3D Ultra ejecutó la ingeniería de adaptación de alta complejidad de la Rueda de Moldeo en la Fundición Potrerillos de CODELCO para el cambio de formato de ánodos tipo Chuquicamata (CH). El proyecto utilizó simulaciones computacionales de alta fidelidad acopladas a maquetas impresas en 3D (desde escala 1:50 hasta tamaño real 1:1) para acelerar la comprensión técnica de los equipos de montaje en terreno, reduciendo drásticamente los tiempos de parada y errores de ensamblaje.
1. Contexto: El Desafío del Cambio Multiformato
La rueda de moldeo (casting wheel) es un equipo rotativo de alta criticidad en la cadena de producción de cobre. Convierte el cobre refinado a fuego en ánodos sólidos de geometría específica que posteriormente se envían a la refinería electrolítica. Cada formato de ánodo (Chuquicamata, Potrerillos, etc.) tiene dimensiones, pesos y requisitos de tolerancia únicos.
CODELCO requirió adaptar la rueda de moldeo de Potrerillos para producir ánodos en formato CH (Chuquicamata), una operación que involucra la modificación de moldes, sistemas de enfriamiento, mecanismos de desmolde y el ajuste de los parámetros de velocidad rotacional. La complejidad radica en que cualquier error dimensional en el montaje resulta en ánodos defectuosos que contaminan todo el circuito de electrorrefinación aguas abajo.
2. Reto Técnico: Precisión en la Transición
- Interfaz dimensional crítica: La rueda de moldeo debe recibir cobre fundido a temperaturas superiores a 1.100°C con tolerancias de vertido milimétricas
- Múltiples disciplinas simultáneas: Mecánica, hidráulica, eléctrica y control necesitan coordinación perfecta durante la parada
- Ventana de parada comprimida: Cada día de parada cuesta millones en producción detenida
- Equipos multidisciplinarios: Soldadores, mecánicos, electricistas e ingenieros de proceso necesitan entender una geometría compleja rápidamente
3. Metodología 3D Ultra: Simulación + Prototipado Físico
Simulación Computacional de Alta Fidelidad
El equipo de ingeniería de 3D Ultra desarrolló modelos computacionales que simularon:
- El comportamiento térmico del cobre fundido al contacto con los nuevos moldes formato CH
- Las tensiones mecánicas en los puntos de anclaje durante la rotación a velocidad operacional
- El flujo hidráulico del sistema de refrigeración adaptado a la nueva geometría
- La cinemática del mecanismo de desmolde para el nuevo peso y perfil del ánodo
Prototipado con Impresión 3D a Escala Variable
Se fabricaron maquetas físicas a múltiples escalas con el objetivo de comunicar eficazmente la complejidad del montaje a todos los equipos involucrados:
- Escala 1:50: Visión general de toda la rueda de moldeo y su entorno (tuberías, accesos, estructuras adyacentes). Utilizada en reuniones de planificación de la parada
- Escala 1:10: Detalle de la zona de vertido y los moldes, con identificación de las interfaces dimensionales críticas
- Escala 1:1 (Tamaño real): Réplica exacta de los componentes de interfaz para que los soldadores y mecánicos practiquen el ensamblaje antes de la intervención real
4. Resultados
Impacto en la Ejecución de la Parada
5. Conclusión
Este caso demuestra que la ingeniería tridimensional y el prototipado rápido no son herramientas experimentales sino aceleradores críticos de la ejecución industrial. La combinación de simulación computacional de alta fidelidad con maquetas físicas a escala real reduce drásticamente el riesgo de errores en montajes complejos, comprime los tiempos de parada y asegura que el primer ciclo productivo cumpla especificaciones. 3D Ultra, como la división de modelado avanzado del Grupo MCCO, es el único contratista en Chile que ofrece esta cadena completa de valor: del escaneo al modelo, del modelo a la simulación, y de la simulación a la maqueta física para entrenamiento táctico.