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5.1 SISTEMA DE BOMBEO Y DRENAJE Costo de capital: Otra expresión de interés, combinando (1) y (2)…

 1  i n  1 P  A n  i.  1 i     Siendo: P: Valor presente del capital A: Valor anual i: tasa de interés anual n: tiempo, en años Mg. Daniel Augusto Tripodi - Consultor Intercade

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5.1 SISTEMA DE BOMBEO Y DRENAJE Costo de la energía: En un intervalo de tiempo T de funcionamiento neto de la om a, se pue pue e es mar mar e cos cos o e a ener energ g a como como

C 

Q(S  SWL  HP).9 ,8.T.K eo

Siendo: T: tiempo de bombeo en horas K: costo de la energía (eléctrica), en $/Kw.h

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5.1 SISTEMA DE BOMBEO Y DRENAJE EJEMPLO PRACTICO (Otálvaro, 1999): Se desea estimar los costos alternativos (beneficios) del agua, extraída de un pozo nuevo, dada la siguiente información: , : 23,4 m



Abatimiento s



Costo de capital p/el nuevo pozo pozo : $ 40.000.000 Caudal p/el nuevo pozo : 4 m 3/h, funciona 12 hs/d

  

Costo sto de la elect lectri rici cida dad d Presión del sist istema hp ,



: $28 Kw-h Kw-h : 33,07 m . : 25 años.

Vida útil

Eficiencia total eo : 0,7 En la resolución se considerarán sólo los costes de capital y de energía, se despreciarán despreciarán los costes de mantenimiento. mantenimiento. 


542

5.1 SISTEMA DE BOMBEO Y DRENAJE Resolución: 1) Costos de capital Se estima a partir de la formulación presentada. En este caso se estima el costo anual de capital A, como…

 i1  i n  A  P  n  1  i   1 Reemplazando P=40.000.000$, i=10%, n=25 años, queda… P = 40.000.0 40.0 . 00.000 . 00 . 0,1102 1102 Finalmente, el costo anual de capital es… A = $4.408.000 $4.408.000



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5.1 SISTEMA DE BOMBEO Y DRENAJE Resolución: 2) Costos de energía Se estimará el costo de bombeo durante un año. El tiempo de funcionamiento neto será: T = 12 hs. 365 días = 4380 hs Reemplazando en la ecuación: C

C

Q.(S  SWL  HP).9,8.T. K eo

0,001.(23,4  14,54  33,07).9,8.4380.28 0,7

El costo de bombeo será: C = $135.468 Mg. Daniel Augusto Tripodi - Consultor Intercade

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5.1 SISTEMA DE BOMBEO Y DRENAJE Resolución: 3) Costos de extracción del agua 3) Costos El costo anual de extracción del agua, se estima como la suma del costo de capital (al año) y el costo de energía (bombeo): CT = $4.543.500 El volumen total extraído al cabo de un año, es: VT = 4 m3/h x 4850 hs = 17.520 17.520 m3 Finalmente, el cost costo o unita nitari rio o del agu agua durante el primer año de explotación del pozo, bajo los supuestos vistos, será: Cu = CT / VT = $4.543.500 $4.543.500 / 17.520 m 3

Cu = $259 / m3 Mg. Daniel Augusto Tripodi - Consultor Intercade


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5.2 SISTEMA DE DISTRIBUCION DISTRIBUCI ON DE POTENCIA


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5.2 SISTEMA DE DISTRIBUCION DE POTENCIA



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5.2 SISTEMA DE DISTRIBUCION DE POTENCIA Sumi Sumini nistr stro o de ener energí gía a 

Objeto: La planeación y diseño de líneas eléctricas tiene

por objeto garantizar el suministro de energía a todos los equipos de la mina que necesiten del fluido eléctrico, medi median ante te de la ejec ejecuc ució ión n de las las obra obrass nece necesa sari rias as realizadas por plantas y equipos industriales y distribución de potencia. 

Actividades: La planeación y diseño se lleva a cabo a

través de las siguientes etapas haciendo una integración de lo seguro, practico, funcional y económico. Mg. Daniel Augusto Tripodi - Consultor Intercade

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5.2 SISTEMA DE DISTRIBUCION DE POTENCIA Sumi Sumini nistr stro o de ener energí gía a Plane eació ación n  Plan

a largo argo plaz plazo o: En el plan de minería a largo

plazo, se determinan las zonas donde se requieren la construcción, desmantelamiento de líneas y reubicación de equipos, se hace un inventario de necesidades de recursos para hacer las provisiones de los mismos. Plan  Plan

Anua Anuall: En el lan anua anuall de miner minería ía se dete determi rminan nan

las las ruta rutass mas mas proba robabl ble es de las las lín líneas eas eléct léctri riccas a construir. Se elaboran planos y memorias, se hace la aclaración que el plan anual es elaborado por trimestres . Mg. Daniel Augusto Tripodi - Consultor Intercade


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Plan Plan Trimest rimestral ral : En la medida que se va desarrollando

el plan de minería se definen y se confirman las rutas de las líneas y las necesidades del equipo. 

Plan Plan Mens Mensua uall: Con base en el plan mensual de minería

se ejecuta el diseño de las líneas eléctricas inmediatas a con constr struir uir, se elab laboran oran los los lan lanos se enví envía an a los constructores se materializa en campo, estacado y se ini inicia cia la con constru strucc cció ión. n. En esta esta eta etapa se revi evisa el cumplimiento de los estándares eléctricos. Mg. Daniel Augusto Tripodi - Consultor Intercade

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Plan Plan Qu Quin ince cena nall: Consiste en la programación de obras

eléctricas tendientes a ajustar los planes, para hacer practico el plan de acuerdo al avance de minería, y a intr introd oduc ucir ir trab trabaj ajos os requ requer erid idos os por por prod produc ucci ción ón como como resultado de las necesidades del día a día 

Otros Planes: El de artamento técnico, a través de

ingeniería hace estudio solicitado por producción, que luego son trasladados a Ingeniería de Minas para su planeación Mg. Daniel Augusto Tripodi - Consultor Intercade


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5.2 SISTEMA DE DISTRIBUCION DE POTENCIA Está Estánd ndar ares es de dise diseño ño de líne líneas as eléc eléctr tric icas as en mina mina


552

5.2 SISTEMA DE DISTRIBUCION DE POTENCIA Está Estánd ndar ares es de dise diseño ño de líne líneas as eléc eléctr tric icas as en mina mina 

El vano promedio es de 70 m de longitud



La longitud de cada tramo es de cuatro vanos, vanos, 300 m

 Toda

línea debe ser trazada con el menor numero de ángulos posibles



Todo odo post poste e term termin inal al con con secc seccio iona nado dorr debe debe tene tener r indicada las fases



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Todo bajante bajante debe tener un soporte soporte al pie del poste para que no se contaminen sus terminales .



Todo poste en ángulo debe llevar tres retenidas retenida s

 Toda

retenida debe ser apisonada con mezcla de piedra


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5.2 SISTEMA DE DISTRIBUCION DE POTENCIA Está Estánd ndar ares es de dise diseño ño de líne líneas as eléc eléctr tric icas as en mina mina  Las

medidas de las plantillas de anclaje son 30 cm x 30 cm x ¼



Toda varilla de anclaje debe llevar su guardacabo guardacab o



No se deben ben util utiliz iza ar her herraje rajess que que ten tengan gan que que soportar los esfuerzos de tensionamiento de la línea



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5.2 SISTEMA DE DISTRIBUCION DE POTENCIA Está Estánd ndar ares es de dise diseño ño de líne líneas as eléc eléctr tric icas as en mina mina  La

distancia mínima al piso en el punto mas bajo del seno de la línea , en el punto de cruce de equipo minero , es 11,30 11,30 m para 69 Kv y 10.67 m para 72 Kv



La distancia mínima de separación separación de circuitos de 69 Kv y72 Kv es de 15 m.


556


La dist istanc ancia mín mínima ima sobr sobre e punto untoss acc cce esib sibles les a personas es 5m



En las las área áreass dond donde e se real realic icen en mani maniob obra rass en los los circuitos no deben construirse líneas cercanas y de requer querir irsse , las las lín líneas eas debe deben n est estar ple plenamen amente te señalizadas caso de las cotas de circuitos



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Las Las líne líneas as en las las prox proxim imid idad ades es de las las carr carret eter eras as deben estar protegidas por las bermas y su eje en el centro de la franja de servidumbre.

 La

construcción de líneas por los corredores deben evitarse lo máximo posible


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5.2 SISTEMA DE DISTRIBUCION DE POTENCIA Está Estánd ndar ares es de dise diseño ño de líne líneas as eléc eléctr tric icas as en mina mina  Las

líneas no deben ser construidas en rampas , excepto que no haya alternativa de hacerse deben esta estarr prot proteg egid idas as por por berm bermas as cump cumplilien endo do con con la distancia mínima de servidumbre.

 Máxima

longitud línea aérea con dos palas en el extremo final 1700 m



Máxima longitud del cable de arrastre 900 m



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5.2 SISTEMA DE DISTRIBUCION DE POTENCIA Está Estánd ndar ares es de dise diseño ño de líne líneas as eléc eléctr tric icas as en mina mina



Conductor de cobre cobre 300 MCM , línea aérea aérea



Altura mínima del poste 11m al piso


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5.3 OTROS SISTEMAS DE SERVICIO



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5.3 OTROS SISTEMAS DE SERVICIO  El

aire comprimido es una de las formas de energía más antiguas que conoce el hombre y aprovecha para reforzar .

 El

descubrimiento consciente del aire como medio - materia terrestre - se remonta a muchos siglos, lo mismo que un trabajo más o menos consciente con dicho medio (Ktesibios –Grecia–Grecia- siglo I AC: catapulta de aire comprimido) ero no no ue s no as a e s g o cuan o em empezaron a inve invest stig igar arse se sist sistem emát átic icam amen ente te su comp compor orta tami mien ento to y sus sus reglas.


562

5.3 OTROS SISTEMAS DE SERVICIO  Recién

a partir de la década de 1950 se puede hablar de una verd verdad ader era a apli aplica caci ción ón indu indust stri rial al de la neum neumát átic ica a en los los .

 Sin

embargo, con anterioridad ya había aplicaciones en la minería, en la construcción y en la industria del ferrocarril.

 En

la actualidad, no se concibe una instalación moderna industrial o minera sin este servicio auxiliar.

Componentes:  Componentes:

generación generación (compresores), (compresores), distribución distribución (red de tuberías), uso.



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5.3 OTROS SISTEMAS DE SERVICIO  COMPRESORES: Elementos

que elevan la presión del aire al valor de trabajo deseado. Es muy importante que el aire sea puro. Si es puro el generador de aire comprimido c omprimido tendrá una larga duración.



Se distinguen dos tipos básicos de compresores: • El prim primer ero o trab trabaj aja a segú según n el prin princi cipi pio o de desp despla laza zami mien ento to.. La compresión se obtiene por la admisión del aire en un recinto hermético, donde se reduce luego el volumen. Se utiliza en el compresor de émbolo (oscilante o rotativo). • El otro trabaja según según el principio principio de la dinámica de los fluidos. El aire es aspirado por un lado y comprimido como consecuencia de la aceleración de la masa (turbina).


564

5.3 OTROS SISTEMAS DE SERVICIO  Tipos de compresores



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Compresor de ambolo oscilante Mg. Daniel Augusto Tripodi - Consultor Intercade

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Compresor de dos tapas con refrigeracion menbrana

Compresor de menbrana



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Compresor axial

Compresor radial


568

5.3 OTROS SISTEMAS DE SERVICIO Distri ribu buci ción ón del del  Dist

aire aire a pres presió ión: n:

• neumáticas, mediante… 

Un adecuado diseño



Prevención y control de fugas

 Control 

de estan ueidad

Tratamiento adecuado del aire comprimido



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5.3 OTROS SISTEMAS DE SERVICIO  Compon Component entes es de

una un a instal instalaci ación: ón:

• Compresor. • Depósito Acumulador del aire a presión - comprimido. comprimido. • Depósito de Condensación, con llave de purgado. • Depósito auxiliar auxiliar (en caso de instalaciones de gran consumo) consumo) • Unidad de Mantenimiento: Mantenimiento: ro,  manómetro,  regulador y  lubricador. Mg. Daniel Augusto Tripodi - Consultor Intercade

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5.3 OTROS SISTEMAS DE SERVICIO  Dimens Dimension ionami amien ento to

de un una a tuberí tubería: a:

• En la estimación/optimización de costos, quizás el parámetro más relevante sea el diámetro de la tubería • Este parámetro debe elegirse en función de:  Caudal del fluido (aire)  Longitud de la tubería  Pérdida

de presión admisible, que dependerá de longitud, singularidades singularidades (codos, estrangulamientos,…) estrangulamientos,…)

• Usual: el uso de nomogramas y experiencia. Mg. Daniel Augusto Tripodi - Consultor Intercade


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• Cada Cada máqu máquin ina a y meca mecani nism smo o nece necesi sita ta una una dete determ rmin inad ada a cantidad de aire, siendo abastecido por un compresor, a través de una red de tuberías. • El diámetro diámetro de las tuberías tuberías debe elegirse elegirse de manera manera que si el consumo aumenta, la pérdida de presión entre él depósito y el consumidor no sobrepase 10 kPa (0,1 bar). • Si la caída de presión excede de este valor, la rentabilidad del sist sistem ema a esta estará rá amen amenaz azad ada a y el rend rendim imie ient nto o dism dismin inui uirá rá considerablemente.


572



• En En la plan planifific icac ació ión n de inst instal alac acio ione ness nuev nuevas as debe debe preverse una futura ampliación de la demanda de aire, por cuyo motivo deberán dimensionarse generosamente las tuberías. • El El mont monta aje post poste erio rior de una una red más más impo import rta ante nte . • Veremos un ejemplo numérico sencillo



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EJEMPLO PRACTICO


574

5.3 OTROS SISTEMAS DE SERVICIO EJEMPL EJEMPLO O NUMER NUMERICO ICO: Estimación del diámetro de tubería en una

red neumática  Consumo

12m 3/min (720m3/h),

 Consumo global 16m 3/min (960m3/h)  La

red tiene una longitud de 280 m; comprende 6 piezas en T, 5 codos normales, 1 válvula de cierre. a p r a a m s e e pres n es e p = presión de servicio es de 800 kPa (S bar).

a

,

ar . a

Se busca: El diámetro de la tubería



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5.3 OTROS SISTEMAS DE SERVICIO Diametro nominal (mm)

Caudal(m Caudal (m3/h) Longitud de tluberia(m)

Eje2

102 Kp Kpa a (bar)

Eje 1

Perdida de presion presio n 102 KPa(b KPa(bar) ar)

Se utiliza el nomograma, que permite con los datos dados, cuál será el diámetro tubería. 1,5

A

B

C

D

E

F

G

Toma del manual de neumaticos de FMA Pokomy, frnacfort


576

5.3 OTROS SISTEMAS DE SERVICIO Solución: 

En el nomograma, unir la línea A (longitud M tubo) con la B (cantidad de aire aspirado) y prolongar el trazo hasta C (eje l).



Unir la línea E, (presión). (presión). En la línea F (eje 2) se obtiene una intersección. Unir los puntos de intersección de los ejes 1 y 2. Esta línea



corta la D (diámetro nominal de la tubería) en un punto que proporciona el diámetro deseado.



En este caso, se obtiene obtiene para el diámetro un valor de 90 mm.



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BIBLIOGRAFIA


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