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“Antamina, el Mineraducto más grade de Sudamérica” J. Cahuana – D. Cueto

ANTAMINA, EL MINERODUCTO MÁS GRANDE DE

SUDAMÉRICA

Juan Cahuana CubaDante Cueto Ramírez

Compañía Minera Antamina S.A.Operaciones Mineroducto

e- mail: [email protected] [email protected]

ANTAMINA, EL MINERODUCTO MÁS GRANDE DE SUDAMÉRICA

Por : Juan Cahuana / Dante Cueto Compañía Minera Antamina S.A.

IV Simposio Internacional de Mineralurgia - TECSUP Pag. 1

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J. Cahuana – D. Cueto “Antamina, el Mineraducto más grade de Sudamérica”

I. RESUMEN

Las aplicaciones de transporte hidráulico de sólidos por medio de mineroductos (utilización de tuberías) es una tecnología probada que cuenta con más de 20 años de experiencia.

Compañía Minera Antamina S.A. (CMA) al ser considerada una de las operaciones con una tecnología de punta y con una proyección alta de producción de Concentrados de Cobre y Zinc, debería garantizar el transporte continuo, seguro, con responsabilidad del cuidado del Medio Ambiente y al menor costo de sus productos hacia el Puerto de Huarmey para su posterior embarque, por tal motivo no podía quedarse al margen de no aplicar estos sistemas de transporte por medio de tuberías, es por esa razón que en el estudio de factibilidad se consideró la construcción de un Mineroducto Polimetálico para el transporte de los concentrados producidos por nuestra planta concentradora.

El diseño y ejecución de la construcción del mineroducto se realizó paralelamente al montaje de la planta concentradora y las instalaciones portuarias.

El presente trabajo resume los principales criterios tecnológicos operacionales con respecto al diseño, funcionamiento y filosofías de operación del mineroducto.

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II. INTRODUCCIÓN

Compañía Minera Antamina S.A. es una operación polimetálica de cobre y zinc cuyo yacimiento se ubica a 4,300 m.s.n.m. en la quebrada de Yanacancha, del distrito de San Marcos, provincia de Huari, departamento de Ancash y a 270 kilómetros al norte de la ciudad de Lima.

El proyecto original de CMA consideraba el transporte de concentrados en camiones desde la planta concentradora de Yanacancha hasta el Puerto del Callao. Sin embargo, este plan fue desechado debido al tránsito de un alto número de camiones que hubiesen provocado problemas a los pobladores ubicados cerca de la ruta.

El objetivo del mineroducto de concentrado es el transporte continuo de concentrado, en forma de pulpa, de los tanques de almacenamiento de pulpa de concentrado, localizados en la planta concentradora, hasta el área de eliminación de agua de concentrados en el Terminal Punta Lobitos.

El transporte hidráulico de concentrados, otorga la posibilidad de transladar grandes cantidades de sólidos a larga distancia en forma contínua mediante un fluído transportante habitualmente agua, por ser un método más seguro y de mayor grado de utilización en los países desarrollados, dicho transporte por medio de tuberías a presión, ha recibido un mayor desarrollo científico y tecnológico.

Los concentrados de cobre y zinc viajan a través de una tubería enterrada de 302 km (Mineroducto) desde la concentradora de Yanacancha hasta el Puerto Punta Lobitos, ubicado en Huarmey a unos 300 km al norte de la ciudad de Lima.

El derecho de vía por donde se instaló la tubería fue un esfuerzo enorme de la compañía al tener que negociar terrenos particulares y del estado para poder obtener los permisos necesarios para realizar los trabajos de instalación de la tubería que alcanzan una longitud lineal de 302 Km distancia existente entre la planta concentradora y el puerto.

La linea transporta 279 metros cúbicos de concentrado por hora promedio.

El mineroducto tiene capacidad para transportar hasta 2.5 millones de toneladas anuales de concentrado. En su trayecto la línea de tubería asciende hasta los 4,680 m.s.n.m. (lugar denominado Yanashalla), para luego descender a los 4,100 m.s.n.m. (Conococha) y de allí el concentrado desciende mediante gravedad hasta el Oceano Pacífico. El mineroducto que transporta concentrados a grandes distancias tiene que ser capaz de garantizar la continuidad de las operaciones, en condiciones climáticas que pueden ser muy adversas durante el invierno, atravesando zonas de nevadas, avalanchas de material que puedan restringir el transporte.

Debido al alto riesgo de actividad sísmica y presiones del sistema, la tubería esta equipada con equipos de monitoreo de presión, válvulas automáticas de alta presión de mando remoto, sistema de alivio de sobrepresiones y pozas de emergencia para casi improbables derrames de concentrado.



III. DESCRIPCION DEL MINERODUCTO ANTAMINA

Un mineroducto es un sistema de bombas, válvulas, tuberías y accesorios que permite transportar pulpa de mineral a grandes distancias.

En el caso particular del mineroducto de Antamina, éste transporta pulpas de cobre y zinc desde la concentradora ubicada en la mina a 4,150 m.s.n.m. hasta el puerto de Huarmey ubicado a 63 m.s.n.m. del mar pasando por un punto alto de 4,660 m.s.n.m., recorriendo 302 km. en toda su longitud. La capacidad de bombeo del mineroducto es de 300 ton/hr secas de concentrado (fig.3.1)

Dado el perfil geográfico del terreno el mineroducto se divide en dos zonas, la primera, desde la concentradora hasta Conococha, donde el transporte de la pulpa es por bombeo para poder superar los puntos altos de la cordillera y; la segunda, desde Conococha hasta el puerto, donde el transporte es por gravedad como se puede apreciar en la fig. 3.2.

Si bien es cierto que el mineroducto debe operar la mayor parte del tiempo es necesario hacer paradas ya sea por mantenimiento y/o operación si es que no se tiene concentrado para transportar, en esos casos se paran las bombas y el mineroducto se comporta como un sistema hidrostático.


CONCENTRADORA4150 msnm

YANASHALLA4660 msnm

CONOCOCHA

PUERTO

CROQUIS DEL PERFIL GEOGRAFICO DEL MINERODUCTO(Fig. 3.1)

0 50 120 302

VS1

VS2

VS3

VS4

TS1

PS1

4275 msnm

63 msnm

Zona de Bombeo

Zona de Gravedad

SISTEMA HIDROSTÁTICO DEL MINERODUCTOFig 3.2


Como puede observarse en la fig. 3.2 si simplemente se parara el mineroducto la presión en el punto más bajo estaría dada por la altura de la columna de líquido esto es 4,660 m, y no existe una tubería capaz de soportar dicha presión. Es por eso que se instalan estaciones de válvulas intermedias para reducir la presión hidrostática del sistema durante las paradas cerrando válvulas y separando la altura del fluido, adicionalmente se instala una estación de válvulas en el terminal para evitar que el último tramo de la tubería se descargue.

Cuando el mineroducto esta en operación las presiones en el sistema deben ser menores, sin embargo, aún son demasiado altas para las tuberías comerciales, es por eso que en algunas de las estaciones de válvulas se instalaron anillos disipadores de presión o Chokes con la finalidad de reducir aún más la presión del sistema. Adicionalmente, la estación terminal también cuenta con anillos disipadores de presión con la finalidad de eliminar el remanente de presión en la tubería. Esto se grafica en la fig. 3.3

Otras de las funciones de los disipadores de presión son el poder controlar la velocidad de la pulpa en la tubería y mantener la tubería llena durante el transporte para evitar el deterioro prematuro de la tubería por erosión o cavitación.

Adicionalmente a las estaciones de válvulas y a la estación terminal existen las estaciones de medición de presión que sirven para controlar la operación del mineroducto, también existe una estación de protección catódica para el control del sistema de protección contra la corrosión exterior de la tubería.

La tubería en todo su recorrido está revestida interiormente por un forro de HDPE ( Polietileno de alta densidad) con la finalidad de proteger la tubería contra la corrosión y abrasión de la pulpa. En las estaciones de válvulas el revestimiento es de poliuretano que tiene una mejor resistencia a la abrasión ya que en las estaciones debido a los codos, válvulas y demás accesorios se crean turbulencias que aceleran el desgaste del revestimiento.


0 50 120 302

VS1

VS3 TS1

PRESIÓN HIDROSTATICA

PRESIÓN EN OPERACIÓN

SISTEMA HIDRÁULICO DEL MINERODUCTOFig. 3.3


IV. DESCRIPCIÓN DE LAS ESTACIONES DE CONTROL

4.1 Estación de bombasLa estación de bombas está ubicada en la planta concentradora de Antamina al inicio del mineroducto.

La estación de bombas cuenta con cinco tanques de almacenamiento de 18 metros de diámetro por 18 metros de altura, dos destinados para zinc y tres para cobre. Los tanques de zinc pueden ser usados indistintamente mientras que los de cobre han sido predestinados para diferentes tipos de concentrados.

Existen cuatro bombas Centrífugas marca ASH de 6x6, dos destinadas para el bombeo de cobre y dos para el bombeo de zinc, normalmente trabaja sólo una bomba de acuerdo al concentrado que se esté bombeando y la otra permanece en reserva. La función de estas bombas es extraer el concentrado de los tanques de almacenamiento y mantener una presión constante de 420 KPa a la línea de succión de las bombas principales.

Se tienen cuatro bombas principales marca Wirth de 7½ x 14 del tipo pistón accionadas por un motor de 1.3 Kw para el bombeo del concentrado a través del mineroducto, normalmente deben trabajar tres de las cuatro bombas mientras la otra queda en reserva. Se considera a estas bombas, conjuntamente con los anillos disipadores como el corazón del mineroducto y su cuidado y mantenimiento son de suma importancia para garantizar la operación del sistema.

4.2. MineroductoEl mineroducto se inicia en la estación de bombas en la mina y termina en el terminal en Huarmey. El mineroducto es una tubería de acero de alta resistencia con un revestimiento interior de polietileno de alta densidad (HDPE) para proteger la tubería contra la corrosión y la abrasión. En términos generales, las velocidades en la tubería son lo suficientemente bajas (1.5 – 2.0 m/s) que no se espera que el desgaste del revestimiento sea considerable. Se ha instalado HDPE mas grueso en áreas que puedan estar expuestas a condiciones donde el fluido alcanza altas velocidades (7.0 m/s) que provoquen mayor desgaste.

El diseño hidráulico del mineroducto es tal que se requiere bombeo desde la PS1 hasta la VS1 mientras que el flujo por gravedad proporciona la fuerza de transmisión adecuada desde el VS1 Hasta el Terminal. Por lo tanto, se ha instalado una tubería de 10” entre PS1 y VS1 mientras que entre VS1 y TS1 se tiene una combinación de tuberías de 8”, 9” y 10” con la finalidad e controlar el régimen de flujo por gravedad. La tabla 4.1 resume la distribución de diámetros a lo largo del mineroducto.



4.3 Estaciones de monitoreo de presiónSe han instalado a lo largo del mineroducto, en sitios clave, estaciones de monitoreo de presión. Se instalaron cuatro estaciones (PMS1, PMS2, PMS3 y PMS4) para monitorear las condiciones intermedias en el mineroducto. Estos datos complementan los datos de presión disponibles en las estaciones de válvulas intermedias y proporcionan información que sustenta la toma de decisiones del operador.

Adicionalmente, los datos de las estaciones de monitoreo de presión (junto con las mediciones en las otras estaciones) proporcionan los datos necesarios para el sistema de detección de fugas en el mineroducto.

4. 4 Estaciones de válvulasHay cuatro estaciones de válvulas intermedias (VS1, VS2, VS3 y VS4) así como una estación de válvulas en el terminal (TS1). Estas estaciones de válvulas tienen dos funciones principales, dividir la cabeza estática durante las paradas del mineroducto y eliminar el exceso de cabeza durante la operación.

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Terminología Descripción

PS1 Estación de Bombas No 1

PMS1 Estación de Monitoreo de Presión No 1



VS1 Estación de Válvulas disipadora No 1

VS2 Estación de Válvulas No 2

VS3 Estación de Válvulas disipadora No 3

VS4 Estación de Válvulas No 4


CPS Estación de Protección Catódica

TS1 Estación Terminal disipadora No 1

Sección Diámetro

PS1 A VS1 10 NPS

VS1 a VS4 8 NPS

VS4 a PMS4 9 NPS

PMS4 a TS1 10 NPS

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TERMINOLOGÍA Y DESCRIPCIÓN DE DIÁMETROS DE TUBERÍA DEL MINERODUCTO

TABLA 4.1


Durante las paradas del mineroducto con pulpa, las estaciones de válvula dividen la cabeza estática de la parada de manera tal que el mineroducto no tenga un exceso de presión. Las válvulas se cierran en una frecuencia previamente establecida que mantiene el mineroducto lleno mientras que evita presiones por encima del diseño. Se requiere de las válvulas en las 5 estaciones (VS1, VS2, VS3, VS4 y TS1) para parar en forma segura el mineroducto.

Se han instalado anillos disipadores de presiones en VS1, VS3 y TS1 para permitir una operación estable dentro del rango de operación del mineroducto. Durante la operación a la producción de diseño con el mineroducto lleno de pulpa, las pérdidas por fricción en el mineroducto consumen la cabeza disponible desde VS1 hasta el terminal. Como tal se requiere de poco estrangulamiento. Sin embargo, el mineroducto está sobredimensionado, es decir, que es capaz de bombear más de lo que la planta concentradora produce, además se producen diferentes tipos de concentrado por lo tanto la operación es en forma de tandas (batchs) de concentrado y entre tanda y tanda se bombea agua, lo cual hará inestable el sistema obligando al continuo cambio en la cantidad de anillos disipadores en las estaciones.

La manipulación de válvulas y anillos disipadores puede causar sobrepresión en la línea antes de las estaciones, es por esa razón que se han instalado discos de ruptura como fusibles en caso de sobrepresión. Si la presión en la línea aguas arriba de la estación excede la presión limite del disco de ruptura este se romperá dejando escapar la pulpa a través de una tubería hacia unas pozas de emergencia con una capacidad de 1800 m3, construidas especialmente para recibir concentrado en casos como este. La tubería de descarga cuenta con anillos disipadores para reducir la presión de descarga.

4.5 Estación TerminalEn la estación terminal además de las válvulas y los disipadores, se cuenta con un distribuidor de concentrado que es el que distribuye la pulpa al distribuidor de Cobre o al de Zinc. Todos los equipos después del distribuidor pertenecen a las instalaciones portuarias.

La tabla 4.2 describe la ubicación y el nivel de cada una de las estaciones de todo el sistema de transporte.

Nombre de la estación

Kilómetro Cota Código de la Instalación

PS1 0 4150 0360PMS1 13.76 4475 0371PMS2 56.74 4660 0371PMS3 99.95 4275 0371VS1 125.30 3550 0372VS2 144.18 2569 0373VS3 162.12 1713 0374VS4 177.64 981 0375

PMS4 214.02 171 0371CPS1 234.42 100 0371TS1 302 63 0510


UBICACIÓN DE LAS ESTACIONES DE CONTROL DEL MINERODUCTOTABLA No 4.2


V. RANGOS DE DISEÑO DEL MINERODUCTO

El diámetro seleccionado de tubería, las cantidades de añillos disipadores y bombas dan al sistema cierta flexibilidad de operación.

5.1 Límites de Producción

La producción de diseño del mineroducto es de 300 t/h a 57% concentración en peso. La producción de contrato es 283.5 t/h a 57% de concentración en peso, con lo cual se tiene un factor de seguridad de 6%.

El diagrama del rango de operación (gráfico No 5.1) es una interpretación gráfica de la capacidad del mineroducto. Los límites superior e inferior del rango están dados por las concentraciones máximas y mínimas. El límite izquierdo esta graduado por la velocidad mínima de operación segura del mineroducto. La operación a menores velocidades podría hacer que las partículas sólidas se asienten reduciendo la capacidad de transporte. El límite derecho esta graduado por la capacidad de las bombas ( presión y potencia)

Los límites reales de operación se determinan durante la operación y el funcionamiento de los equipos, sin embargo debe en lo posible evitarse trabajar fuera de los limites teóricos.

La concentradora por lo general produce menos de: 250 t/h de concentrados de cobre bajo Bismuto, 180 t/h de alto Bismuto y 400 t/h de concentrados de zinc. Esto quiere decir que el mineroducto deberá trabajar por tandas de concentrado bombeando agua entre tanda y tanda dependiendo también de la cantidad de


DIAGRAMA DE RANGOS DE OPERACION DEL MINERODUCTOGRAFICO No 5.1


concentrado que este produciendo la concentradora. La operación arranque / parada debe evitarse debido a la posibilidad de atoro de la tubería por efectos de sedimentación.

VI. SEPARACION DE PRODUCTOS

Se espera que el mineroducto transporte por lo menos cuatro productos distintos durante su operación, de los cuales en la actualidad se producen tres de ellos. En la tabla 6.1 se listan los productos que la concentradora Antamina produce.

Producto Características

Concentrado de cobre de bajo bismuto Concentrado de cobre calcopirita que contiene menos de 220 ppm de bismuto

Concentrado de cobre de alto bismuto Concentrado de cobre chalcopirita que contiene 220 ppm o más de bismuto

Concentrado de cobre bornita Concentrado de cobre con varios miles de ppm de bismuto. Después de 5 años

Concentrado de Zinc Concentrado de esfalerita de Zinc

La separación de productos empieza en los tanques de almacenamiento, es por eso que se han destinado tres tanques para el cobre y dos para el zinc.

En términos generales, se debe bombear agua en un mínimo de una hora entre tandas de diferentes concentrados para facilitar la separación de productos en el terminal. Adicionalmente, antes de iniciar el bombeo de zinc, se inyecta durante 5 minutos agua saturada con sal lo que origina un pulso de alta conductividad. Este pulso se mide en el terminal lo cual indica la llegada inminente de una tanda de zinc y activará alarmas para evitar mezclar concentrados de cobre y zinc.

VII. FILOSOFIAS GENERALES DE OPERACIÓN Y TRANSPORTE DE CONCENTRADOS

7.1 Filosofías de Operación y Control del Mineroducto

El mineroducto de Antamina incluye los siguientes componentes:

- Estación de Bombas.

- El Mineroducto

- Estaciones válvulas disipadoras y de monitoreo de presión.

- Estación Terminal

- Sistema de Control y Adquisición de Datos (SCADA)


CONCENTRADOS QUE SE TRANSPORTAN POR EL MINERODUCTOTABLA 6.1


- Telecomunicaciones

- Sistema de suministro ininterrumpido de energía (UPS)

7.1.1 Filosofias de Operación

Se basa en el rango de operación del mineroducto de 265 – 360 t/h secas. Las operaciones en el mineroducto se pueden resumir en dos grandes grupos que se resumen en la tabla 7.1

Normales Emergencia

Llenado y drenaje del mineroducto al inicio de operaciones.

Limpieza con raspatubos del mineroducto

Parada y re-arranque del mineroducto

Continuidad del transporte

Cambio y lavado de las bombas principales

Cambio de Productos

Cambio de Tanques de almacenamiento de un mismo producto.

Concentrado fuera de especificaciones

Cambio de anillos disipadores

Operación de Tanques de almacenamiento

Operacion de bombas de carga

Sistema de mallas lineales.

Mezcla de concentrados en los tanques de almacenamiento

Falla de las Bombas principales

Falla de las bombas de carga

Sobrepresión en las bombas principales

Falla de válvulas en las estaciones intermedias

Ruptura del disco en las estaciones intermedias

Fuga en el mineroducto o ruptura de línea

Caída de tensión eléctrica en la estación de bombas principales

Pérdida de comunicaciones

Pérdida del sistema de PLC/SCADA


TIPOS DE OPERACIONES EN EL MINERODUCTOTABLA 7.1


7.1.2 Filosofías de Control Las principales variables de control en mineroducto se refieren al transporte seguro del concentrado a lo largo del mineroducto, cuidando el medio ambiente y al menor costo posible, las variables que se controla se resumen en la tabla 7.2.

CONTROL DEL PROCESO

CONTROL DEL SISTEMA DEL MINERODUCTO

CONTROL DE LOS EQUIPOS

Densidad de pulpa

Flujo de transporte

Viscosidad y tensión de corte

Alcalinidad de pulpa

Seguimiento de los concentrados

Calidad del concentrado referente a contenido de bismuto

Paradas de Emergencia

Presiones en el sistema

Monitoreo de las estaciones vía cámara

Estación de Bombas

Estación de válvulas

Estación Terminal

Telecomunicaciones

Protección catódica

7.1.3 Filosofía para el Transporte de Concentrados por el Mineroducto

Aproximadamente 90% del tiempo la producción combinada de concentrados de Cu y Zn esta por encima de 250 t/h. Las limitaciones físicas de la planta pueden combinar una producción máxima de 450 t/h de ambos productos, para esto el mineroducto tiene que ser capaz de absorber estos incrementos de producción.

Durante tiempos de baja producción el agua es usada para asegurar que el mineroducto opere en forma segura y continuada.La decisión para elegir el producto que deberá ser transportado en un determinado tiempo es influenciado en el siguiente orden prioritario:

a) Qué tipo de mineral y tonelaje está tratando la planta concentradora, de acuerdo a este punto se deduce si sólo son concentrados de Cu o Cu/Zn.

b) Qué tipo de concentrados de cobre se esta obteniendo: Cobre con alto Bismuto o Cobre bajo Bismuto.

c) Cuál es el tonelaje de ambos productos (t/h)d) Cuáles son los niveles de los tanques de almacenamientoe) Requerimientos de concentrado en el puerto, para su posterior embarque.


VARIABLES DE CONTROL EN EL TRANSPORTE DE CONCENTRADOSTabla 7.2


VIII. MONITOREO OPERACIONAL DEL MINERODUCTO (ADVISOR)

El sistema de control del mineroducto posee un sistema de monitoreo y alarmas que le permite al operador tener conocimiento de las variables más relevantes de la operación referentes al flujo por la cañería.Este sistema tiene su fundamento en ecuaciones que permiten estimar variaciones fuera de los rangos establecidos en el comportamiento del sistema.El programa recibe información “en línea”, directamente del sistema de monitoreo, (recibe información del sistema SCADA) y se procesa para comparar su comportamiento con las estimaciones teóricas.El sistema de monitoreo permite estimar el comportamiento de la línea de energía, indicando zonas que pueden presentar flujo en acueducto (slack flow) o zonas donde la presión admisible de la tubería puede presentar sobrepresiones.Es posible visualizar el avance de interfaces, en el interior de la tubería, para el manejo de los stocks en los tanques de almacenamiento. El sistema posee además una interesante modalidad, que permite detectar la posibilidad de fugas en la tubería.

A continuación se presentan algunas imágenes contenidas en el Sistema SCADA (Sistema de Control y Adquisición de Datos), que permiten el control del mineroducto, el sistema de monitoreo (pipeline advisor) está integrado (forma parte) en el sistema SCADA.

El sistema de monitoreo verifica los valores que presentan las diferentes variables, especialmente flujo y presiones, y las tendencias en el tiempo de estos valores. Adicionalmente, realiza un control de los volúmenes ingresados a la cañería, estableciendo un control de caudales.

Verifica permanentemente las pendientes de la línea de carga (gradiente de operación normal), comparando con los valores teóricos.

Verifica los gradientes de presión provocados por cambios en la operación, estableciendo “tasas de cambio (ROC)” para la presión (que tan rápido cambia la presión con un cierre o apertura de válvulas, por ejemplo).

Pantalla Principal del Sistema de Monitoreo (Pipeline Advisor):Gradiente de Operación Normal – Operación con Agua



Figura 8.1

Pantalla Principal del Sistema de Monitoreo (Pipeline Advisor):Gradiente de Operación Eventual – Transito de Interfaces Concentrado – Agua

Figura No 8.2

La figura 8.3 muestra un gráfico de tendencia histórico, en el cual se registra los cambios presentados por la presión en una estación a medida que las interfaces de agua avanzan empujando el concentrado.

Este gráfico constituye un Monitoreo de Tendencias, se puede ver el comportamiento de la presión “aguas arriba” del punto de control (línea horizontal) y el comportamiento de la presión en el tramo “aguas abajo” del punto de control.



Figura 8.3

El monitoreo de tendencias es de mayor importancia pues permite al operador visualizar si la presión (por ejemplo) presenta tendencia a disminuir, a aumentar, o a mantenerse estable. Esto permite que se tomen las acciones correspondientes con el objeto de evitar daños a las instalaciones (subir o bajar velocidad de bombas, colocar o sacar anillos disipadores, etc).El control de la Gradiente Hidraúlica para un solo elemento en el mineroducto es muy simple, sin embargo, la operación del mineroducto se vuelve compleja cuando se transporta más de 2 productos de diferentes caracteristicas (reología)

Esta pantalla de tendencia permite detectar cambios bruscos de tendencia en las variables de interés ( densidad, velocidad, presión, etc.)

La pantalla principal del sistema de monitoreo (Advisor), figuras 5.1 y 5.2 presenta un detalle de las siguientes variables que son monitoreadas en cada una de las estaciones:

En la Estación de Bombeo PS1:

Concentración en peso Cp [%]Presión de descarga [kPa]Caudal [ m3 / h ]Porcentaje de velocidad de la bomba [ % ]Estatus de la Válvula de alivio Bomba ( cerrado / abierta )

En las Estaciones de Monitoreo de presión (SM1,SM2,SM3,SM4):Presión [kPa]

En las Estaciones Disipadoras/Válvulas (EV1,EV2,EV3,EV4) y Terminal

Presión de entrada (inlet pressure)



Presión de salida (outlet pressure)Concentración en peso (Cp [%])Caudal que pasa por la EstaciónPorcentaje de apertura de las válvulasFlujo de alivio [m3 /h] (si se rompe un disco de ruptura).

Los colores indican el tipo de flujo en la tubería (agua, concentrado Cu, Zn) y se indica las presiones máximas admisibles de operación del sistema (MAOH)



IX. COMPARACIÓN ENTRE PARÁMETROS DE DISEÑO Y OPERACIONALES ACTUALES DEL MINERODUCTO

Los siguiente cuadros representan los parámetros de diseño del mineroducto y los datos operacionales como actualmente se lleva a cabo el transporte de los concentrados.

Producción de Lodos Concentrado de Cu Concentrado de ZnProducción (t/h) 248.5 204% Sólidos descarga 60 - 70 60 – 70Alcalinidad (pH) 10.5 10.5Temperatura (C) 10 10Mineralogía Chalcopirita/Bornita EsfaleritaGranulometría K (um) 30 - 55 20 - 55Gravedad Especifica 4.1 – 4.2 4.01 – 4.2

CARACTERÍSTICAS DEL CONCENTRADO

PARÁMETROS DE DISEÑO

PARÁMETROS OPERACIONALES

ACTUALESMínimo Máximo 2001 2002

Viscosidad (cp) 3.52 12.64 11.9 11.62Tensión de corte (dinas/cm2) 2.78 64.82 33.99 35.07% Sólidos 55 65 62.34 62.9Alcalinidad (pH) 10 11.5 11.07 10.98Velocidad de Transporte (m/seg) 1.52 3.65 1.59 1.61Temperatura (C) de ingreso 10 16.73 16.37Gravedad Específica

Cobre 4.2 4.13 4.08Zinc 4.2 3.99 4.0

Granulometría (K80 um)

Cobre 30 55 55.7 54.36Zinc 20 55 58 54.11

Tonelaje Máximo (t/h) 300 324.46 331.74Tonelaje de Contrato (t/h) 283.5 283.5Disponibilidad de la Estaciones de Bombas 98 % 94.97 97.06

Vida útil del mineroducto (años) 20 20Longitud (Km) 302 302


PRODUCCIÓN DE CONCENTRADOS PARA EL DISEÑO DEL MINERODUCTOTABLA No 9.1

CUADRO COMPARATIVO DE PARÁMETROS DE OPERACIÓN Y DISEÑO DEL MINERODUCTO

TABLA 9.2


Tubería

Acero comercial API –5L-X65Longitud 302 Km Diámetros 10’’ – 9’’ – 8’’Esfuerzo de fluencia 65000 psiRango máximo del flange

ANSI –1500

Factor de Diseño 0.8 de la tensión de fluencia mínima

Factor de Transiente 1.10

Revestimiento Material HDPE 0.25Tasa de desgaste 0.25 mm/año

Modelo TPK – 7 ½ * 14Máxima Presión de Descarga 25.2 MPaPresión de Descarga Operación Normal

20.6 – 22.0 MPa

Bridas de succión ANSI –150 8’’Bridas de descarga ANSI – 1500 6’’Diámetro del pistón 7 ½’’Carrera del pistón 14’’Caudal de diseño 132 m3/hrEficiencia volumétrica 93%Velocidad máxima de bomba 78 rpmFlujo Normal de Operación ( 3 bombas)

277 m3/hr

Flujo máximo 300 m3/hr

Tonelaje a transportarFlujo : 277 m3/hr57 % sólidos = 277 t/h65% sólidos = 354 t/h

Tiempo de llegada al puertoFlujo : 277 m3/hrTiempo : 45.21 hrsVolumen : 12524 m3


MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN DEL MINERODUCTOTABLA 9.3

RANGOS DE OPERACIÓN DE LAS BOMBAS PRINCIPALESTABLA No 9.4


Condición de Operación

No de Bombas

Sólidos %

Flujo/Bomba m3/hr

Presión de descarga

psi

Presión de succión

psiDiseño 3 57 100 3370 100Flujo mínimo 3 65 88 3650 100Caso 2 bombas operando

2 57 132 2800 100

TRANSPORTE COSTO US$/TON * KmAndarivel 0.320Camión 0.14Faja Transportadora 0.020Hidráulico 0.003


CAPACIDAD OPERATIVA DE LAS BOMBAS PRINCIPALES TABLA 9.5

COSTOS COMPARATIVOS PARA DIFERENTES MEDIOS DE TRANSPORTE DE CONCENTRADOS

TABLA 9.6


X. RESULTADOS OPERACIONALES

Desde el 2 de Junio del 2001, Compañía Minera Antamina S.A. marca el inicio del transporte de concentrados a largas distancias con una tecnología de punta que le permite estar a la vanguardia de los más altos estándares de producción, seguridad

y la responsabilidad del cuidado del medio ambiente. Luego de un año de operación segura se resumen en los siguientes cuadros los diferentes productos que fueron transportados al puerto de Punta Lobitos.


CUADRO ESTADÍSTICO DE TRANSPORTE DE CONCENTRADOS EN EL MINERODUCTO DE ANTAMINA

GRAFICA 10.1 y 10.2

GRAFICA No 10.2

DISPONIBILIDAD MECANICA Y OPERATIVA DEL MINERODUCTO DE ANTAMINA PERIODO 2001 – 2002

GRAFICA No 10.3


GRAFICA No 10.4



XI. Conclusiones

El transporte de concentrados a largas distancias representa una operación responsable con el cuidado del medio ambiente.

Los rangos de operación del mineroducto están en la capacidad de poder transportar la producción de la planta concentradora en forma segura hasta el Puerto Punta Lobitos considerando las campañas de altas producciones.

El sistema de monitoreo de presiones del mineroducto le permite tener un alto grado de confiabilidad de adquisición de datos de todo el sistema.

Los productos transportados tienen que ser analizados para determinar sus características reológicas, antes de iniciar el transporte de una tanda de concentrado.

El diseño del mineroducto permite tener una vida útil de 20 años de operación.

Las estaciones de válvulas y anillos disipadores le permiten a la operación el control de las presiones a lo largo del mineroducto.

Desde el arranque del mineroducto la parte de mantenimiento mecánico ha permitido dar un alto grado de disponibilidad de los equipos.

La construcción del mineroducto ha permitido llevar desarrollo a las diferentes comunidades por donde se ha realizado el trazado de la tubería convirtiéndose en un promotor de bienestar y seguridad para las poblaciones.


GRAFICA No 10.3

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