Compaa Minera Doa Ins de Collahuasi S.C.M.

INFORME PROYECTO
REHABILITACIN MINERODUCTO 7

1. INTRODUCCIN GENERAL
El presente informe entrega un resumen del desarrollo y tpicos principales establecidos
durante la Ingeniera Bsica y de Detalles para la Rehabilitacin del Mineroducto a 7, de
propiedad de la Compaa Minera Doa Ins de Collahuasi S.C.M. (CMDIC).
En el ao 1998, Compaa Minera Doa Ins de Collahuasi S.C.M. (CMDIC), comenz
con la operacin de un mineroducto de 7 de dimetro nominal, capaz de transportar 1,17
MTSPA de concentrado de cobre entre la planta concentradora de Ujina y el puerto de
Patache. El sistema contaba con dos estaciones disipadoras, dos estaciones de vlvulas,
dos estaciones de monitoreo, una estacin terminal y una estacin de bombeo, esta
ltima con dos bombas de desplazamiento positivo (una operativa y una stand-by).
En el ao 2002, el sistema fue modificado para aumentar su capacidad de transporte
hasta 1,65 MTSPA, de acuerdo con los requerimientos del Proyecto denominado
Transicin Ujina-Rosario (PTUR). Para esto, se reemplazaron aproximadamente 104
kilmetros de caera de 7 por caera de 8, adems de la construccin de nuevas
estaciones disipadoras, terminal y de monitoreo, modificaciones en las estaciones de
vlvulas existentes y la instalacin de una tercera bomba de desplazamiento positivo en la
estacin de bombeo (dos operativas y una stand-by).
En el ao 2008, se llev a cabo la construccin y puesta en marcha del proyecto de
Ingeniera de Detalles del mineroducto para reemplazar los tramos restantes de caera
de 7 a 8, aumentando la capacidad de transporte del sistema a 2,17 MTSPA. De esta
forma queda habilitado un nico mineroducto de 8, y quedando deshabilitado l
mineroducto de 7. Este proyecto consider la modificacin de dos estaciones disipadoras
y de la estacin terminal existentes, adems de la construccin de una nueva estacin
disipadora, una estacin de vlvulas y una estacin de monitoreo, junto con el
repotenciamiento de la estacin de bombeo (nuevas bombas de carga).
En la actualidad, CMDIC ha desarrollado un proyecto de rehabilitacin del mineroducto de
7, actualmente sin uso, y poder colocarlo en operacin para los caudales mximos que
sern requeridos transportar, para una capacidad de procesamiento de la planta
concentradora de 170 KTPD, y eventualmente como respaldo al actual mineroducto de 8.
Sin embargo, debido a la necesidad operacional de contar con un respaldo para las
actuales producciones, CMDIC ha llevado en forma paralela un proyecto de rehabilitacin
provisoria o avanzada del mineroducto de 7.
En el marco del proyecto de rehabilitacin del mineroducto de 7 se considera la
modificacin y/o rehabilitacin de la estacin de bombeo PS1, estaciones de disipacin
VS1, VS2 y TS1, estaciones de vlvulas VS3 y VS4 y las estaciones de monitoreo SM1 y
SM2.

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El diseo considera la utilizacin, en todas las estaciones disipadoras, VS1, VS2 y TS1,
de dos ramas de anillos para la operacin del Mineroducto, una para operacin normal y
otra para operaciones de batcheo. Cabe destacar que se considera como 110 m3/h el
caudal mximo de diseo, restringido por la capacidad mxima de una bomba GEHO
operando en forma continua.
El mineroducto de 7 consiste en un trazado de aproximadamente 202,5 km de largo. El
material de la caera existente es de calidad API 5L X60, con un dimetro externo de
177,8 mm, revestida interiormente con liner de HDPE. Las bridas a lo largo del
mineroducto corresponden a la clase ASME 1500, donde la mxima presin de trabajo es
de 3517 psi (24.248 kPa) hasta el kilmetro 63,35, y de 3705 psi (25.545 kPa) desde el
kilmetro 63,35 en adelante.
El modo de operacin normal del mineroducto es Remoto/Manual, las acciones son
realizadas por el operador desde la sala de control, en la estacin de bombeo, utilizando
las pantallas de la HMI del mineroducto. El sistema de control supervisa las condiciones
actuales, generando avisos y alarmas al operador cuando los rangos de operacin o
enclavamientos de seguridad o proceso son activados.

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2. DESCRIPCIN DEL PROYECTO

DISEO HIDRULICO INGENIERA DE DETALLES
Condiciones de Transporte
Las condiciones de transporte de concentrado adecuadas en concentracin en peso de
slidos son las siguientes:
Condicin mnima
Condicin nominal
Condicin mxima

: 62%.
: 63%.
: 65%.

Reologa
Las propiedades reolgicas para el rango de concentraciones definido, de acuerdo a las
mediciones de Julio del 2009
Concentracin en Peso
(%)
62
63
65

Esfuerzo de Corte Crtico

(dinas/cm2)
7,79
9,77
15,35

Viscosidad Dinmica
(cP)
7,08
7,71
8,44

Otros Parmetros
Rango de PH para transporte
: 9,0 10,0
Temperatura para transporte
: 20C
Gravedad Especfica de los slidos : 4,17
Lmites de Tonelaje
El rango de operacin del Mineroducto 7 corresponde a:
Condicin Mnima
110 m3/hr
Cp 62%
129 tsph

Condicin Nominal
110 m3/hr
Cp 63%
133,0 tsph

Condicin Mxima
110 m3/hr
Cp 65%
141,3 tsph

INSTALACIONES DEL MINERODUCTO

Emplazamiento y Perfil del Mineroducto
El mineroducto de 7 consiste en un trazado de aproximadamente 202,5 km de largo, en
caera de acero de calidad API 5L X60, con un dimetro externo de 177,8 mm, revestida
interiormente con liner de HDPE. Las bridas a lo largo del mineroducto corresponden a la
clase ASME 1500, donde la resistencia mxima es de 3.517 psi (24.248 kPa) hasta el
kilmetro 63,35, y de 3.705 psi (25.545 kPa) desde el kilmetro 63,35 en adelante.
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El sistema cuenta con 2 estaciones de monitoreo (SM1 y SM2), 2 estaciones de vlvulas

(VS3 y VS4), 2 estaciones disipadoras (VS1 y VS2), 1 estacin terminal (TS1) y una
estacin de bombeo (PS1).
En la Figura 1 se puede ver en forma grfica el perfil longitudinal de terreno del
mineroducto de 7, en donde se indican las estaciones existentes y su ubicacin.
Adicionalmente, se indican los tramos que se deshabilitaron el ao 2002 para el proyecto
PTUR y los tramos que estuvieron en operacin hasta el ao 2008.
En la Figura 2 se presenta esquemticamente la disposicin de los mineroductos de 7 y
8.

Figura 1

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VS1

VS1A

VS2

VS2A

VS3

VS4

VS3A

VS4A

TS1

TS1A

Figura 2
Estacin de Bombeo PS1
La Estacin de Bombeo est ubicada en la planta concentradora de Collahuasi, al inicio
de la tubera de transporte. La pulpa es alimentada desde los espesadores de
concentrado a dos estanques provistos de agitadores (210-TK-026 y 210-TK-027).
Actualmente la estacin de bombeo cuenta con tres bombas de desplazamiento positivo,
las cuales se encuentran operativas para el mineroducto de 8. El presente proyecto
contempla modificar las conexiones de caera de dos de estas bombas (PP-149 y PP150) de manera de que stas puedan operar para ambos mineroductos, adems de la
instalacin de una cuarta bomba exclusiva para el mineroducto de 8.
Esto significa que el mineroducto de 8 operar con una configuracin de dos bombas
operativas ms dos de respaldo, mientras no opere el mineroducto de 7. Sin embargo, al
operar simultneamente con el mineroducto de 7, ambos sistemas operarn con una
bomba de respaldo compartida.
Las modificaciones a la estacin de bombeo contemplan adems la implementacin de
succiones independientes para la operacin del mineroducto de 8 como para el de 7,
con sus respectivas bombas de carga para cada sistema. Adicionalmente se dise un
sistema de recirculacin de concentrado a cada estanque, mediante el uso de las bombas
de carga del mineroducto de 7.
El concentrado se alimenta al Mineroducto mediante dos bombas centrfugas (212-PP3210 y 212-PP-3211) que entregan la presin de succin requerida por las bombas
principales. Una de las bombas de carga opera mientras la otra permanece en reserva
(stand by). El proyecto definitivo considera incorporar dos nuevas bombas a fin de
independizar la alimentacin a l mineroducto de 7 y de 8.
Una de las dos bombas principales (220-PP-149 220-PP-150) entrega el flujo y la
presin requerida para bombear el concentrado a travs del Mineroducto de 7. La
segunda bomba permanece de respaldo a ambos mineroductos. Cada una de las bombas
cuenta con un disco de ruptura en la succin que tiene un seteo de 930 kPa, y una vlvula
de alivio en la descarga, seteada a 24.000 kPa.
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El agua fresca suministrada desde los estanques/piscina del concentrador se usa para
diluir el concentrado, cuando se requiere, a la densidad deseada para el Mineroducto de
7. Adicionalmente, el agua fresca se usa para batches de agua entre columnas de
concentrado o para retirar el concentrado de la tubera previo a detenciones prolongadas.

Estaciones de Monitoreo
Existen dos estaciones de monitoreo a lo largo del sistema, cada una de las cuales cuenta
con dos transmisores de presin, y cumplen el objetivo de supervisar la presin en puntos
donde se pueda producir flujo en acueducto (corte de columna), entregndole al operador
una herramienta adicional para controlar el sistema de manera adecuada.
Adicionalmente, los datos de las estaciones de monitoreo (junto con la informacin de la
Estacin de Bombeo, Estaciones de Vlvulas intermedias y Terminal) aportan la
informacin de entrada que necesita el sistema de prediccin en lnea de gradiente
Hidrulico.
Estaciones de Vlvulas-Disipadoras
El proyecto original contempl cuatro estaciones de vlvulas intermedias (VS1, VS2, VS3,
y VS4) y una estacin de vlvulas Terminal (TS1), las cuales se mantienen en esta nueva
etapa.
Estas estaciones tienen dos funciones principales: seccionar (dividir) la altura de columna
hidrosttica en el sistema durante las detenciones del Mineroducto de 7, y disipar el
exceso de energa hidrulica durante la operacin.
Durante las detenciones de la tubera con concentrado, las estaciones de vlvulas dividen
la columna hidrosttica. Para detener el Mineroducto de 7 en condiciones seguras, se
requiere operar (cerrar) las vlvulas en las cinco estaciones (VS1, VS2, VS3, VS4 y TS1).
En las estaciones VS1, VS2, y TS1 se han instalado anillos cermicos para permitir la
disipacin de la energa excedente y estabilizar la operacin del Mineroducto de 7 dentro
de los rangos de operacin de diseo.
Las estaciones disipadoras instaladas en VS1, VS2, y TS1 mediante sus 2 ramas de
anillos fijos y sus anillos variables, entregan contrapresin a la tubera y evitan la
operacin del sistema en condicin de acueducto.
El proyecto considera para todas las estaciones: reparacin de piezas especiales y
vlvulas para la rehabilitacin de VS1, VS2, VS3 y VS4, cambio de sistema actuador de
vlvulas, cambio de vlvulas y reparacin de piezas especiales en estacin terminal TS1,
recambio de instrumentacin en estaciones (vlvulas, monitoreo y terminal), rehabilitacin
de sistemas de accionamientos.

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a) Estacin VS1:
La estacin VS1 incluye dos alternativas de configuracin de anillos: una rama con 4
anillos, y una rama con 6 anillos. Bajo condiciones normales de operacin, la estacin
estar configurada con 4 anillos. En el proyecto definitivo, la estacin ser modificada
agregndose 2 anillos a la rama de operacin principal.
b) Estacin VS2:
La estacin VS2 cuenta con dos ramas de operacin. Una rama con 7 anillos disipadores
y una rama con 13 anillos disipadores. Adicionalmente, cuenta con 3 loops con un total de
5 anillos variables. En el proyecto no contempla modificaciones.
c) Estacin VS3:
La estacin VS3 cuenta con una rama de operacin sin anillos disipadores. En el proyecto
no contempla modificaciones.
d) Estacin VS4:
La estacin VS4 cuenta con una rama de operacin sin anillos disipadores. En el proyecto
no contempla modificaciones.
e) Estacin TS1:
TS1 cuenta con dos ramas disipadoras, una con 8 anillos y otra con 14 anillos, adems de
poseer 3 loops con un total de 5 anillos variables. Esta estacin debe ser reacondicionada
estructuralmente, desde el punto de vista hidrulico no hay modificaciones.
Trazado Pipeline
En general, no hay cambios de trazados significativos ni nuevas intervenciones en cruces
de caminos y quebradas. El proyecto adems contempla la revisin interna y limpieza de
la tubera del mineroducto, incluyendo un diagnstico del estado del revestimiento interno
(Ping Inteligente). En los puntos donde se detecte fallas en el revestimiento, se proceder
a realizar el cambio de 600m entre flange y flange, incluido stub end y empaquetaduras, a
fin asegurar la calidad de los trabajos.
En el Km. 8,0 (interior faena) se debe realizar un by pass de 600 mt de tubera y
revestimiento para los trabajos de las nuevas correas del Chancador Rosario.
En el tramo entre el Km. 10 y 13, se realiza cambio de tubera y revestimiento interno, sin
realizar cambio de trazado.
En Km. 95 se efecta by pass de 600 mt de tubera y revestimiento que parte del flange y
se abre 5 mt hacia el sur dentro del camino de servidumbre para conectarse nuevamente
el flange de aguas abajo y mantener el trazado.
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En los Km. 107, 116 y 128, se requiere cambiar el revestimiento interno en 600 mt de
largo por cada tramo.
Piscinas de Emergencia
En cada estacin de vlvulas se cuenta con un sistema de evacuacin a piscinas de
contencin que son utilizadas en caso de emergencia. Tanto el mineroducto de 7 como el
de 8 poseen conexiones va tuberas a estas piscinas.
Sin perjuicio de lo anterior, el proyecto definitivo considera ampliar la capacidad de la
piscina existente en la estacin VS1 y construir una nueva piscina independiente para la
estacin VS4.
Sistema de Control
El sistema de control corresponde a un programa de aplicaciones, que utiliza una red de
controladores lgicos programables (PLC)s y colecta la informacin desde los
instrumentos de terreno hasta la interfase grfica (pantalla) utilizada por el operador en
sala de control.
La interfaz con el operador es aportada por un paquete de hardware y software de interfaz
hombre-mquina (HMI), (activa en la Estacin de Bombeo y de respaldo en Patache)
mediante un sistema de control Scada, en el cual el Operador monitorea los
mineroductos de 7 y 8 en forma independiente.
El proyecto consider la incorporacin a la Red de control existente de nuevos PLC en las
estaciones de Bombeo (PS1), estacin de monitoreo (SM2) y estacin terminal (TS1),
adems del cambio de las estaciones de operacin e ingeniera ubicadas en estacin de
bombeo (PS1) y en la sala de control de Patache, cercana a la estacin terminal (TS1).
Sistema de Telecomunicaciones
La informacin de las estaciones de monitoreo, estaciones de Vlvulas y Terminal es
recogida por los PLCs y transmitida al punto central de control (sala de control Estacin
de Bombeo) a travs de una red de comunicaciones industrial Ethernet que utiliza fibra
ptica como medio fsico. El sistema de fibra ptica es un sistema de anillo colapsado
que entrega mltiples canales de comunicacin dentro del mismo cable.
En este caso, se utiliza la misma fibra ptica del mineroducto de 8, para lo cual fueron
configurados los PLCs de cada estacin.

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3. DETALLES DE TRABAJOS REALIZADOS EN REHABILITACIN

PROVISORIA MINERODUCTO DE 7
Estacin de Bombeo (PS1)

Piping de conexin de bombas Geho a tubera de 7.

Habilitacin de pantallas sistema Scada exclusivo para el monitoreo del
mineroducto de 7

Mineroducto

Limpieza interior tubera con agua a alta presin

Cambio de revestimiento interior entre Km. 0 y Km. 0,800.
Lanzamiento Pig de limpieza con aire
Reemplazo de tramo de 3 Km. tubera con revestimiento interno entre Km. 10 y
Km. 13, dentro de trazado original.
Conexin de tuberas utilizadas en proyecto PTUR en Km. 35.
By pass de tubera y revestimiento interno en Km. 95 (600 m).
Reemplazo de 600 m de revestimiento interno en Km. 107 y Km 116.
Reemplazo de spool por piezas nuevas en rama de flujo principal
Reparacin y cambio de vlvulas
Mantencin y rehabilitacin de PLCs
Configuracin de vlvulas en control remoto y local.
Rehabilitacin comunicaciones por fibra ptica.
Mantencin de paneles solares y bateras de cosecha.
Pruebas Hidrostticas
Limpieza general de las estaciones.
Lneas de conexin desde TS1 a instalaciones de Planta Molibdeno / Filtro.

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