Un nuevo reconocimiento, el más importante en materia de innovación a nivel nacional, sumó Neptuno Pumps. Esto, gracias a la revolucionaria solución implementada en Los Pelambres para aumentar la capacidad de bombeo de agua.
Tan exitoso en materia de reconocimientos,como por losbeneficios que genera enoptimización de recursos ysustentabilidad, ha resultadopara Neptuno Pumps el sistema de bombas centrífugas verticales de alta eficiencia para agua de proceso aplicado en Minera Los Pelambres, diseñadoy fabricado íntegramente en su planta de Iquique, en la Región de Tarapacá.
A la larga lista de galardones que ya suma esta empresa creada hace 42 años en el norte del país se agregó recientementeel Premio Nacional a la Innovación Avonni 2014, en la categoría Minería y Metalurgia. “Tenemos la convicción que en Chile ya existen empresas capaces de enfrentar los grandes desafíos de la minería mundial y esperamos ser un ejemplo de ello poniendo toda nuestra energía y pasión en desarrollar soluciones de bombeo eficientes, innovadoras y sustentables”, señala a Minería Total Petar Ostojic, project & product manager de Neptuno Pumps. El ejecutivo destaca que “haber obtenido el reconocimiento más importante en materia de innovación del país nos ha permitido cerrar el círculo en cuanto a la validación nacional e internacional de nuestros sistemas de bombeo eficientes para la minería, puesto que este mismo proyecto ya había ganado un importante premio como ‘Innovacióntécnica del año’ en los Pump Industry Awards 2013, en el Reino Unido”.
Mayor Bombeo
Pero, ¿cómo surge la idea de desarrollar esta solución, que ha dado tan buenos resultados tanto a Los Pelambres como a la propia Neptuno Pumps? Ostojic cuenta que la minera de Antofagasta Minerals buscaba aumentar su capacidad de bombeo de agua reciclada, sin la necesidad de reemplazar su instalación de cañerías de impulsión de 60 km y 32”de diámetro. También, disminuir el consumo eléctrico del sistema así como las emisiones de gases invernadero. El sistema de bombeo de agua recuperada existente consistía en dos estaciones fijas, con una capacidad de potencia instalada de 20.700 hp, diseñadas inicialmente para una capacidad de bombeo (caudal) total de 950l/s. Cada estación estaba equipada con seis bombas verticales de turbina con una altura dinámica total (TDH) de 390 y 382 m, respectivamente, y motores con potencia de 1.500 hp.“Después de un completo estudio de ingeniería concluimos que ambas estaciones operaban con un caudal más bajo que el originalmente concebido, fuera del punto de diseño y a la izquierda del de mejor eficiencia (Best Efficiency Point, BEP), interceptando las curvas en 910 y 935 l/s, respectivamente, y ambas con la misma baja eficiencia de 69%, es decir, operando bajo una condición de alta carga mecánica. Esta situación dañaba el equipo y generaba un alto costo operacional debido al consumo excesivo de energía, y con altas emisiones de CO2 al ambiente”, recuerda. Además, el análisis que realizaron también mostraba que el sistema de tuberías podía incluso soportar un aumento de capacidad de aproximadamente 16%, pudiendo alcanzar los 1.100 l/s. “Para conseguir esto concluimos que la mejor opción era instalar un nuevo sistema de bombeo, con un menor número de equipos nuevos de mayor caudal, que alcanzaran las condiciones requeridas de operación con una mejor eficiencia y con una intervención relativamente reducida en las estaciones”, explica.
Solución a la Medida
Lo anterior llevó a los expertos de Neptuno Pumps a repensar completamente el sistema de bombeo y a partir de diseños mecánicos e hidráulicos, validados por softwares de última generación en simulación de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) yAnálisis de Elementos Finitos (FEA), y asistidos por modernas tecnologías de manufactura, como impresión 3D, fundición de precisión y mecanizado CNC, diseñaron y fabricaron íntegramente en sus instalaciones un equipo que se ajustaba completamente a las necesidades de la aplicación. Lo anterior resultó ser la bomba vertical tipo turbina Neptuno Pumps VTP850X, la que consideró un diseño especial de rodete radial con una gran altura de impulsión por etapa, apropiado para los puntos de operación de cada una de las estaciones, alcanzando una altura máxima de 507 m con solo siete etapas y consiguiendo un 80% de eficiencia en el BEP. Ostojic destaca que esta solución a la medida de Los Pelambres le significó a la minera varias mejoras técnicas y económicas, como la estandarización y reducción en un 33% de los equipos en operación en ambas estaciones, lo que permitió utilizar el espacio liberado para la instalación de unidades stand-by, aumentando así la disponibilidad y confiabilidad del nuevo sistema de bombeo. “Más aún, este nuevo modelo cruzó la curva del sistema en su punto de mayor eficiencia, con un caudal de 1.194 l/s, proporcionando un 9% más que el esperado originalmente por el cliente”, resalta. Adicionalmente, este diseño de bomba de alta eficiencia también permitió reutilizar los motores de 1.500 hp en la primera estación, requiriendo sólo el cambio de motores de 2.000 hp en la segunda, lo que redujo además la inversión inicial para el proyecto. Las bombas rediseñadas en ambas estaciones proporcionaron un incremento en la capacidad de bombeo de 31% y 25%, respectivamente, y una reducción en el consumo de energía de 34% y 20%, en cada caso, lo que representó un ahorro total de US$ 1.197.460. A eso se suma la disminución en las emisiones de CO2 a la atmósfera de un 14%, equivalente a 7.000 ton, lo que representa aproximadamente 700.000 árboles. Y todo eso sin la necesidad de intervenir ni cambiar los 60 km de cañería de impulsión de 32” existente.
Insumo Crítico
A juicio de Ostojic, este desarrollo de Neptuno Pumps tiene especial relevancia porque está relacionado con el mejor aprovechamiento de uno de los insumos críticos que tiene la minería, como es el agua. “La minería nacional se caracterizapor contar con algunos de los sistemas de bombeo más grandes del mundo, los que representan entre el 25%y el 32% del total de energía consumida por motores eléctricos en estas faenas, los que generalmente operan fuera de su punto de mayor eficiencia”, indica. Así, esta innovación permitió mejorar de manera integral estos problemas, aumentando la capacidad de bombeo de agua de proceso, mejorando la eficiencia energética del sistema y disminuyendo las emisiones de CO2 a la atmósfera. Esto permite que las compañías mineras optimicen sus recursos y desarrollen sus procesos de manera sustentable.
Futuro
En cuanto a la proyección que tiene esta solución, pensando en otros mercados mineros importantes a nivel mundial, Ostojic señala que le ven un gran futuro, tanto a nivel nacional como internacional. “Nuestro primer objetivo es demostrar a nuestros clientes el gran potencial de ahorro energético y de disminución de emisiones de CO2 que existe en sus sistemas de bombeo, y cómo nuestro enfoque innovador de diseño, ingenieríay manufactura integral les puede permitir operar sistemas eficientes, confiables y sustentables”, añade.