Alto estándar ambiental en Codelco División Ventanas

El montaje de equipos complejos, sumado al desarrollo de ingeniería local, y la aplicación de materiales especiales en losas, pedestales, entre otras áreas, fueron parte de los retos técnicos de tres proyectos implementados por el gigante minero.

Codelco División Ventanas acaba de concluir uno de los más grandes proyectos ambientales de su historia. Desafíos técnicos en montaje de equipos de complejas dimensiones, la implementación de una cadena logística para llegar con los plazos sin detener los procesos de la refinería y fundición, junto con un peak de 1.200 trabajadores, plasmaron años de intensos desarrollos de ingeniería y construcción para cumplir con la nueva normativa medioambiental. 

Se invirtieron US$156 millones solo en mejoras ambientales en 12 proyectos de alto estándar, debido a que la nueva normativa que regirá en plenitud a partir de diciembre de 2018, exige el abatimiento de SO2 y arsénico, llegando a niveles de captura del 95 por ciento.

Planta de gases

Uno de los principales proyectos fue la construcción de la Planta de Tratamiento de Gases de Cola, donde se realiza el procesamiento de gases resultantes de la producción de ácido sulfúrico y su abatimiento de SO₂, “consistente en una torre empacada de dos etapas, la cual realiza la oxidación y absorción del gas con peróxido de hidrógeno, de tal forma de producir un ácido de 60%, el cual es retornado a la Planta de Ácido”, indica Pierina Andrei, Ingeniera Jefa de este proyecto de Codelco División Ventanas.

El reactivo utilizado para el proceso es peróxido de hidrógeno al 50% de concentración, cuyo objetivo es fijar el S0₂ residual contenido en los gases de salida de la Planta de Ácido y disminuir las emisiones remanentes de dicha planta. Con ello se logra abatir material particulado y porcentaje de gases sulfurosos que aún podrían traer los gases, antes de salir a la atmósfera.

Las instalaciones constan de una torre lavadora de gases, estanques secundarios de mezcla, y recuperación de peróxido, sumado a la recepción del lavado de los gases, el cual es bombeado a estaques acumuladores como paso previo a su derivación a la Planta de Riles. 

La empresa Nexxo asumió el contrato de construcción tipo EPC. “La logística constructiva requirió precisión y coordinación especial, tanto por los plazos comprometidos, como por su interacción con áreas de operación de la Planta de Ácido”, comenta Roberto Bernal, Administrador de Contratos de Nexxo S.A.

Un desafío fue la diversidad de materiales que componen la planta, ya que sumado a los tradicionales usos de hormigón armado para las fundaciones y accesos, acero para la estructura soportante y plataformas operacionales; se emplearon materiales como losetas de material antiácido para el piso y pedestales de equipos, estanques y equipos en HDPE y FRP con barreras antiácido; piping en acero inoxidable, HDPE y FRP/PP; debiendo incorporarse tecnologías específicas para la fabricación, soldadura y montaje de cada uno de estos materiales.

El proceso constructivo se realizó en dos frentes, mientras se realizaban las excavaciones y preparativos para los hormigones, en taller y maestranza se realizaba la fabricación de las estructuras soportantes y plataforma operacional de la torre, que alcanzaron las 200 ton de acero.

Se continuó con el prearmado y montaje. “Al ser los equipos principalmente estanques de gran peso y volumen, el uso de grúas de distinta capacidad, se hizo intensivo dentro del proyecto; así como las maniobras de tailing y tándem con dos grúas con el objeto de verticalizar y montar los equipos de mayor dimensión, que por efecto de transporte se deben trasladar en forma horizontal”, detalla Roberto Bernal. Las grúas fueron de alta capacidad de levante (250 ton) y alta extensión de brazo (65 metros), con el objetivo de posicionar en altura los componentes de la planta y las estructuras prearmadas en piso.

La mayoría de los equipos principales, incluyendo la torre, fueron recepcionados en Chile en el Puerto de Quintero, desde allí, el transporte de éstos fue otro reto, ya que por sus dimensiones y pesos, “éste debió realizarse sobre camiones especiales articulados de múltiples ejes con accionamiento hidráulico independiente de sus ruedas. Esto con el objeto de sortear las irregularidades en las vías de circulación internas que llevan al punto de almacenamiento y montaje”, complementa Roberto Bernal.

Gases secundarios

Un segundo proyecto fueron las compuertas de las campanas secundarias del convertidor Teniente y de los convertidores Pierce Smith (CPS), cuya función es captar las emisiones fugitivas que no son absorbidas por las campanas primarias del convertidor Teniente o de los CPS. 

“En el caso de la campana del convertidor Teniente, su principal cualidad técnica es ser una campana abierta y curva, la cual permite, aun cuando está abierta, captar los gases cuando existe retorno de líquido al convertidor Teniente”, indica Myriam Sánchez, Ingeniera Jefa de este proyecto en Codelco Ventanas. 

Estas compuertas fueron fabricadas en acero estructural (ASTM A36 ó A42-27ES) y en acero para mecanizado (SAE 1045 Y SAE 4140), con adición de planchas de acero que actúan como escudo térmico a la radiación, fabricadas de acero refractario AISI 310.

“Las campanas cuentan con tres compuertas, la superior fija y dos móviles de dimensiones 7×4 metros cada una, con un peso de 14 toneladas. Se desplazan por rieles curvos soportados en estructuras de la misma geometría que entregan una caída y cierre por sobre el horno convertidor Teniente”, detalla Roberto Bernal de Nexxo.

Por sus dimensiones debieron transportarse por secciones, en camiones ramplas tipo cama normal y baja, siendo prearmadas en un lugar colindante a su montaje definitivo. El uso de grúa de mediana capacidad (65 toneladas) fue requisito para efectuar este prearmado ya que por los pesos y posiciones de las partes involucradas su manipulación fue compleja. Las compuertas se montaron en paños prearmados, así como los rieles de rodado laterales, los cuales contenían los sistemas de eje y ruedas que posibilitaron el desplazamiento de las compuertas móviles.

Campana de escoria

Una tercera mejora ambiental, diseñada por especialistas de División Ventanas, fue la campana que cumple la función de captar los gases fugitivos provenientes de la sangría de escoria del Convertidor Teniente.

“Esta campana se posiciona sobre la olla que recepciona la escoria fundida, captando las emisiones fugitivas generadas en este punto del proceso de la fundición de cobre. Una vez que se completa el llenado de la olla, la campana se retira realizando un giro en 180° para permitir el cambio de receptáculo”, detalla Miryam Sánchez. 

“La campana tiene un diámetro de 4.100 mm, un brazo de 6.800 mm de largo y una columna central de soporte de acero de 4.580 mm, anclada a la fundación a través de 20 pernos de anclaje Ø 1 5/8”. 

La fundación está construida sobre 12 micropilotes de  6.500 mm. El giro en 180° es realizado a través de una junta rotatoria horizontal de acero ASTM A216, junto con una unidad oleohidráulica que permite el accionamiento de un motor hidráulico”,  finaliza Myriam Sánchez.