Tuberías para usos mineros: Buscando seguridad

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Gentileza Tigre-ADS

La resistencia y durabilidad de las tuberías usadas en la industria minera son fundamentales en los productos destinados a esta actividad industrial.

La tecnología está apuntando a garantizar procesos seguros de transporte de fluidos, sobre todo cuando se trata de abrasivos, como los sistemas de monitoreo de desgaste para su mantenimiento oportuno.

Los expertos destacan el desempeño de las tuberías HDPE, FRP, CPVC y de acero.

Fabiola García S.
Periodista Construcción Minera

Pese a que pueden pasar inadvertidos, los ductos para el transporte de fluidos en la industria minera son fundamentales para la ejecución de esta actividad. Las tecnologías juegan un papel relevante, de modo que la durabilidad, la resistencia a la abrasión, el mantenimiento oportuno y otros factores entran en juego a la hora de elegir los ductos apropiados.

Las faenas mineras, por su parte, cada vez requieren más de estos elementos. Ejemplo de ello es la creciente necesidad de captar el agua de mar para sus procesos, como resultado de la escasez hídrica con la que los proyectos deben lidiar. De modo que el recurso debe ser trasladado varios kilómetros desde la costa, hasta la operación, siendo las tuberías y su extensión, un ítem importante a considerar en aquellos proyectos que buscan resolver el abastecimiento de agua.

Por otra parte, los conductos están presentes en casi todo el proceso productivo. “La tubería de HDPE es muy importante en minería, ya que transporta concentrado de cobre, solución de lixiviación y relave, todas soluciones de alto valor y alto peligro de contaminación”, indican en Tehmco.

HDPE o PEAD

El polietileno de alta densidad (HDPE) es uno de los materiales más habituales. Ofrecería ventajas para el transporte de fluidos en minería, por sus características estructurales, resistencia a la abrasión y a agentes químicos superior a otros materiales, bajo peso, flexibilidad, menores costos de instalación y mantención, entre otros.

De acuerdo con Tehmco, “el HDPE es un material inerte que no reacciona con casi ningún elemento, es por eso que es resistente a la corrosión, a la incrustación, etc. Su vida útil teórica es de 50 años trabajando a la intemperie, con temperaturas de operación de fluido entre 0 y 50 grados. Para temperaturas de trabajo mayores, su vida útil disminuye”. En tanto, poseen un radio de curvatura promedio de 20 veces su diámetro, agrega.

Polytex también fabrica tuberías lisas y corrugadas. “Dadas las características del polietileno, el cual posee buenas propiedades mecánicas, gran inercia química, alta aislación eléctrica, no absorbe humedad, es inodoro y fisiológicamente inerte, podemos fabricar tuberías que presentan muy baja permeabilidad, alta resistencia química y excelente rigidez, lo que las convierte en la solución ideal y de menor costo para el transporte de líquidos presurizados (tuberías lisas) y no presurizados (tuberías corrugadas)”, indican en la compañía. Además, presentan protección contra rayos UV (2% a 3% de negro de humo) para garantizar su durabilidad ante las condiciones expuestas más extremas, agregan. Algunas de sus aplicaciones más comunes son lixiviación, conducción de aguas potables, alcantarillados conducción de aguas de mar, conducción de aguas lluvias, captación de líquidos percolados en vertederos, conducción de gas, conducción de aguas corrosivas en general, en temperaturas desde bajo cero hasta los 100 grados Celsius. Además, para garantizar su duración a la intemperie contienen un paquete de aditivos que permite su protección a la exposición de rayos UV y altas o bajas temperaturas.

Desde Tigre-ADS destacan la tubería de HDPE N-12 WT que se puede encontrar desde los 100 mm a los 1.500 mm (4” a 60”). Según su promotor, esta tubería de incluye un sistema de acople que permitiría una unión de forma mecánica sin necesidad de maquinaría adicional para una correcta instalación gracias al uso de sellos elastoméricos (garantizan una hermeticidad total en la junta). En diámetros mayores, la campana posee una doble banda de fibra de vidrio y doble gasket (goma que permite hermeticidad), lo que otorgaría una mayor resistencia al plástico en su unión. El tubo ha sido sometido a pruebas de laboratorio a una presión interna de 74 kPa, según establece la norma ASTM D3212. Asimismo, es utilizado en los drenajes de botadero, cruces de caminos, cámaras de inspección, encamisados, estanques de acumulación, protección de válvulas, derivaciones, canalización y colección de fluidos y conducción de cables eléctricos.

Tigre-ADS destaca también las tuberías de pared simple, compuestas por polietileno de alta densidad. Son corrugadas interna y externamente, su sistema de unión es por tipo de abrazadera y se encuentran desde los 100 mm a los 200 mm (4” a 8”) en rollos de 50 y 100 metros. La N-12 es otra de las tuberías mencionadas por la firma. Se encuentra disponible con y sin perforaciones desde los 100 mm a los 1.500 mm (4” a 60”), diseñada con dos paredes: una corrugada en el exterior y otra lisa en el interior, lo que permitiría una alta capacidad hidráulica. Tiene resistencia estructural y a la abrasión, lo que la haría una
alternativa al concreto y al acero, indican en la compañía. “Además esta tubería en diámetros menores es utilizada en pilas de aireación, siendo la encargada de suministrar el oxígeno a las bacterias que se encuentran atacando y disolviendo los minerales en las piedras machacadas que se encuentran en la pila”, señalan.

En Vinilit son fabricantes de tuberías (HDPE) de 20 a 1.200 mm de diámetro, resistentes a presiones nominales (PN) desde 3,2 a PN 25, a las que se suman las tuberías de dimensiones especiales fabricadas a pedido, fittings de conexión de tuberías HDPE conformados e inyectados, además de piezas especiales de HDPE, como manifolds o spools ajustados a los requerimientos particulares y específicos de cada cliente.

FRP

Desde Hobas, Bárbara Prommegger, gerente general para América Latina, destaca las tuberías FRP y su desempeño en el manejo de abrasivos. Estas están fabricadas con fibras de vidrio cortadas, resinas termoestables, como las resinas de poliéster o viniléster y agentes de refuerzo. Estos componentes están cubiertos por las resinas lo que crean una unión entre ellos. Dependiendo de los requerimientos necesarios de la tubería -rigidez, rango de presión y la resistencia química-, la pared del tubo se construye sobre la base de un algoritmo de proceso de producción controlado.

Mediante el proceso de producción por centrifugado de Hobas el espesor de revestimiento es diseñado para satisfacer la aplicación designado de resistir el lodo más dañino durante un período comparativamente largo. Los espesores suelen ser entre 1-10 milímetros. También pueden fabricarse revestimientos más gruesos si se requiere. Según la compañía, con el proceso de centrifugado de Hobas se obtiene un revestimiento con poliuretano que forma completamente parte de la tubería. “Lo más importante está relacionado con la resistencia y la durabilidad de las tuberías de lodos. En muchos casos el ambiente también juega un papel importante, por ejemplo, las fluctuaciones en la temperatura y sustancias corrosivas del suelo, así como la propia suspensión afecta el material de la tubería y puede conducir a una falla de la tubería. Todos estos factores deben tenerse en cuenta en el diseño de un sistema de tuberías para aplicaciones difíciles”, explican. Esto, porque la mayoría de los tipos de lodos de los desechos de minería son de sedimentación, es decir, comprenden partículas más gruesas y suelen tener mayores capacidades abrasivas.

Hobas, por otra parte, incorpora una tecnología de alerta temprana en las instalaciones para ayudar a determinar los intervalos de mantenimiento adecuados y así evitar fallas, mediante el envío de una alarma a un dispositivo móvil o la activación de una alarma audible y visual en el lugar. Este sistema de monitoreo que incluye sensores de abrasión y una conexión inalámbrica provee regularmente información con los parámetros relacionados al estado y funcionamiento de la tubería como el espesor del revestimiento en las posiciones críticas.

CPVC

En Vinilit, Francisco Zapata, jefe de la División Minería e Industria, destaca las tuberías de CPVC industriales. “Los sistemas de conducción de fluidos industriales fabricados a partir de polímeros de CPVC CORZAN (policloruro de vinilo clorado) satisfacen los requerimientos críticos de plantas de procesos mineros e industriales como EW-SX, de producción de ácido sulfúrico y molibdeno, tratamientos de RILES, pilas de lixiviación, entre otros ambientes agresivos”, indica. Algunas de las ventajas de las tuberías y accesorios de CPVC CORZAN serían su bajo costo de instalación, bajo o nulo mantenimiento, sistema completo, disponibilidad global, resistencia a la temperatura, presión y química (integridad mecánica), resistencia a la corrosión, incrustación y al fuego, economía costo versus beneficio. De acuerdo con el experto, esta tubería destacaría por su resistencia a la ignición (temperatura más baja en la que se genera suficiente gas combustible para que se encienda una pequeña flama externa), puesto que posee una temperatura de inflamación de 482°C, que está por sobre los 399°C a la que se inflama el PVC rígido o a los 343°C para el polietileno. También destaca su resistencia a la combustión: la tubería y accesorios se deben forzar para que se incendie debido a su alto índice de oxígeno limitado (LOI) de 60.

En cuanto a su resistencia a la intemperie, desde la compañía indican que más de 45 años de experiencia con CPVC, incluyendo varias instalaciones exteriores de larga durabilidad, demostrarían la resistencia del material. Se ha combinado el CPVC CORZAN con una concentración significativa de negro de humo y dióxido de titanio (TiO2), ambos compuestos ampliamente reconocidos como excelentes bloqueadores de rayos ultravioletas. Tampoco sufriría el ataque de hongos ya que no contiene aditivos que pudieran suministrar una fuente de nutrientes para los hongos. La superficie interior lisa proporciona pocos lugares donde se puedan instalar las bacterias y multiplicarse (estas bacterias pueden causar corrosión en sistemas de tuberías metálicas).

Por otro lado, podría soportar tres veces más la resistencia al impacto, como se define en ASTM D1784, que el CPVC estándar. Una mayor resistencia al impacto permite que la tubería se pueda cortar con mayor facilidad en los sitios de construcción, dando como resultado menores fracturas, roturas y, en última instancia, un menor índice de desperdicio. A su vez, su resistencia a la temperatura de distorsión por calor (HDT) es de 110°C, el grado más alto de acuerdo con el ASTM D1784. Esto significa que la tubería
mantendría su firmeza y apariencia.

Acero

Tenaris provee para la industria minera principalmente tubos sin costura de aceros aleados, trefilados en caliente, trefilados en frío y distensionados, empleados en barras de exploración tanto en diamantina como en aire reverso, en producción como parte de los blast hole drillings y DTH (Top Hammers), en el transporte de materiales como parte fundamental de los polines en las correas transportadoras y en los linepipe para los concentraductos y acueductos que son vitales para la operación de las faenas.

Para los ductos mineros, la tecnología disponible actualmente permite proveer tubos de aceros que combinan la alta resistencia del material, con la ductilidad necesaria para cada proyecto y las soluciones de revestimiento adecuadas para cada caso, indican.

Para la exploración, por ejemplo, la gama mayormente usada se ubica en el diámetro exterior de 3 ½ pulgadas. Mientras que los rangos de tubos utilizados para los Blast Hole Drilling de la producción van de 8 5/8” a 10 ¾” dependiendo de las exigencias del terreno. En cuanto a conducción se alcanzan diámetros exteriores de hasta 28” en tubería sin costura y hasta 100” en tubería con costura.

Según Tenaris, sus procesos garantizan un control preciso de la química de los aceros y de los tratamientos térmicos así como tubos con excelente rectitud, propiedades mecánicas óptimas y tolerancias dimensionales estrechas.

Estos son algunos de los productos para el transporte de fluidos en la minería y sus tecnologías relacionadas en los procesos de fabricación para su durabilidad y resistencia en la conducción de abrasivos.

Estructura de la pared de los tubos FRP*

1. Capa protectora exterior.
2. Capa reforzada exterior (fibra de vidrio, resina termoestable).
3. Capa intermedia de transición (fibra de vidrio, resina termoestable, arena).
4. Capa central – Núcleo (arena, resina termoestable, fibra de vidrio).
5. Capa intermedia de transición.
6. Capa reforzada interior.
7. Capa impermeabilizante.
8. Capa de resina pura interior.

* Representación esquemática, en la realidad hay una transición continua entre las capas en la construcción de la pared de la tubería.

Post Author: Fabiola Garcia Sanders