Bombas y válvulas: Luchando contra la gravedad

Los sistemas de impulsión se han convertido en una infraestructura cada vez más relevante para la minería, debido a la necesidad de abastecer hídricamente faenas distantes de la costa y a alturas que pueden superar los 3.000 msnm.

A través de la construcción de plantas desalinizadoras, las compañías mineras buscan satisfacer su demanda hídrica, considerando la cada vez mayor competencia que existe en torno a las aguas  continentales.

Sin embargo, la utilización de agua de mar implica una serie de complejidades técnicas, incluso antes de pensar en su forma de uso en los procesos industriales: cómo trasladar el recurso hídrico hasta faenas, que en el caso de la gran minería en Chile, suelen ubicarse no sólo a varios  kilómetros de la costa, sino que más complejo aún,  a alturas relevantes.

Sebastián Errecaborde, gerente general de Techint, comenta que “en promedio, podemos decir que las operaciones mineras chilenas están a 3.000 msnm y a 100-180 kms de la costa. En términos relativos, los ductos que proveen agua a la minería chilena no son los más extensos; hemos construido ductos de más de 1.000 kms de largo para la industria del petróleo & gas. Sin embargo, la característica distintiva de estos ductos es que tienen grandes diferencias de altura y caudales importantes, por ende, grandes presiones de operación en diámetros considerables de tubería”.

Dinámico mercado

Recientemente Codelco adjudicó a un consorcio, liderado por Marubeni Corporation y conformado, además, por Transelec y Techint Chile, el proyecto de desarrollo, construcción y operación de una planta desalinizadora y su infraestructura complementaria para suministrar agua a las divisiones Chuquicamata, Radomiro Tomic y Ministro Hales.

La iniciativa considera una planta de desalinización con una capacidad de diseño inicial de 840 l/s, con potencial de expansión a 1.956 l/s, que incluye las obras marítimas, un sistema de impulsión de agua que recorrerá más de 160 kilómetros, con tuberías y la infraestructura eléctrica necesaria para bombear el agua a más de 3.000 metros de altura.

De esta manera, la estatal se suma a las mineras que han optado por la desalación en Chile, un mercado que en la visión de Waldo Lopez, gerente de desarrollo de negocios de Agua de Acciona “es competitivo y con actividad permanente en las distintas fases de desarrollo: hay proyectos en estudio, otros en licitación, otros en construcción y en operación. Por dar algunas cifras, hoy se producen más 5.000 l/s y hay otros 4.000 l/s en proyectos, en distintos grados de avance; por lo tanto, el mercado de la desalación es muy dinámico, a pesar de que para materializar los proyectos pueden pasar varios años”.

En el ámbito de los sistemas de impulsión, el ejecutivo considera que “sucede algo parecido, con el matiz de que las complejidades geográficas, las exigencias de los clientes y el número de competidores es más reducido. En resumen, hay bastantes expectativas de que el mercado de suministro de agua proveniente del mar seguirá creciendo, ya que es una alternativa de suministro seguro, que permite no entrar en conflicto con las aguas continentales, que debieran tener como prioridad el consumo humano y la conservación de los ecosistemas”.

Reto técnico

Para Sebastián Errecaborde, diseñar y construir sistemas de impulsión “desde el nivel del mar hasta más de 4.000 msnm (caso particular de algunas compañías mineras en Chile) es un gran desafío técnico. De esta manera, elegir el trazado óptimo, las quebradas correctas, hacer un buen balance de movimiento de suelos, trabajar en pendientes (a veces mayores a 45°) con tuberías de gran tonelaje, garantizar altos estándares de seguridad a los trabajadores durante la etapa de construcción, ser eficientes en la logística, así como asegurar la confiabilidad de la operación una vez instalado, no es tarea fácil”.

Considerando esta realidad, “estos proyectos se abordan contando con equipos humanos especializados, con la experiencia y los recursos necesarios. Por último, la elección de la estrategia de contratación correcta, por parte de los mandantes, también será clave, en consideración del mercado, las capacidades de supervisión y la designación de riesgo que estratégicamente beneficie de mejor manera a cada proyecto en particular”, menciona el ejecutivo.

En esa línea, Errecaborde, resalta que en Techint “dedicamos gran esfuerzo de ingeniería en la etapa de diseño de los sistemas de impulsión. La experiencia nos ha enseñado que las decisiones en etapas tempranas son las más importantes y las que mayor impacto tienen. Es por ello que ponemos mucha atención en elegir el trazado óptimo y buscar la eficiencia para el proyecto de manera integral, considerando tanto la etapa de construcción como la de operación”, destacando la experiencia de la compañía en la construcción de más de 550 ductos alrededor del mundo.

Confiabilidad y diseño

Consultado por los factores que deben ser considerados al momento de diseñar y desarrollar un sistema de impulsión, el gerente general de Techint señala que en materia de medioambiente y comunidades “es importante hacer un riguroso estudio de impacto ambiental, para una correcta toma de decisiones en las etapas tempranas de selección de trazados y soluciones técnicas. El desafío es que los diseños tempranos no limiten las oportunidades de constructibilidad del constructor”.

Respecto de la operación de un sistema de impulsión, “la confiabilidad del activo es lo más importante. El sistema de impulsión provee agua a la mina, por lo que el usuario final necesita poder contar con este recurso estratégico. Para ello, es fundamental contar con un diseño simple y robusto, construido con altos estándares de calidad”, resalta el ejecutivo, quien agrega que “otros factores claves son los costos, plazos de ejecución, seguridad, riesgos, consumo de energía y horas de mantenimiento”.

Considerando la relevancia y exigencias que afronta este tipo de infraestructura, Waldo Lopez, de Acciona, agrega que al momento de diseñar y desarrollar un sistema de impulsión “son muchos los factores que influyen, como por ejemplo, el trazado, las alturas de impulsión, materialidad, revestimiento de la tubería (si aplicase), número y capacidades de las estaciones de bombeo, etc. Lo importante es hacer un dimensionamiento que permita absorber las variaciones de caudal y los requerimientos de mediano largo plazo”.

Eficiencia como eje

Ante el desafío de abastecer a consumidores industriales ubicados a grandes distancias de la costa y a alturas relevantes, el gerente de desarrollo de negocios de Agua de Acciona menciona que “los tecnólogos abordamos este reto buscando la eficiencia en Capex y Opex, brindando una solución equilibrada que permita hacer una inversión minimizada, garantizando la seguridad operacional en el largo plazo”.

En ese contexto, el ejecutivo advierte que el principal costo de operación en un sistema de impulsión “es el consumo de energía eléctrica. Aquí hay un techo tecnológico dado por la propia física, por mucho que se innove, la altura geográfica que se genera entre el punto de origen y destino no se puede cambiar. Sin embargo, para lograr la eficiencia, se busca seleccionar del mercado los equipos electromecánicos que tengan la mayor eficiencia, y por otro lado, se diseña normalmente el sistema buscando el diámetro de tubería óptimo, lo que se llama en ingeniería hidráulica ‘cálculo del diámetro económico’, que busca, tal como dice el nombre, la mayor economía para los puntos de funcionamiento, teniendo siempre en cuenta la seguridad e integridad del sistema”.

Su visión es complementada por Sebastián Errecaborde, quien recalca que “ser eficientes en el consumo energético es esencial. Chile hoy tiene una gran oportunidad, ya que ha desarrollado mucho su mercado energético y los costos de energía han bajado drásticamente. La capacidad y ubicación de las estaciones de bombeo también es importante,  al igual que las pérdidas de cargas friccionales dentro de los ductos. Además, hay actividades de la operación que hoy se pueden hacer de manera remota e integrada, gracias a la incorporación de tecnologías avanzadas”.

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