Chile se encuentra inmerso en una gran crisis hídrica hace más de 10 años, siendo la zona norte del país la más afectada [1]. La actividad minera, también localizada principalmente en el norte de país, está asociada al consumo de elevadas cantidades de agua para su funcionamiento. En la Región de Antofagasta, Minera Escondida Limitada (MEL) construyó la planta desalinizadora más grande de Latinoamérica, finalizada en 2017. Esta planta, llamada Escondida Water Supply (EWS), actualmente aporta con el 62% de los requerimientos hídricos de la mina La Escondida, propiedad de MEL [2]. Una vez tratada el agua salada en la planta, esta debe ser trasladada hasta la mina, ubicada a 178 Km de distancia y 3332 m.s.n.m. Para esto, el sistema cuenta con 2 circuitos de tuberías, las cuales se encuentran expuestas a diversos factores que pueden alterar su integridad, tales como la corrosión interna y externa, sedimentación, desastres naturales y otros. Para asegurar su funcionamiento adecuado y no comprometer su importante aporte hídrico, es necesario mantener un protocolo estricto de mantención, el cual aún no se ha desarrollado.
El objetivo de esta memoria es generar un sistema de gestión de integridad a partir de estrategias de mantenimiento que aseguren la integridad de las condiciones físicas de las tuberías de EWS, además de analizar el comportamiento de las pérdidas de carga y evaluar si es necesario utilizar dispositivos para la limpieza interna de estas.
El sistema de impulsión está compuesto por dos tuberías de acero al carbono de 42” de diámetro y cada una se compone de cuatro estaciones de bombeo de alta presión, ubicadas en paralelo. Ambas líneas viajan desde el puerto El Coloso, Antofagasta, donde se ubica la planta desalinizadora, hasta un reservorio común en Minera Escondida limitada. En cada estación de bombeo se pueden encontrar: estanques de balance de agua, bombas de alta presión, líneas de recirculación, válvulas de control y flujómetros. Además, existen válvulas entre las estaciones, las cuales pueden ser de retención, drenaje o venteo, siendo estas últimas de especial importancia en el sistema de tuberías [3].
Los principales problemas que afectan la integridad de las tuberías y el óptimo funcionamiento de las líneas son la corrosión (interna y externa) y las pérdidas de carga, que están determinadas por múltiples factores.
Para evaluar la corrosión interna se utilizaron los siguientes elementos: cupones de corrosión, probetas resistencia de polarización lineal, análisis químico y bacteriológico del agua y robot e video-inspección. Las condiciones internas de las tuberías se estudiaron mediante análisis de precipitación de sedimentos en los filtros y pérdidas de carga del sistema entre estaciones.
Con los controles ejecutados en EWS y normas establecidas, se elaboraron planes de mantenimiento con el fin de indicar de forma clara la frecuencia y controles necesarios para garantizar la durabilidad y también mitigar factores que afecten a su integridad.
El control de la corrosión externa está basado en un revestimiento externo y el sistema de protección catódica. Se evaluó la condición externa de las tuberías mediante las siguientes técnicas: Inspección visual, Medición de espesores por UT(ultrasonido), técnicas CIPS y DCVG.
Se implementaron planes de mantenimiento con frecuencias y actividades con controles ya ejecutados en EWS, y también se incluyeron nuevas actividades para asegurar la integridad externa de la tubería como: Prueba de tensión Holiday y Mantenimiento de los elementos del sistema de protección catódica, estos ayudarán a verificar las condiciones en la que se encuentra y, además ayuda a proteger al sistema de protección catódica de posibles fallas de algunos de sus elementos. El sistema protege a las tuberías en los lugares donde el revestimiento ha fallado, actuando como la segunda línea de defensa contra la corrosión tras el revestimiento externo en tuberías enterradas.
Las pérdidas de cargas, que pueden ser estáticas o dinámicas, se establecieron mediante la creación de un perfil hidráulico. Los factores que determinan la pérdida de carga son la rugosidad, corrosión, falla de revestimiento, obstrucciones al paso del flujo y filtraciones, entre otros. Complementariamente se realizó un análisis de costos operacionales y la relación costo-efectividad de realizar un proceso de limpieza interna de forma periódica (PIG), el cual fue desestimado debido al bajo costo que implican las condiciones actuales de pérdida de carga entre los distintos tramos.
Proyecto
Chile se encuentra inmerso en una gran crisis hídrica hace más de 10 años, siendo la zona norte del país la más afectada [1]. La actividad minera, también localizada principalmente en el norte de país, está asociada al consumo de elevadas cantidades de agua para su funcionamiento. En la Región de Antofagasta, Minera Escondida Limitada (MEL) construyó la planta desalinizadora más grande de Latinoamérica, finalizada en 2017. Esta planta, llamada Escondida Water Supply (EWS), actualmente aporta con el 62% de los requerimientos hídricos de la mina La Escondida, propiedad de MEL [2]. Una vez tratada el agua salada en la planta, esta debe ser trasladada hasta la mina, ubicada a 178 Km de distancia y 3332 m.s.n.m. Para esto, el sistema cuenta con 2 circuitos de tuberías, las cuales se encuentran expuestas a diversos factores que pueden alterar su integridad, tales como la corrosión interna y externa, sedimentación, desastres naturales y otros. Para asegurar su funcionamiento adecuado y no comprometer su importante aporte hídrico, es necesario mantener un protocolo estricto de mantención, el cual aún no se ha desarrollado.
El objetivo de esta memoria es generar un sistema de gestión de integridad a partir de estrategias de mantenimiento que aseguren la integridad de las condiciones físicas de las tuberías de EWS, además de analizar el comportamiento de las pérdidas de carga y evaluar si es necesario utilizar dispositivos para la limpieza interna de estas.
El sistema de impulsión está compuesto por dos tuberías de acero al carbono de 42” de diámetro y cada una se compone de cuatro estaciones de bombeo de alta presión, ubicadas en paralelo. Ambas líneas viajan desde el puerto El Coloso, Antofagasta, donde se ubica la planta desalinizadora, hasta un reservorio común en Minera Escondida limitada. En cada estación de bombeo se pueden encontrar: estanques de balance de agua, bombas de alta presión, líneas de recirculación, válvulas de control y flujómetros. Además, existen válvulas entre las estaciones, las cuales pueden ser de retención, drenaje o venteo, siendo estas últimas de especial importancia en el sistema de tuberías [3].
Los principales problemas que afectan la integridad de las tuberías y el óptimo funcionamiento de las líneas son la corrosión (interna y externa) y las pérdidas de carga, que están determinadas por múltiples factores.
Para evaluar la corrosión interna se utilizaron los siguientes elementos: cupones de corrosión, probetas resistencia de polarización lineal, análisis químico y bacteriológico del agua y robot e video-inspección. Las condiciones internas de las tuberías se estudiaron mediante análisis de precipitación de sedimentos en los filtros y pérdidas de carga del sistema entre estaciones.
Con los controles ejecutados en EWS y normas establecidas, se elaboraron planes de mantenimiento con el fin de indicar de forma clara la frecuencia y controles necesarios para garantizar la durabilidad y también mitigar factores que afecten a su integridad.
El control de la corrosión externa está basado en un revestimiento externo y el sistema de protección catódica. Se evaluó la condición externa de las tuberías mediante las siguientes técnicas: Inspección visual, Medición de espesores por UT(ultrasonido), técnicas CIPS y DCVG.
Se implementaron planes de mantenimiento con frecuencias y actividades con controles ya ejecutados en EWS, y también se incluyeron nuevas actividades para asegurar la integridad externa de la tubería como: Prueba de tensión Holiday y Mantenimiento de los elementos del sistema de protección catódica, estos ayudarán a verificar las condiciones en la que se encuentra y, además ayuda a proteger al sistema de protección catódica de posibles fallas de algunos de sus elementos. El sistema protege a las tuberías en los lugares donde el revestimiento ha fallado, actuando como la segunda línea de defensa contra la corrosión tras el revestimiento externo en tuberías enterradas.
Las pérdidas de cargas, que pueden ser estáticas o dinámicas, se establecieron mediante la creación de un perfil hidráulico. Los factores que determinan la pérdida de carga son la rugosidad, corrosión, falla de revestimiento, obstrucciones al paso del flujo y filtraciones, entre otros. Complementariamente se realizó un análisis de costos operacionales y la relación costo-efectividad de realizar un proceso de limpieza interna de forma periódica (PIG), el cual fue desestimado debido al bajo costo que implican las condiciones actuales de pérdida de carga entre los distintos tramos.
