MINERODUCTOS

MINERODUCTOS CARACTERÍSTICAS GENERALES

Es un transporte continuo de materiales sólidos de diferentes pesos específicos (carbón 1.40, fierro 4.90, cobre 4.30, calizas 2.70, etc.) de tamaños menores de 0.1 a 6 mm por medio de líquidos en forma de pulpa a través de una tubería (mineroducto) y con la ayuda de bombas o de la gravedad.

Las condiciones para implantar este tipo de transporte hidráulico son:

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Un mínimo tonelaje-kilómetro.

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Disponibilidad de agua industrial y utilización final.

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Larga vida del proyecto.

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Inexistencia de otros sistemas de transporte competitivos .

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Inalterabilidad de la sustancia sólida a transportar.

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Preparación mecánica necesaria del material para su transporte.

VENTAJAS DEL USO DE MINERODUCTOS

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Un impacto ambiental mucho menor, a estar enterrados en su mayor longitud.

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Alta disponibilidad y automatización.

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Poca sensibilidad ante los agentes atmosféricos (heladas, vientos, calor, etc.).

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Menor distancia de transporte al admitir fuertes pendientes.

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Gran reducción de costos en función al tonelaje a transportar y tiempo de vida.

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Ser capaz de garantizar la continuidad de las operaciones en condiciones climáticas que pueden ser muy adversas durante el invierno, atravesando zonas de nevadas, avalanchas de material que pueden restringir el transporte. etc.

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Debido al alto riesgo de actividad sísmica y presiones del sistema, la tubería debe estar equipada con equipos de monitoreo de presión, válvulas automáticas de alta presión de mando remoto, sistema de alivio de

sobrepresiones y pozas de emergencia para probables derrames de concentrado, así como contar con planes de respuesta para emergencias. CONSIDERACIONES DE SELECCIÓN Previo al establecimiento de cualquier criterio de selección, es necesario efectuar ensayos de laboratorio y de planta piloto a fin de posibilitar su utilización.

El criterio de selección más importante es el análisis económico comparativo de este sistema frente a otras alternativas (ferrocarril, fajas transportadoras, etc.).

También influye la flexibilidad geográfica, la seguridad y protección del medio ambiente, las limitaciones técnicas (velocidades, suministro de agua, separación final sólido-líquido, uso final del agua, etc.).

DISEÑO DE MINERODUCTOS

El análisis de un proyecto deberá comenzar por la determinación de los siguientes grupos de características:

a.- Características físicas del material sólido

Se tomará en cuenta el peso específico, resistencia al desgaste, triturabilidad, forma y tamaño de las partículas, características de los finos en suspensión, estabilidad química, etc.

b.- Características físicas y químicas del líquido

Se tomará en cuenta el peso específico, viscosidad, corrosividad, estabilidad química, etc.

c.- Características físicas del compuesto o mezcla Viscosidad, estabilidad química, efecto de la temperatura y presión sobre la viscosidad, velocidad de sedimentación, velocidades críticas y límites, efecto de la agitación, etc.

d.- Datos de diseño

Distancias entre estaciones, desniveles, perfil topográfico, diámetros a utilizar en la tubería, producción, caudales, pérdida de carga por rozamientos, potencia requerida de las bombas, presión máxima en las bombas y en la tubería, tipos de bombas, protecciones, equipos e instalaciones en las estaciones de carga y descarga, etc.

CONSTRUCCIÓN DE UN MINERODUCTO

CORRIENTE ELÉCTRICA

DEFINICIÓN

Es el paso de la electricidad (forma de energía) de un punto a otro por medio de un conductor, cuando entre ambos puntos existe una diferencia de potencial. Dos cuerpos cargados de igual clase de electricidad se repelen al ser aproximados uno al otro. Se atraen si uno de ellos es negativo y el otro positivo. La corriente eléctrica se manifiesta por los siguientes fenómenos: -

El conductor atravesado por corriente eléctrica desprende calor.

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La corriente eléctrica produce en torno al conductor un campo magnético.

Electricidad: Es una forma de energía. Se produce cuando se frotan entre sí dos cuerpos, o por otras causas y manifiesta su acción por fenómenos mecánicos (atracciones, repulsiones), luminosos (emisión de chispas), fisiológicos (conmociones nerviosas) y químicos (descomposición de ciertos cuerpos).

Corriente Alterna: Es aquella en que el sentido del movimiento de las cargas o electrones se invierten periódicamente, o sea que un mismo polo es positivo, negativo, positivo, y así sucesivamente, a un ritmo de 100 a 120 veces por segundo. Es generado por un alternador.

Corriente Continua: Es aquella en que la dirección o polaridad de la corriente es siempre la misma y surte efectos constantes. Uno de los conductores transporta siempre la energía hacia el lugar requerido (polo positivo) y el otro hacia el generador (polo negativo), cerrando el circuito de alimentación.

Acumuladores eléctricos: Pueden ser considerados como una pila reversible, o sea capaz de recargarse un número indefinido de veces por un fenómeno contrario al de la descarga. Son aparatos o instalaciones apropiadas para acumular energía eléctrica con objeto de cederla posteriormente. Los acumuladores más usados son:

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Acumuladores de plomo o ácido.- Cada uno de sus elementos consisten en dos placas de plomo que se bañan en una solución de ácido sulfúrico de densidad comprendida entre 24 y 28 grados BAUME (areómetro, instrumento cuya mayor o menor flotabilidad en un líquido depende de la densidad de éste y que convenientemente graduado, permite medir no solamente la densidad, sino también el grado de concentración de la dilución). Cuando estas placas se conectan con los polos de un manantial de corriente continua la placa positiva absorbe oxígeno y se forma en ella peróxido de plomo, mientras que la negativa recibe hidrógeno que elimina el oxígeno por reducción, quedando solamente plomo esponjoso.

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Acumulador de ferroníquel o alcalino.- Las placas positivas son de níquel y las negativas de cadmio y hierro, y el electrolito es una solución de potasa. Estos acumuladores son mucho menos pesados y voluminosos y requieren pocos cuidados. Su tensión es de solo 1.25 voltios por elemento y la energía recuperable es superior a la que dan los acumuladores de plomo.

Generador, generatriz Es un aparato productor de energía eléctrica por transformación de otra fuente de energía. El alternador (corriente alterna) y el dínamo (corriente contínua) son los principales generadores de corriente eléctrica.

OBTENCIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

La electricidad se obtiene en las CENTRALES ELÉCTRICAS,

por medio de

generadores que aprovechan la forma de energía requerida. Toda central hidroeléctrica consta de un manantial de energía, aparatos motores (ejemplos turbinas), alternadores y una estación transformadora que eleva la tensión de la corriente para facilitar su transporte.

Central Hidráulica o Hidroeléctrica.- En estas centrales se aprovecha la energía cinética del agua dejándola caer sobre los alabes de una turbina hidráulica. Existen tres tipos principales de turbinas hidráulicas: Las de PELTON para saltos muy grandes (de 200 a cerca de 2,000 metros), funciona con agua a elevada presión que desciende por conducciones forzadas sobre los alabes o paletas en forma de concha. Las de FRANCIS para alturas menores de 200 metros. Las de KAPLAN para saltos de 5 a 15 metros.

Central Eólica.- Se funda en el mismo principio de los molinos de viento. Consiste en un aerogenerador (generador de energía eléctrica constituido por un aeromotor o turbina de viento acoplada con un dinamo o alternador) cuya energía es proporcional al cubo de la velocidad del viento.

Central Geotérmica.- Es una central térmica movida por los vapores subterráneos de las regiones volcánicas; los vapores se captan con tuberías y se inyectan directamente en las turbinas a temperaturas de 200 ºC.

Central Heliotérmica.- Aprovecha la energía solar.

Central Térmica.- Produce energía eléctrica a partir de la energía calorífica desprendida por la combustión de carbón, gas, aceite u otros combustibles.

Central Mareotríz.- Es una central hidráulica movida por el agua de mar en zonas de mareas bastante grandes.

Central Nuclear.- Es una central térmica en la cual el calor necesario para vaporizar el agua proviene de la desintegración de los átomos de Uranio en un reactor nuclear (aparato o instalación en la cual se desintegra en cadena una materia fisil – puede experimentar la fisión o rotura-).

Energía solar.- Que se convierte con fotopilas o pilas solares

Radiactividad.- Utilizando isótopos radiactivos dispuestos en el seno de un bloque de molibdeno.

REDES DE DISTRIBUCIÓN

El objeto de las redes eléctricas es la distribución de la energía procedente de las centrales productoras, que pueden estar emplazadas en el mismo lugar de utilización, o en otros muy distantes, en cuyo caso es conducida hasta el centro consumidor por largas líneas de transporte. El conjunto de las distintas líneas unidas entre sí forman un sistema de MALLAS O REDES DE DISTRIBUCION. La Distribución de Energía en el Interior La energía eléctrica es conducida al interior de la mina en forma de corriente trifásica de alta tensión a 5000 o 6000 voltios, algunas veces también de 2000 voltios. Para baja tensión se utiliza actualmente casi exclusivamente la de 440 v.

Puesta a Tierra O toma de tierra, puede ejecutarse introduciendo en el terreno planchas de hierro o cobre estañado, a las cuales se suelda el conductor unido al neutro de la red. Pero el mejor procedimiento para obtener buenas tierras es emplear tubos de hierro galvanizado de 30 a 50 milímetros de diámetro, y de una longitud de 2 a 2.5 metros que se introduce en el terreno, dejando al exterior unos 20 centímetros y evitando que entre tierra en su interior.

Cables eléctricos en mina Los únicos metales empleados en la fabricación de conductores para las distribuciones eléctricas son el cobre y el aluminio. El cable eléctrico de mina está destinado al transporte de la energía, y debe para ello satisfacer a los muchos imperativos que impone la explotación. La resistencia al desgaste, a la tracción y al enrollamiento / desenrrollamiento repetidos.

CABLES USADO EN MINERIA

SOSTENIMIENTO DEFINICIÓN

También denominado Entibación (fortificación), es el conjunto de procedimientos que permiten contener artificialmente y sin mayores alteraciones, los vacíos creados por las actividades mineras, durante el tiempo que sea necesario. Para los efectos, se utilizan diferentes tipos de estructuras que trabajan como soporte o como refuerzo del auto sostenimiento. Los materiales utilizados son: 

Roca in situ o fregmentada (pilres, vigas, puents, pircas, etc.)

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Madera (cuadros, puntales, pilares, etc.)

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Fierro (pernos de anclaje, arcos o cerchas, basdtidores, etc.)

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Concreto y sus combinaciones

SOSTENIMIENTO CON MADERA

El sostenimiento con madera tiene por objeto mantener abiertas las labores mineras durante la explotación, compensando el equilibrio inestable de las masas de roca que soporta.

Características de la madera 

Da señales visuales y audibles antes de que falle completamente.

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La humedad y los hongos disminuyen la resistencia de la madera.

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Se compone de 45 a 50 % de celulosa (polisacárido que forma la fibras) y de 20 a 25 % de lignina (sustancia gelatinosa que une las paredes de las células) y 20 % de agua y otros materiales.

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Puede ser tratado con sustancias adecuadas a fin de disminuir la putrefacción..

Resistencias de la madera

En las minas, la madera puede estar sujeta a esfuerzos de tensión, flambeo o pandeo, flexión, cizallamiento o corte, y principalmente a la compresión.

Selección del diámetro del poste y sombrero (o cabezal) de un cuadro

Para hallar el área de la sección transversal de la madera, en forma empírica se aplica la siguiente fórmula: D = 0.117 * L * (d/es)1/3 donde: D = Diámetro del redonmdo; cm L = Longitud del sombrero, poste; cm d = Distancia de separación entre cuadros; cm es = Esfuerzo de seguridad. Tabla ESFUERZOS DE SEGURIDAD EN LAS CONSTRUCCI0NES DE MADERA, adjunto.

Aplicación Hllar el diámetro del poste para los parámetros siguientes: Ancho medio del túnel, 1.90 m Distancia entre cuadros: 0.80, 1.00. 1.20 y 1.50 m Esfuerzo de segyridad para madera eucalipto, 130 kg/cm 2

Solución Para distancia entre cuadros de 0.80 m: D = 0.117 * 190 * (80/130)1/3 = 18.91 cm Para distancia entre cuadros de 1.00 m: D = 0.117 * 190 * (100/130)1/3 = 20 cm Para distancia entre cuadros de 1.20 m: D = 0.117 * 190 * (120/130)1/3 = 21.65 cm Para distancia entre cuadros de 1.50 m:

D = 0.117 * 190 * (1.50/130)1/3 = 25.65 cm

Estos resultados nos indican que es conveniente una separación entre cuadros de 1.00 m y que se requerirá diámetros de los redondos de 8 pulgadas (20 cm).

5.5.4.- Componentes de los cuadros de madera

Todo cuadro normal está compuesto de postes, sombrero y tirantes; puede tener los topes debajo del sombrero, entre portes (que reemplaza a los destajes). Se usa solera cuando el terreno presenta empujes del piso. También se puede usar sobresombreros, puentes, etc. Existen los cuadros cojos. También se usa los marchavantes.