Codelco División Ventanas: Mejoras ambientales

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Tres proyectos que demandaron gran precisión en el montaje de equipos, ingeniería chilena hecha a la medida, junto con la aplicación de materiales especiales en losas, pedestales, piping, entre otros, fueron  parte de los desafíos técnicos de este coloso minero. Estos son solo una parte de los doce proyectos que buscan subir el nivel del cuidado ambiental de la refinería estatal.

Paula Chapple C.
Periodista Construcción Minera & Energía

Codelco Ventanas acaba de concluir uno de los más grandes proyectos ambientales de su historia. Importantes retos técnicos en montaje de equipos de grandes dimensiones, logística extrema para cumplir con los plazos sin detener los procesos de la refinería y fundición, junto con un peak de 1.200 trabajadores, agrupados en 17 empresas contratistas, completaron años de intensos desarrollos de ingeniería y construcción.

Se invirtieron US$ 156 millones solo en temas ambientales, que decantaron en 12 proyectos, pues la nueva normativa que rige, exige abatir SO2 y arsénico, llegando a niveles de captura del 95%. “También incurrimos en gastos asociados a humos de refino e incorporamos el tratamiento de los gases de cola de la planta de ácido. Actualmente, estamos en un 95,8% – 96% de captura. Esperamos llegar a un 96%”, señala José Sanhueza, gerente general de División Codelco Ventanas.

En materia logística y de construcción, “implementar las mejoras ambientales implicó un desafío tremendo, tomando en cuenta que debíamos ejecutar la construcción de los proyectos con la fundición operando”, comenta José Sanhueza.

A su vez, “tuvimos que ser muy eficientes en la planificación, para llegar al cumplimiento de la norma. Estábamos muy apretados con los plazos para estos 12 proyectos que desarrollamos casi en paralelo”, señala el ejecutivo de Codelco Ventanas. Revista Construcción Minera & Energía se adentró en tres de los doce proyectos. Un nuevo estándar para esta división de la estatal.

Planta Gases Cola
Una de los grandes proyectos de Ventanas fue la construcción de la Planta de Tratamiento de Gases de Cola, donde se realiza el procesamiento de gases resultantes de la producción de ácido sulfúrico y su abatimiento de SO2, “consistente en una torre empacada de dos etapas, que realiza la oxidación y absorción del gas con peróxido de hidrógeno, de tal forma de producir un ácido de 60% que es retornado a la Planta de Ácido”, indica Pierina Andrei, Ingeniera Jefa de este proyecto de Codelco División Ventanas.

El reactivo utilizado para el proceso, es peróxido de hidrógeno al 50% de concentración, cuyo objetivo es fijar el SO2 residual contenido en los gases de salida de la Planta de Ácido y disminuir en forma considerable, las emisiones remanentes de dicha planta. Con ello, se logra abatir material particulado y porcentaje de gases sulfurosos que aún podrían traer los gases, antes de salir a la atmósfera.

Las instalaciones de esta planta constan de una torre lavadora de gases, estanques secundarios de mezcla, y recuperación de peróxido, así como recepción del lavado de los gases, el cual es derivado, a través de un sistema de bombeo, a estaques acumuladores como paso previo a su derivación a la Planta de Riles. También, la instalación consta de una planta de almacenamiento y distribución de peróxido; una sala eléctrica que comanda la potencia y el control de la planta.

La empresa especialista Nexxo, a través de la Gerencia de Obras y Montajes, asumió el contrato de construcción, tipo EPC, de la planta de gases, con una dotación promedio de 170 colaboradores, en 12 meses. “La logística constructiva requirió precisión y coordinación especial, tanto por los plazos comprometidos, como por su interacción con áreas de operación de la Planta de Ácido”, comenta Roberto Bernal, Administrador de Contratos de Nexxo S.A.

Un desafío especial lo representó la diversidad de materiales que componen esta planta, ya que, sumado a los tradicionales usos de hormigón armado para las fundaciones y accesos, junto con acero para la estructura soportante y plataformas operacionales, se emplearon otros materiales como losetas de material antiácido para el piso y pedestales de equipos, estanques y equipos en HDPE y FRP con barreras antiácido; piping en acero inoxidable, HDPE y FRP/PP; debiendo incorporarse tecnologías específicas para la fabricación, soldadura y montaje de cada uno de estos materiales.

“La planta se posicionó sobre bases diseñadas y confeccionadas en módulos continuos de fundaciones donde la Planta de Tratamiento de Gases de Cola, y el Proyecto de Cambio de la Torre de Absorción (K-5) quedan confinados en superficies continuas, con pendientes para el escurrimiento de eventuales derrames hacia los fosos de contención, todo rodeado por pretiles que ayudan a la contención de estos, alcanzando los 790 m3 de hormigón y 181 toneladas de acero de enfierradura”, indica el profesional de Nexxo.

El proceso constructivo se realizó en dos frentes en paralelo, mientras en terreno se realizaban las excavaciones y preparaciones de terreno para la adición de los hormigones, en taller y maestranza se realizaba la fabricación de las estructuras soportantes y plataforma operacionales de la torre, que alcanzaron las 200 toneladas de acero.
Con las estructuras ya en terreno, y las fundaciones terminadas “se comenzó el proceso de pre-armado y montaje de éstas, con el objeto de optimizar las maniobras de uso de grúa que debieron compatibilizar los espacios disponibles con los volúmenes de montaje. Al ser los equipos principalmente estanques de gran peso y volumen, el uso de grúa, de distinta capacidad, se hizo intensivo dentro del proyecto; así como las maniobras de tailing y tandem con dos grúas con el objeto de verticalizar y montar los equipos de mayor dimensión que, por efecto de transporte, se deben trasladar en forma horizontal”, detalla Roberto Bernal.

Las grúas de montaje debieron ser de alta capacidad de levante (250 t) y de alta extensión de brazo (65 metros) con el objetivo de posicionar en altura los componentes de la planta y las estructuras pre-armadas en piso.
Todos los elementos y equipos, estanque, bombas, torre y piping, que están en contacto con ácido, en sus diferentes composiciones y concentraciones, están preferentemente fabricados con FFR y HDPE, los cuales son, a su vez, protegidos con una película interior resistente que está en contacto con el ácido.

Para el caso del peróxido, todos sus componentes, incluyendo estanques de almacenamiento, piping y sistema de válvulas, fueron construidos en acero inoxidable AISI 316 L, que ha demostrado ser técnicamente el mejor material para asegurar su manejo.

La mayoría de los equipos principales incluyendo la torre, fueron recepcionados en Chile en el Puerto de Quintero, desde allí, la logística de transporte de los equipos constituyó otro reto dentro del proyecto, ya que por sus dimensiones y pesos, “éste debió realizarse sobre camiones especiales articulados de múltiples ejes con accionamiento hidráulico independiente de sus ruedas. Esto con el objeto de sortear las irregularidades en las vías de circulación internas que llevan al punto de almacenamiento y montaje”, comenta Roberto Bernal.

División Ventanas: Mejoras Ambientales - Construcción Minera & Energía N°26

Campana escoria
Una segunda mejora ambiental, cuyo diseño fue realizado por especialistas de División Ventanas, con el soporte técnico de ingenieros especialistas nacionales, fue el de la campana que cumple la función de captar los gases fugitivos provenientes de la sangría de escoria del Convertidor Teniente.

“Esta campana se posiciona sobre la olla que recepciona la escoria fundida, captando las emisiones fugitivas generadas en este punto del proceso de la fundición de cobre.  Una vez que se completa el llenado de la olla, la campana se retira realizando un giro en 180° para permitir el cambio de receptáculo”, detalla Miryam Sánchez, Ingeniera Jefa de este proyecto en Codelco Ventanas.

Los gases capturados pasan a un sistema de filtrado de gases (filtros de mangas). El conjunto de mangas que se encuentran en su interior, filtran los gases y capturan el polvo que los gases contienen. Posteriormente, a través de un mecanismo de limpieza de las mangas, se descarga el polvo retenido hacia una válvula rotatoria y luego es transportado neumáticamente hacia un silo, donde finalmente se realiza el ensacado del polvo. El gas limpio es conducido a través de ductos hacia la chimenea existente de la Fundición.

“La campana tiene un diámetro de 4.100 mm, un brazo de 6.800 mm de largo y una columna central de soporte de acero de 4.580 mm, la cual es anclada a la fundación a través de 20 pernos de anclaje Ø 1 5/8”. La fundación está construida sobre 12 micropilotes de  6.500 mm. El giro en 180° es realizado a través de dos elementos principales; una junta rotatoria horizontal de acero ASTM A216, junto con una unidad oleohiráulica que permite el accionamiento de un motor hidráulico de 13.500 Nm”, detalla Myriam Sánchez.

La campana realiza dos movimientos; uno horizontal y otro vertical. El movimiento horizontal tiene un desplazamiento en 180° para permitir el cambio de ollas. Los componentes tales como; una junta rotacional, un ducto de 700 mm de para la conducción de los gases, un brazo pivoteante, una columna rotacional, un piñón corona, un motor hidráulico permiten realizar este desplazamiento. “El movimiento vertical tiene por objeto levantar los faldones de la campana, para evitar interferencias con la olla y gancho en el desplazamiento horizontal. Los seis cilindros hidráulicos del sistema, permiten levantar o bajar los respectivos faldones”, señala la profesional de Codelco.

El procedimiento está equipado con un sistema de control central (PLC), que configura los desplazamientos de la campana. El operador, a través de un panel local, define según la etapa del proceso de sangrado, la acción que requiere realizar con la campana.

Gases secundarios
El tercer desarrollo implementado por División Ventanas fueron las compuertas de las campanas secundarias del Convertidor Teniente y de los Convertidores Pierce Smith (CPS), que cumplen con la función de captar las emisiones fugitivas que no son absorbidas por las campanas primarias del Convertidor Teniente o de los CPS.

“En el caso de la campana del Convertidor Teniente, su principal cualidad técnica es que es una campana abierta y curva que permite, aun cuando está abierta, captar los gases cuando existe retorno de líquido al Convertidor Teniente”, indica Myriam Sánchez.

Estas compuertas fueron fabricadas en acero estructural (ASTM A36 o A42-27ES) y en acero para mecanizado (SAE 1045 Y SAE 4140), con adición de planchas de acero que actúan como escudo térmico a la radiación que son fabricadas de acero refractario AISI 310. “Las campanas cuentan con tres compuertas, la superior fija y dos móviles de dimensiones 7×4 metros cada una, con un peso de 14 toneladas. Se desplazan por rieles curvos soportadas en estructuras de la misma geometría que entregan una caída y cierre por sobre el horno Convertidor Teniente”, detalla Roberto Bernal de Nexxo, empresa que también estuvo a cargo de las obras y montaje de las piezas, con 65 colaboradores en un plazo de 12 meses.

Por sus dimensiones, debieron transportarse por secciones, en camiones ramplas tipo cama normal y baja, siendo prearmadas en un lugar colindante a su montaje definitivo. El uso de grúa de mediana capacidad (65 toneladas) fue requisito para efectuar este pre-armado ya que por los pesos y posiciones de las partes involucradas su manipulación fue compleja. “El montaje se realizó dentro de la nave de fundición en una detención de planta programada, que permitió, por un corto período, disponer del horno para intervenirlo, reforzando las fundaciones que recibirían las columnas principales, para ello se confeccionó enfierradura de refuerzo, empleando encofrados modulares y hormigones H30 R3 para acelerar al máximo la posibilidad de montaje de las estructuras soportantes”, destaca Roberto Bernal.

Las compuertas se montaron en paños completos pre-armados, así como los riles de rodado laterales, los cuales contenían los sistemas de eje y ruedas que posibilitaron el desplazamiento de las compuertas móviles.

En plena operación se encuentran los 12 proyectos ambientales de la División con miras a rebajar sus emisiones. El gigante ambiental de Codelco Ventanas estrena un nuevo rostro.

Post Author: cmineracdt