“NCVIB: Monitoreo de Vibraciones OnLine”

“Orica Mining Services Perú SA”“Orica Mining Services Perú SA”

Ing. Wenceslao Valenzuela Serrano

¿Qué es NCVIB?

El NCVIB es un sistema de monitoreo de vibraciones que emplea estaciones remotas, las

que se comunican y envían la información a un servidor a través Internet y a teléfonos

móviles en forma inmediata, permitiendo a los usuarios ver los resultados de las voladuras

en tiempo real.

Utiliza tecnología de comunicación GSM/GPRS.Utiliza tecnología de comunicación GSM/GPRS.

Envía información por mensaje SMS al teléfono celular.

Esta base puede ser trabajada por cualquier persona autorizada (password).

Es posible desplegar la información en reportes de forma interactiva (página Web).

El sistema es capaz de ser reconfigurado de manera remota inclusive desde otro país,

pudiendo reasignar nuevos niveles de activación.

Estructura del Sistema NCVIBFuente de emisión

Sensores

Envío de información

Visualización

Componentes del Sistema NCVIB

Geófonos Triaxiales INFRA V12

• Frecuencia de muestreo de 4096 Hz.

• Tiempo máximo de grabación es de 40 seg.

• Vibración Máxima: 250 mm/s.• Vibración Máxima: 250 mm/s.

• Peso Aproximado: 1200 gr.

Componentes del Sistema NCVIBMicrófono INFRA S10:• Mide el Airblast (sobrepresión) de las voladuras.

• Mide hasta 2000 Pa con una resolución de 0.5 Pa.

• Peso Aproximado: 500 gr.

• Diseñado para montaje vertical en un poste o trípode.Diseñado para montaje vertical en un poste o trípode.

Componentes del Sistema NCVIBInfra Master:

• Registra la información de campo.

• Posee tecnología GSM/GRPS lo cual permite enviar mensajes SMS a un máximo de 16 destinatarios.destinatarios.

• Registra las vibraciones y airblast

• La comunicación de NCVIB y loscomponentes es mediante tecnología

GPRS, por eso la zona DEBE de contar con

COBERTURA CELULAR de cualquier

Requisito Básico

COBERTURA CELULAR de cualquieroperador.

Lugar de Instalación

En un TaludEn la comunidad cercana

En una Planta En una Estación

Acceso a los Registros vía WEBwww.ncvib.com

Acceso a los Registros vía WEB

Acceso a los Registros vía WEB

Acceso a los Registros vía WEB

Acceso a los Registros vía WEB

Acceso a los Registros vía WEB

Beneficios NCVIB

•Un monitoreo continuo, las 24 horas del día, los 365 días del año.•Conocer en tiempo real el valor de las mediciones.•Fácil acceso a la información de las personas interesadas; puede serpor website o por mensaje SMS.•Mantener una base de datos de las voladuras.•Acceso remoto a puntos de monitoreo para reprogramación.•Potencial de crear modelos de predictivos de vibración.•Flexibilidad, la persona no necesita estar presente en el lugar para•Flexibilidad, la persona no necesita estar presente en el lugar paraobtener la información, puede estar en cualquier parte del mundo.•Transparencia hacia la comunidad de los niveles de vibración que seestán generando.•La posibilidad de minimizar el impacto de voladuras a áreaspobladas.•El recurso humano se minimiza. El personal de monitoreo tendrámayor tiempo para realizar otros deberes.

Caso de Estudio:Caso de Estudio:Planta Gold Mill - Yanacocha

Lugar de instalación

El equipo de

monitoreo de

vibraciones

NCVIB se

encuentra en el

piso de la caseta

de “Sistema de

Ubicación del Gold Mill

Ubicación del Equipo NCVIB

de “Sistema de

filtrado y conteo

de partículas del

Molino”.

Información de Sísmica del Molino

Eje XX del MOLINO coincide con la dirección

del Geófono Longitudinal.

Eje ZZ del MOLINO coincide con la dirección

del Geófono Transversal.

EJE YY del MOLINO coincide con la dirección EJE YY del MOLINO coincide con la dirección

del Geófono Vertical.

Valores de aceleración límite en los Ejes

XX, ZZ, YY :

EJE XX…Aceleración Límite 0.357 g

EJE ZZ…Aceleración Límite 0.357 g

EJE YY…Aceleración Límite 0.238 g

g: Aceleración de la Gravedad 9.81 m/s2

10.00

ACELERACIÓN LIMITE PARA PREVENIR DAÑOS AL MOLINONCVIB - GOLD MILL

Resultados de las Mediciones – Aceleración

3.50

Todos los resultados de aceleración en las 03 componentes se encuentran por debajo de los límites

de aceleración del molino, encontrándose dichos valores en el rango [0.08 – 1.02] m/s2, no

originando daño al molino.

0.01

0.10

1.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00

Ace

lera

ció

n (

m/s

2)

PPV mm (mm/s)

Vertical

Longitudinal

Transversal

Límite Ejes Long/Trans

Límite Eje Vert

3.502.33

10

100

Vib

raci

ón

Má

xim

a (

mm

/s)

VIBRACIÓN LÍMITE PARA PREVENIR DAÑONORMA ALEMANA, DIN 4150-3

Resultados de las Mediciones – Norma DIN 4150

Según la Norma DIN 4150, se propone

tratar las instalaciones del Gold Mill y

las oficinas aledañas como Tipo II, es

decir con un límite de 5 mm/s de

acuerdo a las frecuencias que se

obtienen a esta distancia. Con este

límite, seremos más estrictos con

nuestros resultados, dándonos un alto

factor de seguridad para el Gold Mill y

20

5

3

0.1

1

1 10 100

Vib

raci

ón

Má

xim

a (

mm

/s)

Frecuencia (Hz)

Tipo I: Edificios Industriales, Oficinas y Similares o con Diseños Robustos

Tipo II: Edificaciones Residenciales y Construcciones Similares

Tipo III: Otras Edificaciones Sensibles a Vibraciones no Incluidas en las Clases Anteriores

Vertical

Longitudinal

Transversal

factor de seguridad para el Gold Mill y

las oficinas cercanas como el Complex.

50

Se puede observar en el grafico que existen 04 valores de la Componente

Longitudinal (5.40, 5.70, 5.90 y 5.55) mm/s que sobrepasan ligeramente el valor de

5 mm/s. Esto se puede mejorar calculando un tiempo entre taladros adecuado

(con onda elemental), dirección de la secuencia, carga.

Percepción Humana (STEFFENS)

Se basa en un procedimiento analítico que calcula un parámetro K, que relaciona la Frecuencia y la Velocidad

Máxima de Partícula (PPV), según la expresión siguiente:

1

10

CRITERIO SOBRE NIVELES DE VIBRACIÓN PERCEPTIBLE Y SU IMPACTO (REF.: STEFFENS, 1974)

Muy Fuertemente DetectableFuertemente Detectable

Facilmente PerceptiblePERCEPTIBLE

FACILMENTE PERCEPTIBLE

FUERTEMENTE DETECTABLE

MUY FUERTEMENTE DETECTABLE

Donde:

K = 0.8 V x f(100+f 2)1/2

0.001

0.01

0.1

0 2 4 6 8 10 12

K

Frecuencia (Hz)

Perceptible

Escasamente Perceptible

Comienza a Percibirse

Vertical

Longitudinal

Transversal

NO SE SIENTE

COMIENZA A PERCIBIRSE

ESCASAMENTE PERCEPTIBLE

Podemos apreciar que en general los valores bordean el límite de “Comienza a Percibirse”, con

algunos valores sobrepasando ligeramente este limite, sin llegar a categorías que constituyan

molestias para las personas.

Donde:

V = Velocidad de Partícula (mm/s)

f = Frecuencia (Hz)

Percepción Humana (GOLDMAN)

Relaciona la respuesta humana con la frecuencia de las vibraciones y su Velocidad Máxima de Partícula, indicando

umbrales de Imperceptible, Perceptible, Molesto, Intolerable.

100.0

1000.0

Vib

raci

ón

Máx

ima

(mm

/s)

RESPUESTA HUMANA A LA VIBRACIÓN(USBM & GOLDMAN)

INTOLERABLE

0.1

1.0

10.0

1 10 100

Vib

raci

ón

Máx

ima

(mm

/s)

Frecuencia (Hz)

Vert

Long

Tran

MOLESTO

PERCEPTIBLE

IMPERCEPTIBLE

Podemos apreciar que en general los

valores bordean el límite de

“Perceptible”, con un 20 % de los

valores sobrepasando este limite, sin

llegar a categorías que constituyan

molestias para las personas.

Modelo de Campo LejanoLos resultados de las vibraciones obtenidas en el Gold Mill se utilizaron para

generar un modelo de vibraciones de campo lejano que nos permita

predecir las vibraciones y rediseñar las cargas.

100.0

MODELO DE CAMPO LEJANONCVIB - GOLD MILL

Pend (prom): -1.24K (avg): 313

0.1

1.0

10.0

1.0 10.0 100.0 1000.0

PP

V (

mm

/s)

Distancia Escalada (m/kg^1/2)

Datos

Promedio

85 % Conf.

Pend (prom): -1.24K (avg): 313K (85%): 401R2 = 0.91

y = 313xy = 313x--124124

y = 401xy = 401x--124124

Mínima Distancia de las Voladuras al Gold Mill

600 metros del Gold Mill 450 metros del Gold Mill

Plan de Minado 2013 Plan de Minado 2014

Ábaco para determinar la Carga x Retardo

Se ha determinado las cargas por retardo, de tal manera de no sobrepasar el Limite

propuesto de 5.0 mm/s.

304 kg

Curva de 5 mm/s

Para 600 m, la carga por retardo es de 304 kg

Para 450 m, la carga por retardo es de 171 kg

171 kg

450 m 600 m

Análisis de Onda Elemental

Del análisis la menor vibración se produce con un tiempo de 56 ms. Se recomienda

usar este tiempo entre taladro para minimizar las vibraciones hacia el Gold Mill.

55 -60

Conclusiones

1. Todos los valores pico de aceleración se encuentran por debajo de los límites

permitidos por el molino (3.50 m/s2 para las componentes Long y Tran y 2.33

m/s2 para la componente Vert), encontrándose dichos valores en el rango

[0.08 – 1.02] m/s2. Esto es indicador de que no se está generando daño al

molino. No se han reportado problemas con el molino.

2. Según la Norma DIN 4150 (Alemana), existe un 98.1% de los valores de

velocidad que se encuentran por debajo del límite de 5 mm/s y un 1.9 % que

sobrepasan ligeramente este límite, éstos pertenecen a la componente

Longitudinal (5.40, 5.70, 5.90 y 5.55) mm/s, la onda que viaja en forma

directa al molino. Si bien es cierto, esto no ha significado daño al molino, es

nuestro objetivo reducir estos niveles.

3. Según las normas de Steffens y Goldman, que relaciona la RepuestaHumana a las vibraciones asociadas con su frecuencia. En general los

valores bordean el límite de “Comienza a Percibirse” y “Perceptible”, con un

20 % de los valores sobrepasando este límite, sin llegar a categorías que

constituyan molestias para las personas, pero se puede seguir mejorando

con nuevos tiempos entre taladros y cargas.

Conclusiones

4. Con las mediciones realizadas, se ha elaborado un modelo de vibraciones de

campo lejano, obteniendo las constantes K = 401 y α = -1.24, el cual nos

permitió calcular las cargas por retardo para distintas distancias, teniendo en

cuenta el límite propuesto de 5 mm/s.

5. En base al modelo de vibraciones obtenido, se ha determinado las cargas por

retardo, de tal manera de no sobrepasar el limite propuesto de 5.0 mm/s.

• Según Plan de minado 2013, la distancia mínima de la voladura al Gold Mill

es 600 m, y la carga por retardo calculada es de 304 kg.es 600 m, y la carga por retardo calculada es de 304 kg.

• Según Plan de minado 2014, la distancia mínima de la voladura al Gold Mill

es 450 m, y la carga por retardo calculada es de 171 kg.

6. De la captura y análisis de la Onda Elemental se recomienda un tiempo entre

taladro de 56 ms para disminuir las vibraciones en dirección del Gold Mill,

tiempo que ya se está usando en la zona norte superior de El Tapado Oeste.

Recomendaciones

1. Continuar con el monitoreo de vibraciones en Planta Gold Mill, con el equipo

NCVIB, nos permite tener información confiable y constante, de esta forma

optimizar los diseños de voladura y minimizar el impacto a las instalaciones

del Gold Mill.

2. Continuar capturando y analizando ondas elementales en esta zona, de esta2. Continuar capturando y analizando ondas elementales en esta zona, de esta

manera tener más información para controlar las vibraciones en esta zona.