en la figura del costado se ve el icono que esta
asignado a Pala 02, y el camión se encuentra vacío y yendo a ese destino.
En este caso se ve que el icono indica que llego a su destino de carguío, para
próximamente ser cargado.
78
Después se ve que el camión es cargado por la pala 02, a la vez se observa
cuantas toneladas va echando la pala al camión.
Luego el camión es llenado totalmente y la pala lo bota a su destino de
descarga como se observa en la tercera figura. Después llega a su destino y
hecha el material.
38
DISEÑO PRELIMINAR DE LA RAMPA DE ESCAPE
Planta:
Distancia entre Runaway 500 m.
12.
-8 %
Radio de ingreso: 107.5 m.
Veloc. Max. de ingreso: 60 km/hr.
25
80
Elevación:
81
Detalle de la berma central de frenado en eje de rampa:
82
PARÁMETROS PARA DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE CURVAS
CC: Centro de Curva PC: Punto de Comienzo de Curva PI: Punto de Deflexión PT: Punto de Término de Curva I: Angulo de Deflexión Lrp: Longitud de rampa de peralte p (%): Peralte B (%): Bombeo Sa: Sobreancho
38
Definiciones
Los principales conceptos que se utilizan en esta tesis son:
Estándar.- Conjunto de normas técnicas que establecen los procedimientos a
seguir en las diversas actividades de trabajo; los medios que se utilizarán y los
elementos con los que se debe contar para su cumplimiento.
Procedimiento.- Es un método específico de llevar a cabo una tarea.
Peligro.- Es aquello que tiene el potencial para causar daño a personas,
equipos, al proceso productivo, ó al medio ambiente.
Riesgo.- Es la probabilidad o posibilidad de que ocurra el daño o pérdida.
Accidente.- Un evento no planificado, sin control, que genera daño a las
personas, a la propiedad, al proceso productivo ó al medio ambiente.
Cuasi Accidente.- La ocurrencia de un hecho no deseado que, bajo
circunstancias ligeramente distintas, podrá haber resultado en lesiones a las
personas, daños a la propiedad, pérdidas en la producción, ó daños al medio
ambiente.
Lesión.- Cualquier fuerza física hiriente que afecta al cuerpo y que deja a la
persona dañada o debilitada en algún grado.
84
Contaminación Ambiental.- Acción que resulta de la introducción por el hombre,
directa o indirectamente en el medio ambiente, de contaminantes, que tanto por
su concentración, al superar los niveles máximos permisibles establecidos,
como por el tiempo de permanencia, hagan que el medio receptor adquiera
características diferentes a las originales, perjudiciales o nocivas a la
naturaleza, a la salud y a la propiedad.
Locke-out.- Es el bloqueo individual o múltiple que se utiliza para brindar
protección a los trabajadores contra el movimiento de equipo, equipos
energizados, otras fuentes de energía o situación de peligro similar
Rampa de escape (Runaway).- Es una rampa alternativa para detener a los
volquetes en caso de emergencia cuando su sistema de frenado falle
totalmente.
Velocidad Máxima Permisible.- Es la velocidad máxima que un volquete puede
desarrollar en una rampa principal.
K730E.- Modelo del camión Komatsu 730 Eléctrico, de una capacidad máxima
de 200 TN.