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A 4.200 metri sul livello del mare — circa l'altitudine operativa di diverse miniere andine di rame e oro in Perù e in Cile — la pressione atmosferica è pari al 61% del valore a livello del mare. Tale riduzione influisce sul perforatore idraulico roccia in tre modi che si combinano, causando un’accelerazione del deterioramento delle guarnizioni: ridotta efficienza di raffreddamento dell’acqua di spurgo, aumento del rischio di aerazione dell’olio idraulico e ridotta dissipazione del calore da tutte le superfici del circuito esposte all’aria ambiente. Nessuno di questi effetti è particolarmente rilevante se considerato isolatamente. Tuttavia, nel loro insieme provocano un aumento della temperatura di perforazione a percussione di 12–18 °C rispetto a quella generata dallo stesso perforatore a 1.000 metri di altitudine, sufficiente a far entrare il composto in poliuretano Shore 90 nella fase di invecchiamento accelerato, superando la sua temperatura ottimale di ritorno di 78 °C.
La miniera di Antamina nella regione peruviana di Ancash (4.300 m di altitudine) utilizza perforatrici Atlas Copco in uno skarn rame-zinco con resistenza alla compressione uniassiale (UCS) compresa tra 140 e 180 MPa. Gli ingegneri manutentori hanno riscontrato che la durata utile delle guarnizioni a percussione era del 18–22% inferiore rispetto a quella delle stesse tipologie di macchina impiegate in operazioni sotterranee norvegesi a livello del mare — dopo aver corretto per durezza della formazione e pressione operativa. Il principale meccanismo individuato: la ridotta densità dell’aria in quota determina una diminuzione dell’efficienza del raffreddamento forzato ad aria del circuito idraulico del 35–40%, e il sistema di controllo termico della macchina non compensava adeguatamente tale effetto. La soluzione è consistita nella taratura della valvola di by-pass del refrigeratore olio su un valore di temperatura di setpoint più basso — riducendo la temperatura dell’olio in ritorno da 86 °C a 78 °C — ripristinando così la durata delle guarnizioni entro l’8% di quella ottenuta a livello del mare.
Regolazioni per la gestione delle guarnizioni in alta quota
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Fascia di altitudine |
Pressione Atmosferica |
Effetto della temperatura sul circuito |
Regolazione richiesta per la gestione delle guarnizioni |
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0–1.500 m — livello del mare e bassa quota |
101–85 kPa — condizioni standard di progettazione |
Prestazioni termiche standard — non è necessaria alcuna correzione per l'altitudine |
Intervallo standard di 400 ore con monitoraggio normale dell'olio |
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1.500–2.500 m — altitudine moderata |
85–75 kPa — riduzione dell'efficienza di raffreddamento del 10–15% |
Temperatura di ritorno di 4–7 °C superiore rispetto all'equivalente a livello del mare |
Ridurre l'intervallo a 360–380 ore; monitorare attentamente la temperatura di ritorno |
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2.500–3.500 m — alta altitudine (fascia intermedia delle Ande) |
75–66 kPa — riduzione dell'efficienza di raffreddamento del 25–30% |
Temperatura di ritorno di 8–12 °C superiore — si avvicina alla soglia di invecchiamento del PU |
Ridurre l'intervallo a 320–350 ore; rieseguire la taratura del punto di regolazione del bypass del raffreddatore |
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3.500–4.500 m — altitudine molto elevata (miniere peruviane/ cilene) |
66–57 kPa — riduzione dell'efficienza di raffreddamento del 35–40% |
Temperatura di ritorno di 12–18 °C superiore al valore equivalente a livello del mare, in assenza di correzione |
Intervallo di 280–320 ore; rieseguire obbligatoriamente la taratura del bypass del raffreddatore; prelevare un campione d'olio dopo 200 ore |
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Oltre i 4.500 m — altitudine estrema (applicazioni minerarie rare) |
Sotto i 57 kPa — deficit di raffreddamento grave |
Possibilità di temperature di ritorno prolungate superiori a 88–92 °C |
Obbligatorietà del Shore 95; HNBR per le posizioni statiche; intervallo massimo di 250 ore |
La correzione dell’altitudine del punto di regolazione del bypass del raffreddatore non comporta alcun costo oltre al tempo impiegato dall’ingegnere manutentore per regolare il termostato. Trascurarla comporta una riduzione della durata utile delle guarnizioni pari all’18–22% ad ogni ciclo di sostituzione, per tutta la vita operativa della macchina. HOVOO fornisce fattori di correzione per l’altitudine applicati alla gestione termica idraulica e all’adeguamento degli intervalli di sostituzione delle guarnizioni per le operazioni minerarie sudamericane. Riferimenti completi su hovooseal.com.
