Fenómenos transitorios en el diseño de una línea de impulsión – caso Minera La Zanja

Abstract

El transporte de agua desde sus fuentes hacia la zona requerida puede realizarse por gravedad o por bombeo, en ambos casos se busca cubrir la demanda de agua en proyectos de irrigación, consumo humano e industrial. Minera La Zanja cuenta con dos yacimientos de extracción, Pampa Verde y San Pedro Sur, con un total de 17 414 000 toneladas de mineral, con una ley promedio de oro y plata de 0.88 y 6.60 g/TM respectivamente y un total de onzas de oro producidas de 325 174. El mineral será lixiviado y procesado en una Planta de adsorción, desorción y regeneración de carbón, obteniendo como producto final anual de 100 000 onzas de oro y 200 000 de plata, la inversión se ha estimado en US $ 50 millones. Para conseguir los beneficios planteados los procesos mineros necesitan un caudal total máximo de 48.9 l/s de los cuales 20 l/s lo recibe del reservorio Bramadero y los restantes 28.9 l/s serán abastecidos por la línea de impulsión Pisit – Bramadero, en este contexto el sistema de bombeo debe garantizar el suministro del caudal déficit. El propósito de la presente tesis es resaltar la incidencia del flujo transitorio en el diseño de la línea de impulsión que extrae agua del río Pisit y la transporta al reservorio Bramadero, con la finalidad de cubrir el déficit histórico de minera La Zanja. Se aplica un análisis hidráulico basado en modelos inerciales para evaluar los transitorios en conductos cerrados, empleando datos del perfil de la línea de impulsión y del conjunto motor bomba. El software KYPipe se emplea en el modelamiento hidráulico, el procedimiento considera un análisis del sistema en flujo permanente para obtener las presiones de operación y otro en flujo transitorio como consecuencia del corte de suministro eléctrico y parada abrupta de la electrobomba, este flujo en régimen transitorio es evaluado considerando dos escenarios, sin y con elementos de protección. También se presenta el estudio de venteo que evita las acumulaciones de aire en la línea y la separación de columna de agua, el software ARIavCAD se emplea para ubicar y dimensionar las válvulas ventosas dentro de la tubería de impulsión. Los resultados de presiones extremas máximas y mínimas obtenidas del análisis transitorio sin considerar elementos de protección fueron muy superiores a la presión de operación siendo necesario sobredimensionar la resistencia del material de la tubería aumentando en exceso los espesores de este. Considerando los elementos de protección como la válvula anticipadora de onda, la válvula control de bomba y las ventosas, se logra reducir las presiones máximas y controlar las depresiones hasta límites que garanticen una operación segura y un sistema eficiente

The transport of water from its sources to the required area can be done by gravity or by pumping, in both cases it is sought to cover the demand for water in irrigation, human and industrial consumption projects. Minera La Zanja has two extraction sites, Pampa Verde and San Pedro Sur, with a total of 17,414,000 tons of ore, with an average gold and silver grade of 0.88 and 6.60 g/MT respectively and a total of ounces of Gold produced from 325 174. The ore will be leached and processed in a coal adsorption, desorption and regeneration plant, obtaining as annual final product of 100,000 ounces of gold and 200,000 of silver, the investment has been estimated at US $ 50 millions. To achieve the benefits raised, the mining processes need a maximum total flow of 48.9 l/s of which 20 l/s receives it from the Bramadero reservoir and the remaining 28.9 l/s will be supplied by the Pisit - Bramadero drive line, in this context the pumping system must guarantee the supply of the deficit flow. The purpose of this thesis is to highlight the incidence of transient flow in the design of the impulse line that extracts water from the Pisit River and transports it to the Bramadero reservoir, in order to cover the historical deficit of the La Zanja mining company. A hydraulic analysis based on inertial models is applied to evaluate the transients in closed ducts, using data from the profile of the drive line and the pump motor assembly. The KYPipe software is used in hydraulic modeling, the procedure considers an analysis of the system in permanent flow to obtain the operating pressures and another in transient flow as a result of the power supply cut and abrupt stop of the electric pump, for this flow in regime Transitory are evaluated in two scenarios, without and with protection elements. The venting study that avoids the accumulation of air in the line and the separation of the water column is also presented, the ARIavCAD software is used to locate and size the suction valves inside the supply pipe. The results of maximum and minimum extreme pressures obtained from the transitory analysis without considering protection elements, were much higher than the operating pressure, being necessary to oversize the resistance of the pipe material by excessively increasing its thicknesses. Considering the protection elements such as the wave anticipating valve, the pump control valve and the suction cups, it is possible to reduce the maximum pressures and control the depressions to limits that guarantee a safe operation and an efficient system