Un Electricista en África

Luego después de independencia en 1980, Zimbabwe como país empezó a deteriorar, especialmente para la pequeña población de europeos que quedaban con esperanza de un mejor futuro. Avían muchos controles migratorios y regulaciones de movimientos de divisas extranjeras implementadas para frenar un poco la salida de personas profesionales que el país necesitaba, para fines de los 80’s, inició de los 90’s la mayoría de los europeos profesionales ya estaban empezando vidas nuevas en Sudáfrica, Australia, Nueva Zelanda, Gran Bretaña, Estados Unidos y muchos otros países.

A principios de la década de 1980 emigré a Sudáfrica desde Zimbabwe solo, con apenas 18 años y comencé una aprendizaje para ser un electricista industrial. Toda mi capacitación se realizó en el instituto CTC, Colliery Training College, con un nivel muy alto de capacitación teórica y práctica para todos los artesanos que trabajan en las minas de carbón. En este instituto me presentaron lo que realmente es trabajar en las minas de carbón.

Tablero eléctrico industrial de control

Como electricista, la capacitación fue muy buena y los instructores eran estrictos. A menudo recuerdo mi entrenamiento hace muchos años atrás, cuando cometí un error en un panel de cableado, el instructor cortó todos los circuitos con un solo corte de un cortador de cable lateral y me hizo comenzar de nuevo, desperdiciando todas mis horas de trabajo. No es necesario decir que nunca cometería un error similar, esto me enseñó a cablear paneles y circuitos profesionalmente y a asegurarme de que todas las conexiones eléctricas estén bien apretadas. Una conexión eléctrica suelta aumenta resistencia criando calor que eventualmente podía incendiarse y causar daños.

Subestación de distribución eléctrica

Colliery Training College fue fundada en 1962. Inicialmente, CTC se estableció para atender solo al sector minero, pero cuenta con capacitación diversificada y de habilidades artesanales que ahora está disponible para todas las partes interesadas. La demanda de artesanos en Sudáfrica está creciendo rápidamente.

CTC Colliery Training College en Witbank, Sudáfrica donde me formé en electricista industrial

CTC está acreditado por la Autoridad de Calificación Minera (MQA) y la Organización Internacional de Normalización (ISO) 9001: 2008.

Descripción de puesto para electricista

Los electricistas son responsables de la inspección y el mantenimiento de todo tipo de equipos eléctricos en maquinaria, en plantas de benificación y edificios, incluidas oficinas, hostales, casas, etc. También son responsables de la distribución de electricidad, que incluye el tendido de redes de cable y la conexión de transformadores.

Currículo de Aprendizaje para Electricistas en Sudáfrica

Los siguientes módulos / estándares de unidad se realizan durante la capacitación:

Entrenamiento básico

Teoría:

  • Magnetismo
  • Unidades y prefijos, las leyes de Ohm y Kirchoff

Instrumentos:

  • Uso de instrumentos de medida eléctricos. Prueba de cables.
  • Determinación de la disposición de los circuitos de resistencia.

Edificios:

  • Luces y circuitos de iluminación.
  • Cambio de estufa.
  • Controles termostáticos.
  • Construcciones e instalaciones de cables.
  • Pruebas de instalaciones monofásicas.

Motores monofásicos:

  • Teoría del motor monofásico.
  • Pruebas de motores monofásicos.
  • Conexión de un motor monofásico.
  • Avance-retroceso controlado a través de un interruptor giratorio y contactores.

Motores trifásicos:

  • Teoría del motor trifásico.
  • Pruebas de motores trifásicos.
  • Fases de motores de inducción.
  • Arrancadores directos en línea.
  • Arrancadores hacia adelante y hacia atrás.
  • Iniciadores de secuencia. Revisar un motor trifásico.

Transformadores:

  • Teoría del transformador.
  • Conexiones estrella y Delta.
  • Transformadores de conexión para diversas aplicaciones.

Relés:

  • Lectura de circuitos eléctricos.
  • Determinación del funcionamiento de un circuito a partir de un diagrama de circuito.
  • Uso de circuitos de retención.
  • Uso de circuitos eléctricos y mecánicos de enclavamiento.

Herramientas manuales:

  • Lectura de dibujos de ingeniería.
  • Uso de instrumentos de medición y marcado de materiales.
  • Usando una máquina de perforación, amoladora, máquina de soldadura y equipo de oxiacetileno.

Entrenamiento avanzado

  • Arrancadores de motor semiautomáticos.
  • Arrancadores de motor totalmente automáticos.
  • Arrancadores de resistencia conectados a motores de anillo deslizante.
  • Arrancadores líquidos conectados a motores de anillo deslizante.
  • Motores de cambio de polos (dos velocidades).
  • Máquinas de corriente continua.
  • Control de velocidad Ward-Leonard.
  • Medidores de energía.
  • Balanceo de carga.
  • Pruebas de instalaciones trifásicas.

Electrónica Básica

  • Soldadura de componentes.
  • Identificación de resistencias, diodos e inductores y su uso.
  • Usando un osciloscopio.
  • Construir circuitos de rectificación.
  • Identificar y usar diodos Zener.
  • Construir un duplicador de voltaje.
  • Identificar la acción del transistor y las configuraciones del transistor.
  • Pruebe las fuentes de alimentación reguladas.
  • Prueba de tiristores y control de fase de tiristores
  • Explicar y aplicar los principios operativos del PLC.

Entrenamiento final

Durante la capacitación final, los alumnos reciben capacitación intensiva para prepararlos para la prueba final de su aprendizaje. La capacitación durante este período incluye todos los módulos capacitados durante las fases de capacitación básica, avanzada y electrónica. También se pueden completar módulos electrónicos adicionales durante este período.

  • Prueba un amplificador.
  • Usando un transistor como interruptor.
  • Prueba de vibradores múltiples.
  • Identificar amplificadores operacionales.
  • Construir un probador de continuidad.
  • Probar un transistor de efecto de campo.
  • Prueba de puertas lógicas.
  • Circuitos de detección de fallas.
  • Prueba de sistemas electrónicos.

Mi aprendizaje para ser un electricista en Sudáfrica me permitió obtener una experiencia invaluable en la gran industria minera del carbón. En aquellos días había una gran demanda para artesanos calificados en muchos oficios, electricistas, instaladores y torneros, mecánicos, soldadores, lo que resultaba en buenos beneficios en el lugar de trabajo y salarios buenos. Las viviendas y servicios públicos eran costados por las compañías mineras, la educación para los hijos de los empleados de las minas a menudo tenía esquemas de educación subsidiados de primera clase. En el mundo de hoy, ni siquiera se sabe de estos beneficios, las grandes compañías multinacionales solo se preocupan por el precio de sus acciones y por pagar grandes bonos a los altos ejecutivos.

Trabajar en las minas de carbón en esos viejos tiempos era difícil en comparación con hoy, los estándares de salud y seguridad no eran tan amigables para los empleados tal como existen hoy, debido a la baja participación sindical y regulaciones gubernamentales. La mayoría de los trabajadores mineros y operadores de equipos eran nativos africanos con bajos salarios, muy poca educación y habilidades, a pesar de que las minas hicieron todo lo posible para capacitar y promover a los locales a mejores posiciones hacia el final del apartheid a principios de los años 90.

Llegué a trabajar y conducir estes modelos de maquinaria minera Caterpillar

Como aprendiz electricista, me negué a ser miembro del sindicato, ya que los sindicatos hicieran muy poco para mejorar nuestro nivel de vida y estaban más motivados políticamente, a menudo organizando huelgas para afectar la producción y causar tensiones laborales entre la administración minera y los trabajadores. Durante mi tiempo en las minas de carbón en las afueras de Witbank, experimenté algunas huelgas laborales, solía beneficiarme de esas huelgas, ya que conduciría los grandes camiones volquete Caterpillar, para mantener la producción y la mina en funcionamiento. Además, como no había electricistas automotrices trabajando, todos estaban en huelga, trabajaría horas extras en los sistemas eléctricos de estas grandes máquinas de movimiento de tierra, ganando más salario y valiosa experiencia.

Modelos de máquinas Caterpillar año 1981

La maquinaria de movimiento de tierras Caterpillar funciona principalmente con enorme motores diesel incorporando sistemas de control hidráulico y eléctrico complicados. La mayoría de estas máquinas incorporan interruptores de transmisión eléctrica y sistemas de monitoreo electrónico que requieren un cierto nivel de experiencia para trabajar y reparar. La excavadora D10, por ejemplo, tenía un motor de arranque pesado de alta potencia, una gran misión para cambiar en el campo. Tuve la oportunidad de trabajar en los más grandes modelos Caterpillar para maquinaria minera de los años 80’s, la bulldozer D9 y D10, los Camiones volquetes 769 y 777, la combinación de tractores 772 con remolque, los cargadores frontales 988 y 992, rascadores y otras máquinas.

Hoy en día el Caterpillar 797 es el camión más grande de la compañía, con una carga útil de 400 toneladas. Según Cat, es el camión minero de accionamiento mecánico más grande del mundo.

Caterpillar 797 es el camión más grande de la compañía hoy en día

El motor Cat C175 de 20 cilindros y cuatro turbocompresores alimenta el 797F con 4.000 caballos de fuerza. Para aplicaciones que no requieren la mayor potencia, como los lances planos que se encuentran en muchas aplicaciones de carbón y mineral de hierro, hay disponible una configuración de 3.550 caballos de fuerza. Hay una variedad de mapas de combustible disponibles para equilibrar la productividad y el consumo de combustible, y una configuración de Nivel 4 está disponible para cumplir con los estándares de emisiones de escape de América del Norte. Al igual que con todos los camiones mineros grandes Cat, el 797F presenta un tren de potencia completo diseñado y fabricado de extremo a extremo por Caterpillar.

Mi aprendizaje en las minas de carbón me permitió trabajar en varias secciones de las minas de carbón, plantas de procesamiento de carbón, minas subterráneas, viviendas en las aldeas mineras y reticulación de energía. En los años 80, un aprendizaje para eléctrico duraba hasta cuatro años, pero si avanzases en tu entrenamiento teórico y experiencia práctica en las minas, podrías calificar en menos. Aproveché y califiqué en dos años y medio, ya que una vez que calificas, el sueldo es aumentado dramáticamente.

Tipos de minas subterráneas de Carbón, métodos de extracción

Cuando ingresé a las minas por primera vez después de mi entrenamiento básico en CTC, terminé en Douglas Colliery, sección Van Dykes Drift, que en ese momento era la planta de procesamiento de carbón más grande del hemisferio sur. Esta fue mi primera vez en el campo, y rápido aprendió de mi artesano la forma de leer y rastrear circuitos de control para trituradoras, alimentadores, motores de transmisiones para correa de transporte, seperatadores de magnatita y rejillas vibratorias de lavado y separación.

Las operaciones consisten en la carga, lavado, el transporte y el procesamiento del descarte final, la manipulación del producto, la eliminación del sobredimensionado y cargado a las bandas transportadoras que alimentan el producto a los silos para la carga del tren. Hoy en día la configuración hay cambiando mas el promedio, que la división maneja es alrededor de 62 000 toneladas de descarte final y se mueve en la región de 40 000 toneladas de producto dentro y alrededor de la planta de lavado cargándolo en la cinta transportadora que alimenta los silos de almacenamiento para la carga.

Más adelante haría 3 meses de experiencia práctica en el subsuelo trabajando debajo de la superficie en la frente de la mina de carbón. Aquí hacía mantenimiento preventivo en vehículos de transporte (shuttlecar), cargadores y sistemas de correas transportadoras. Antes de pasar a la clandestinidad, tuve que hacer mi prueba de gas y la prueba de resistencia al fuego, las minas de carbón son peligrosas debido al gas metano, por lo que trabajar bajo tierra es duro y peligroso.

Una vez bajo tierra, pierdes la noción del tiempo, ya que en la frente donde están sacando el carbón, estás solo tú y tu lámpara junto a tu asistente, trabajas en una sección oscura y mal iluminada. Con poca ventilación, mucho polvo y ruido de las máquinas perforadoras. Cada pocas horas grandes explosiones para derrumbar el carbón, el ruido era seguido por un onda de shock que soplaba todo en su camino, el refugio seguro era pegado al costado de un pillar lateral. Con frecuencia iluminaba mi lámpara para el techo cerca, ya que la mayoría de accidentes están por derrumbes de techo que están sueltos. A menudo que la mina avanza un equipo de técnicos identifican áreas de techo peligrosas y lo insertan pernos y rejillas de seguridad.

Pernos metálicos de 6-10 pies para soporte del techo en mina de carbón

Hasta hoy recurro a la capacitación técnica que recibí en las minas de carbón y en CTC. He conocido a jóvenes que ni siquiera saben cómo sostener un alicate en una mano, no importar como usarlo, aunque podrían averiguarlo fácilmente en YouTube usando sus costosos teléfonos celulares. Olvídate de pedirles ayuda, estas nuevas generaciones son menos sociables y muy sensibles a la exigente ética laboral.

Mi formación Técnica y el tiempo que trabajé como electricista calificado tomaron lugar muchos años antes de que las computadoras, Internet y teléfonos inteligentes se convirtieran en parte de nuestra vida diaria. Por esta misma razón, creo que eso jugó un papel fundamental en mis habilidades técnicas y capacidades para búsqueda de fallas. El interesante es, que tuve que leer y comprender gran cantidad de textos técnicos y diagramas esquemáticos de circuitos para todo tipo de maquinaria minera, desde una Dragline eléctrica de 4000 toneladas hasta una unidad de aire acondicionado.

En el mundo de hoy, mi antigua descripción del trabajo eléctrico se dividirá en al menos tres carreras técnicas diferentes. Pensaría que con estos enormes avances en tecnología digital nos volveríamos más inteligentes y productivos, nos esforzaríamos y crearíamos todo tipo de bien para la humanidad. Sucedió lo contrario, los jóvenes de hoy son “copos de nieve”, altamente sensibles y inseguros con muy poco conocimiento y motivación. Están más interesados en saber cuántos me gusta reciben sus publicaciones en las redes sociales que leer para aprender y ampliar su conocimiento. Las redes sociales y telenovelas han contribuido a un sentido de vivir con inseguridad y egoísmo, menos apatía entre ellos y los demás, malas noticias para el futuro del mundo.

Minería de carbón en superficie

En la minería de superficie, el suelo que cubre la veta de carbón (la sobrecarga, Overburden en inglés) se elimina primero para exponer la veta de carbón para su extracción. Los elementos de una operación de minería de superficie son:

  • (1) extracción y almacenamiento de la capa superficial del suelo para su uso posterior,
  • (2) perforación y voladura de los estratos que recubren la capa de carbón,
  • (3) carga y transporte de este material de sobrecarga fragmentado (llamado despojo),
  • (4) perforación y voladura de la veta de carbón,
  • (5) cargar y transportar el carbón,
  • (6) rellenar con botín y clasificación,
  • (7) extender el suelo superior sobre el área clasificada,
  • (8) establecer la vegetación y garantizar el control de la erosión del suelo y la calidad del agua , y
  • (9) liberar el área para otros fines.
Procesos en minería a cielo abierto (Open Cast)

La topografía empinada, una costura de inmersión pronunciada o varias costuras presentan problemas desafiantes para diseñar pendientes estables y operaciones productivas en situaciones de minería de superficie. La topografía de la superficie controla cuál de los métodos de minería de superficie (minería de contorno, minería de franjas de área o minería a cielo abierto) se emplea. Estos difieren principalmente en los métodos empleados para cargar, transportar y almacenar el botín.

Las minas de contorno son comunes en el terreno montañoso, ejemplo los Apalaches del este de los Estados Unidos, donde se debe transportar la sobrecarga fragmentada para colocación y almacenamiento. En el Medio Oeste, donde la topografía de la superficie y las vetas de carbón son generalmente planas, es común emplear minería en franjas de área en la que la sobrecarga fragmentada se coloca directamente por grandes draglines en el espacio creado donde se ha extraído el carbón. En algunas situaciones en el este de los Estados Unidos, una veta de carbón que ocurre cerca de la cima de las montañas se expone al quitar la cima de la montaña y transportar la sobrecarga fragmentada a un valle cercano.

Ejemplo de mina carbón en superficie a cielo abierto

Bucyrus Erie 1570-W

En la clase de 70 yardas cúbicas, la Bucyrus-Erie 1570-W se considera hoy como una máquina de tamaño mediano cuando se trata de draglines que caminan. Tiene una pluma de 320 pies y un peso operativo de 3745 toneladas. El 1570-W fue un éxito de ventas para Bucyrus, que envió unas 46 unidades entre 1973 – 1991. Típico de las grandes excavadoras eléctricas, el Dragline 1570-W utiliza el sistema de control de velocidad Ward-Leonard. Con este sistema, los grupos de generadores con motores de Corriente Alternativa proporcionan voltaje variable a los motores de Corriente Continúa para las diversas funciones de la máquina. Con el control Ward-Leonard, tracción máxima está disponible a velocidad de pérdida y un motor no se quemará cuando se sobrecargue.

Una máquina gigante que es difícil de olvidar la BE 1570-W de Bucyrus Erie, hoy en día Bucyrus es parte de Compañía Americana Caterpillar

Carbón es clave para generación de energía eléctrica

A nivel internacional, el carbón es actualmente el combustible primario más utilizado, representando aproximadamente el 36% de la producción mundial de electricidad. Es probable que esta situación se mantenga hasta al menos 2020.

El carbón ha dominado tradicionalmente el sector de suministro de energía en Sudáfrica, desde 1880 cuando se suministró carbón del área de Vereeniging a los campos de diamantes de Kimberly. Actualmente, alrededor del 77% de las necesidades de energía primaria de Sudáfrica son provistas por el carbón.

Es poco probable que esto cambie significativamente en la próxima década, debido a la relativa falta de alternativas adecuadas al carbón como fuente de energía. Sudáfrica produce un promedio de 224 millones de toneladas de carbón comercializable anualmente, lo que lo convierte en el quinto país productor de carbón más grande del mundo.

Muchas veces vi esta locomotora jalando vagones de carbón atrás de mi taller de trabajo en Wolvekrans

El 25% de su producción se exporta internacionalmente, lo que convierte a Sudáfrica en el tercer país exportador de carbón más grande. El resto de la producción de carbón de Sudáfrica alimenta a las diversas industrias locales, con un 53% utilizado para la generación de electricidad.

El papel clave que desempeñan las reservas de carbón en la economía sudafricana se ilustra por el hecho de que Eskom es el séptimo generador de electricidad más grande del mundo y Sasol, el mayor productor de productos químicos y gasolina derivado del carbón.

Las reservas de carbón de Sudáfrica se estiman en 53 mil millones de toneladas, y con la tasa de producción actual debería haber casi 200 años de suministro de carbón.

Visión general del funcionamiento de una central eléctrica termal

La producción de electricidad a partir del carbón comienza cuando el carbón se pulveriza en grandes molinos en un polvo fino antes de ser inyectado a presión en enormes calderas, llamadas boillers en inglés. Debido al calor en la caldera, las partículas de carbón se queman generando calor para convertir el agua en vapor. El vapor de las calderas se usa para girar las aspas de un ventilador o hélice gigante, llamada turbina. La turbina gira una bobina hecha de alambre de cobre (el rotor) dentro de un imán (el estator). Juntos forman el generador. El generador produce una corriente eléctrica, que se envía a los hogares y fábricas de los consumidores a través de líneas eléctricas.

Sudáfrica es uno de los países más ricos y conocidos del continente africano. En los 70’s y 80’s construyeron muchas centrales eléctricas en todo el país para satisfacer la demanda de energía eléctrica para uso doméstico, industrial y público. Los sectores gubernamentales y privados que operan las centrales eléctricas, la mayoría de ellos son de carbón. A 4.800 MW, a carbón Kusile Power Station, es la central eléctrica más grande de Sudáfrica, ubicada en Mpumalanga. Medupi Power Station y Kendal Power Station son las plantas productoras de electricidad segunda y tercera más grandes, ambas funcionan con carbón.

Hoy con todas sus centrales eléctricas, Sudáfrica se enfrenta a una grave crisis eléctrica, que provoca cortes de energía y cierres de minas. La compañía energética estatal de Sudáfrica, Eskom, ha estado luchando por mantener las luces encendidas en el país. Durante los últimos años, Eskom ha estado implementando un “deslastre de carga”, mediante el cual se corta el suministro eléctrico de dos a cuatro horas a empresas y hogares en todo el país en un intento por aliviar la presión en la red nacional. Los problemas de electricidad han entregado un golpe a la economía y transporte del país, que ya se está desacelerando, entre otras cosas. El sector minero, una parte clave de la economía de la nación, se ha visto muy afectado, y las empresas están cerrando minas en todo el país. Los apagones que duran hasta siete horas al día están deteniendo a Sudáfrica. La corrupción y la mala gestión de la empresa estatal de electricidad, acompañado por una falta de técnicos y trabajadores adecuadamente capacitados tienen la culpa.

Bucyrus-Erie 1570W Dragline

Hechos y Cifras Clave de la industria de Carbón Sudafricana

  • La industria del carbón empleó a 92,230 personas en 2019 (86,647 en 2018), lo que representa alrededor del 19% del empleo total en el sector minero
  • 258,9 millones de toneladas producidas en 2019 (253Mt en 2018) con ventas totales de carbón de R139.3 mil millones (R146 mil millones en 2018)
  • La inversión neta en la industria del carbón fue de R4.5 mil millones en 2010, disminuyendo a R2.5 mil millones en 2018, una disminución promedio del 15% por año. Esto a pesar del hecho de que el carbón es una fuente importante de electricidad en el país.
  • La industria del carbón gastó R61 mil millones en la adquisición de bienes y servicios, la mayor parte localmente, contribuyendo así a la creación y mantenimiento de empleos en otras industrias
  • El 70% del volumen de carbón se consume en el país y más del 70% de la demanda de electricidad se genera a partir de la energía del carbón.
  • Richards Bay Coal Terminal (RBCT) sirve como el principal puerto de exportación RBCT tiene una línea ferroviaria dedicada

Desafíos

Sudáfrica sigue siendo un importante consumidor y exportador de carbón, pero la producción, las exportaciones y la inversión en el sector del carbón se han estancado desde 2008, a pesar de las grandes reservas del país. La industria enfrenta desafíos importantes que incluyen requisitos ambientales, costos crecientes, niveles de inversión más bajos e infraestructura inadecuada de agua y ferrocarril. El sector también se ve significativamente afectado por los desarrollos en Eskom, incluida su inversión en minas más costosas, y el borrador del Plan Integrado de Recursos para la electricidad que reduce el papel del carbón en favor de las fuentes de energía renovables y el gas.