Proyecto consistió en realizar la ingeniería para un sistema de transporte de pulpa con finos de mineral de hierro mediante un sistema de bombeo desde dos lagunas de retenciones, hasta la planta de concentración de mineral de hierro de Ferrominera Orinoco, ubicada en Palúa, Estado Bolívar, Venezuela. La ingeniería contempló el diseño de los sistema de tubería, selección de las bombas, diseño de los tanques de rebombeo, Potón o barcazas que se utilizarán para dragar las lagunas, soportes de las tubería, sistema eléctrico de alimentación de las bombas y sistemas de control.
La documentación entregada y que contempla la ingeniería fueron:
- Memorias de cálculo de cada sub-sistema.
- Especificaciones técnicas de los diferentes sub-sistemas y equipos.
- Cómputos Métricos de cada sub-sistema, según las partidas establecidas.
- Listas de materiales.
- Planos de arreglos generales y de detalles.
Descripción General del Sistema.
El sistema de bombeo de pulpa de finos de hierro desde la Laguna de Acapulco
hasta la planta de concentración, está formado por cinco (5) bombas conectadas
en series (Figura 1), donde la bomba B4 fungirá como draga y se colocará
mediante una barza (o pontón) en la Laguna Acapulco del sector A o el sector B,
según sea la que se esté explotando.
El sistema funcionará de
dos maneras, según el sector de la laguna que se esté explotando (Figura 2). Cuando
se explota la Laguna Acapulco sector B, la bomba B4 (alimentada mediante un
generador Diesel) hace un dragado de la misma y envía la pulpa al tanque donde
está la Bomba B5, la cual a su vez lleva la pulpa hasta el tanque donde está la
bomba B1 y así sucesivamente hasta los tanques de las bombas B2 y B3. La bomba
B3 será la encargada de llevar la pulpa, desde este último tanque, hasta la
planta justo al tanque de concentración, pasando previamente por un grupo de
hidrociclones encargados de extraer el agua a la pulpa.
Figura 2. Esquema de bombeo de pulpa hasta la planta de concentración.
La
otra forma de operar el sistema es cuando se explota la Laguna Acapulco del
sector A, donde el pontón, la bomba B4 y generador deben ser trasladado en éste
sector. Al igual que el caso anterior, la bomba B4 fungirá de draga, la cual bombeará
la pulpa hasta el tanque donde está la bomba B1, que a su vez llevará la pulpa
hasta el tanque donde está la bomba B2, y el proceso continúa igual al descrito
cuando se explota la Laguna de Cola del sector B. Cabe destacar que si la
planta interrumpe su funcionamiento, la pulpa se direcciona a una laguna de
retención que servirá de almacén de material que posteriormente puede ser
manipulado de igual forma como se opera actualmente, es decir, se deja secar el
mineral y se extrae con maquinaria hasta llevarlo a la corea trasportadora.
En cada tanque se ha
colocado un sistema de recirculación a fin de garantizar la agitación del
fluido en caso de que se detenga el sistema en algún punto; además, en caso de
que se detengan las bombas por falla eléctrica u otro inconveniente, las
tubería podrán drenarse por gravedad para evitar que la pulpa precipite en
ellas.
El sistema se diseña para manejar un flujo mínimo de pulpa de 100 m3/h
(máximo 166,55 m3/h), con una concentración máxima de 60% y una
densidad media de 2300 kg/m3 usando tuberías de polietileno de alta
densidad (HDPE) y mangueras flexibles en la zona de dragado.
Herramientas de Diseño Utilizadas.
Para el diseño del pontón, tanques de re-bombeo, sistema de soporte de las tuberías, entre otros, se utilizaron herramientas de elementos finitos para verificar mediante simulación mecánica el estado de esfuerzo a que son sometidos los diferentes componentes del sistema, así mismo se verificaron sus modos de vibración mediante análisis modal. La Figura 3 y 4 muestran ejemplo de algunos resultados obtenidos en la simulación del pontón y tanques de re-bombeo, respectivamente.
Figura 3. Muestra de lo que fue el análisis de esfuerzo bajo la condición de carga de arrufo.
Figura 4. Muestra del análisis de esfuerzo bajo una de las condiciones de cargas de diseño.
Los sistemas no mecánicos, como son: la ingeniería civil, electricidad y control; fueron desarrollados por un grupo de trabajo de gran experiencia.
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