Válvulas para minería: Aplicaciones bajo control

Gentileza Codelco
Gentileza Codelco

Las válvulas son componentes importantes en la industria minera ya que están presentes en las distintas fases del proceso, drenaje y abastecimiento de fluidos.

Ya sea para el manejo de pulpa, gases o líquidos, pueden cumplir funciones de corte, aislamiento, retención, regulación, alivio y seguridad.

Automatización, seguridad y resistencia son algunos de las características que están predominando en la oferta de estos componentes.

Fabiola García S.
Periodista Construcción Minera

En el mercado existen muchos tipos de válvulas con diferentes funciones y formas de operar. Si bien el objetivo de las válvulas consiste en regular el flujo de las distintas sustancias, hoy ofrecen características que suman atributos en temas de resistencia, durabilidad, seguridad, automatización y tecnología.

Desde Metso explican que en términos generales las válvulas para minería se clasifican en:

- Manejo de pulpa: pulpa de cobre-molibdeno-slurry (tipo cuchillo-knife valve & pinch).
– Manejo de líquidos: agua, PLS, ILS, refino, aditivos (tipo bola, v-ball, butterfly y globo).

Es decir, están presentes en las áreas de procesamiento de minerales y también en lo relacionado al drenaje y al abastecimiento de agua.

Otra de las divisiones generales para las válvulas es en cuanto a su función. En esta línea existen las válvulas de:

- Aislamiento: interrumpen el flujo de la línea en de forma total y cuando es preciso.
– Retención: impiden que el flujo retroceda hacia la zona presurizada cuando esta decrece o desaparece.
– Regulación: modifican el flujo en cuanto a cantidad, desviarlo, mezclarlo o accionarlo de forma automática.
– Seguridad: utilizadas para proteger equipos y personal contra el exceso de presión.

Respecto de su transporte, logística e instalación en la obra, la válvula debe estar protegida y en su embalaje original. Durante su manipulación e instalación, se recomienda utilizar cinchas que no dañen en los revestimientos. El proceso deberá ser ejecutado por personal capacitado. Cada válvula posee su propio diseño de ingeniería y su instalación depende de las indicaciones del fabricante.

Una vez instaladas se debe verificar si hay fugas mediante el ultrasonido o diferencias de cargas eléctricas u otro método.

A continuación, una mirada a algunas de las válvulas destacadas por el mercado.

Válvula neumática
Tecnología 1
La válvula neumática de compuerta de doble disco de Tons Per Hour se utiliza en el sistema de planta de energía de ceniza seca y en el transportador de descarga. También se utiliza como un interruptor en las tuberías de medios abrasivos. La presión nominal de operación es de 1,0 MPa, su temperatura adaptativa de 200ºC y la presión de aire de 0,6 MPa.
Después del cierre, la válvula se sellará en todas las direcciones. El cuerpo central de la válvula es soldada con acero WCB y tubo de acero sin costura. Sin ningún tipo de obstrucción, el orificio de esta válvula cuenta con plena circulación acompañada de un dispositivo de soplado automático. La válvula tendría una alta resistencia al desgaste, buen rendimiento al cierre, poca carga de arranque y menos bloqueo por ceniza.

Automatización
Tecnología 2Desde Grupo Cuñado Chile, Eugenio Vildósola, gerente de FMS (Flow Management Solutions) indica que en términos de monto dólar las válvulas más utilizadas son las de cono lubricado, de bola de servicio severo, de cuchillo pasante, mariposa HP, plásticas, pinch y válvulas revestidas, todas ellas tanto manuales como automáticas, en materiales tradicionales y exóticos.
En los últimos años han habido algunas mejoras tecnológicas en válvulas de cono lubricado, siendo las dos más importantes el sistema de “Balanceo de Presión Protegido” desarrollado por la empresa Serck-Audco de Inglaterra, el cual evita que la pulpa minera se introduzca en los orificios de balanceo de presión, lo que podría ocurrir en los demás diseños de válvulas de este tipo, explica.

La segunda mejora tecnológica importante es el “Sistema Automático de Inyección de Sellante”, indica Vildósola. “En el pasado, las operaciones de inyección de sellante se hacían en forma manual, con los consiguientes problemas asociados: personal de mantenimiento dedicado a esta operación, potenciales ‘olvidos’ con las consiguientes consecuencias para las válvulas, falta de adecuada inyección de sellante, cambio accidental o intencionado del tipo de sellante, mala operación de las válvulas, etcétera”, grafica. “Todos estos problemas se han eliminado con la inclusión del Sistema Automático de Inyección de Sellante, el cual automatiza este proceso basado en el número de operaciones o en el tiempo, el cual se puede programar en el controlador incluido en el sistema.

Con la incorporación de este sistema, el personal de mantenimiento sólo debe preocuparse de cambiar las latas de sellante cuando el controlador avise que esta operación es necesaria. Esto lo hace mediante una alarma local que además se puede cablear al sistema de control central DCS o PLC”, añade Vildósola.

Válvulas más seguras
Tecnología 3Rodrigo Villablanca, gerente comercial en Ayagon presenta FlexiDrive, un mecanismo que permite operar válvulas con volante a distancia, especialmente diseñado para manejar estos componentes en espacios cerrados, peligrosos, en lugares contaminados o inaccesibles.
Consta de dos estaciones unidas por un cable de accionamiento lineal, un equipamiento que habilita válvulas y cualquier otro dispositivo de forma remota. Podría ser aplicada en cualquier válvula o dispositivo operado por volante, en petróleo, gas, minería y plantas procesadoras de químicos, o cualquier otra aplicación industrial. También permitiría su funcionamiento bajo el agua y con cualquier condición climática.
El sistema de cable entregaría el torque adecuado para la mayoría de las situaciones de válvulas manuales y lo transmitiría a la válvula. El comando de distancia a una válvula sería posible a más de 60 metros de la estación del operador. El sistema flexible del cable ofrecería hasta 540º de curvas en su recorrido. Su promotor indica que es libre de mantenimiento y adaptable a cualquier válvula convencional.

Asimismo, se posibilita la instalación del cableado a través de muros, pisos y paneles acorde a las normas y requerimientos de la industria. Este montaje precisa de un ensamblado final y de la aprobación de ingenieros calificados.

Sin interrupciones
Tecnología 4
Desde la compañía Red Valve destacan las válvulas Flexgate® que se encuentran frecuentemente en los sistemas de relaves, especialmente con diámetros más grandes. Combinaría las mejores características de las válvulas de pellizco y de compuerta de cuchilla y sería resistente a la abrasión para aplicaciones con alto porcentaje de materias sólidas sin interrupciones. Provee una apertura total sin obstrucción y un cerrado hermético bidireccional. Cuando la cuchilla pasa por los anillos el cuerpo de la válvula y los asientos se purgan y limpian, permitiendo que la válvula cierre totalmente.
Los anillos controlan la compresión de la cuchilla, evitando los problemas de desnivel en el desgaste o exceso de torsión de operaciones comunes en otros tipos de cuchillas para lechadas. Su diseño también previene que el material se escape de la válvula, reduciendo los peligros ambientales y de seguridad.

En cuanto a su instalación el fabricante recomienda realizar su montaje en posición completamente cerrada, usar solo los tornillos de longitud correcta con un apriete uniforme y engrasar bien la válvula.

Las válvulas de cuchilla para lodos y lechadas se pueden usar en aplicaciones ON-OFF en las que las válvulas no se activan con frecuencia. También se eliminan los problemas de corrosión u obstrucción en el asiento o el cuerpo de la válvula por humedad de la lechada.

En tanto, las válvulas de control tipo pellizco tienen mangas de forma cónica para aplicaciones de estrangulamiento. Estas mangas están diseñadas para tener un flujo inherentemente lineal, que dan como resultado velocidades de flujo directamente proporcionales a la cantidad de viaje de la manga durante la carrera de la válvula bajo condiciones de presión y de caída de presión constantes. Las válvulas de control con características de flujo lineal se especifican para el control de nivel de líquidos y para aplicaciones de control de flujo con incrementos constantes, explica su promotor.

La compañía también ha desarrollado el Limitador de Flujo Serie TFO®, diseñado para ayudar a eliminar la cavitación en las válvulas de control. Es un elastómero de apertura variable que induce contrapresión. Conforme sube del rango de flujo, la caída de presión en el TFO aumenta en un patrón casi-lineal y no exponencialmente como sucede en las placas de orificio. Este comportamiento distintivo del TFO proporciona características de flujo variable y un desempeño superior al del limitador de placa de orificio, para eliminar la cavitación en aplicaciones de caída de alta presión y de descarga atmosféricas.

Durabilidad y resistencia
Tecnología 5Según Eduardo Mendoza, gerente comercial de Ebro Stafsjö Valves Chile, las válvulas con mayor demanda en minería son las tipo mariposa, cuchillo (guillotina) y retención.
En cuanto a las válvulas de guillotina, se aplican en pulpa mineral, como también en los sistemas de aguas residuales, entre otros. En las aplicaciones donde las válvulas de corte alcanzan sus límites físicos y mecánicos se utilizan estas válvulas de guillotina de gran calidad, explica su promotor. Entre las válvulas de este fabricante sueco está el modelo SLV fabricado desde DN 50/2” hasta DN 900/36”. Serían de bajo mantenimiento, sencilla sustitución de los asientos, bidireccionales y con fiabilidad de servicio.
Respecto a su instalación sería “sencilla en tuberías gracias a las juntas de brida integradas y al diseño bidireccional”, indica su promotor. “Unos mínimos espacios muertos y un paso completo aseguran un flujo óptimo”, añade.

Controlador inteligente de válvula
Tecnología 6
En Metso señalan que la tecnología está enfocada al elemento de control tanto para las válvulas on-off como las moduladas. Bajo una tecnología no intrusiva a través de panel local para su parametrización, fácil mantención y diversidad de protocolos de comunicación. En la compañía destacan la serie Smart, que se enfoca a la mantención predictiva. Entre los sistemas de la serie Smart está Neles® ND9000, un controlador inteligente de válvula diseñado para operar en cada actuador de la válvula de control y en todas las áreas de la industria. Funciona mediante un algoritmo de control especial que ajusta el desempeño de la válvula en tiempo real. El microprocesador incorporado y el firmware son capaces de reducir la variabilidad del proceso global en hasta un 50% en comparación con los controles de válvulas montadas con sistemas analógicos estándar.

Este aparato mejoraría la calidad del producto final, en todas las condiciones operativas con diagnósticos únicos y características de rendimiento.

De acuerdo con su promotor es de fácil instalación y configuración. El mismo dispositivo podría ser utilizado para válvulas lineales y rotatorias, actuadores de doble y simple efecto; la función de calibración de un punto permitiría el montaje sin perturbar el proceso; y la calibración sería rápida; además incluiría una amplia selección de kits de montaje para actuadores tercer partido.

Algunas de sus características técnicas son: circuito motorizado, no necesita fuente de alimentación externa, adecuado para válvulas lineales y rotatorias. Conexiones del actuador de acuerdo con VDI / VDE 3845 y normas IEC 60534-6. Montaje empotrado en actuadores seleccionados. Acción: doble o simple efecto. Gama de viajes: lineal; 10-120 mm / 0,4-4,7 en giratorio; 45-95 grados. Rango de medición: 110° con giro libre del eje de retroalimentación.

Post Author: Fabiola Garcia Sanders