Durante décadas, los trabajadores de Stevens Creek Quarry temían ante la necesidad de drenar y limpiar la piscina de decantación de la cantera para eliminar el exceso de residuos de pulpa. Cada 30 a 45 días, la operación completa debía detenerse durante hasta 8 días para realizar la limpieza de la piscina, lo que representaba un costo de USD $80.000 por cada limpieza.
Casos prácticos
Desafío
El dueño Rich Voss y su hijo, el gerente de operaciones Jason Voss, se sentían frustrados por la pérdida de tiempo, los altos costos y los inconvenientes de montaje asociados con la piscina de decantación. Los materiales brutos naturales nunca se consolidaban en la piscina, por lo que el agente floculante debía mezclarse en los residuos para permitir la decantación, lo que permitía el desecho en el sitio de recuperación. Una vez que los residuos se acumulaban en la piscina, la planta debía cerrarse para la limpieza de la piscina y luego volver a ponerse en marcha. Además, la operación de 170 acres (68 hectáreas) contaba con un espacio limitado para crear una segunda piscina de decantación que permitiera que el trabajo continuara sin interrupciones.
"Era un gran problema detener las operaciones durante 7 u 8 días mientras se realizaba el mantenimiento de la piscina", sostiene Jason Voss. "Eso y los costos generaban un verdadero problema para nosotros, uno que no iba a desaparecer si no encontrábamos una solución".
Solución
Para encontrar una solución, Rich Voss se comunicó con Scott O’Brien, director de ingeniería de procesos de McLanahan Corporation, y con Ron DeDiemar, asesor de la industria. O’Brien y DeDiemar tomaron muestras para su análisis para encontrar potenciales soluciones que pudiesen desaguar los finos del efluente y que ayudaran a Stevens Creek a eliminar por completo la necesidad de utilizar una piscina de decantación.
Después de analizar las gradaciones de tamaño de los materiales para determinar la cantidad de arena fácilmente recuperable, se recomendó un sistema de recuperación de ultrafinos para reducir los finos que actualmente se dirigen hacia la solución de tratamiento de efluentes.
O’Brien manifestó que se realizaron pruebas de decantación para determinar las velocidades de decantación y compactación, así como la densidad del caudal inferior, para los espesadores de alta velocidad y/o pasta que eliminarían los sólidos restantes del efluente.
El equipo de McLanahan realizó pruebas de filtrado en las densidades resultantes del espesador para encontrar la combinación óptima de equipos que minimizaran los costos de capital y produjeran residuos que puedan manipularse y utilizarse fácilmente para la recuperación. Rich y Jason Voss seleccionaron el espesador de pasta por sobre un espesador tradicional de alta velocidad, debido a que el caudal inferior de mayor densidad del espesador de pasta permitió obtener ciclos de la prensa más cortos, así como un menor costo total de capital.
Resultados
En la actualidad, en el lugar donde estaba originalmente la piscina de decantación de 100’ x 200’ (30,5 m x 60,9 m), Stevens Creek ahora cuenta con un área sumamente conveniente para el acopio de áridos. DeDiemar afirma que se ha podido aumentar el área de acopio/inventario de la cantera gracias a este sistema, lo que permitirá expandir el volumen de la operación en caso de que sea necesario.
"Hemos eliminado el tiempo de inactividad al no tener que detener las operaciones para el mantenimiento de la piscina de decantación", sostiene Jason Voss. "A pesar de que el filtrado se realiza por lotes, se realiza mientras la planta de áridos está en funcionamiento. De esta forma, es más sencillo y nos permite ahorrar tiempo y dinero".
El sistema de recuperación de ultrafinos ha logrado que sea rentable recuperar finos de malla -50 x +400 (38 micras) como producto de arena fina transportable y apilable. Recupera más de 20 t/h (toneladas por hora) de arena fina. Existen 2.200 galones por minuto de efluente nominal de malla -400 bombeados al tanque de preparación de compensación para la transferencia al espesador de pasta, que decanta los sólidos a una densidad de caudal inferior de 45-55 % de sólidos antes de realizar la alimentación en el filtro de prensa.
El caudal inferior de sólidos se alimenta al tanque de preparación de compensación por medio de la gravedad sin el uso de una bomba, lo que permite aprovechar la presión del cabezal generada en el espesador de pasta. A continuación, el caudal inferior de sólidos procedente del espesador se alimenta al filtro de prensa y se realiza el desaguado a residuos que tienen un 75-80 % de sólidos. El filtro de prensa recupera aproximadamente 30 t/h (toneladas por hora) de residuos del filtro secos, que se utilizan para la recuperación de la cantera.
La arena fina se mezcla con la tierra y se ha comercializado para el uso en la remediación de suelos. La arena reciclada está disponible inmediatamente para su reutilización en la planta de lavado y, gracias a la creatividad de Rich Voss, los residuos del filtro también se comercializan como relleno lavado "Levy".
Antes de que Stevens Creek recibiera el filtro de prensa, solo se necesitaba un empleado para operar toda la planta. Uno de los principales criterios de Voss era poder conservar el funcionamiento de la planta de lavado como un trabajo para una sola persona, que se podía lograr debido a la facilidad de uso del filtro de prensa de McLanahan.
"Trabajar con McLanahan ha sido extraordinario", afirma Rich Voss. "No vinieron simplemente y nos vendieron un equipo. Están aquí para ayudarnos a descubrir qué necesitamos, cómo podemos maximizar nuestros presupuestos y colaborar con la puesta en marcha del sistema. Son parte de nuestro equipo".
O’Brien hace honor a la filosofía de McLanahan de comprender las necesidades de los clientes y desarrollar una solución de diseño personalizado para el éxito en Stevens Creek, así como para la calidad del sistema.
"Este equipo está probado en terreno y ofrece la recuperación de fracción de tamaño más fino disponible sin el uso de químicos", sostiene O’Brien. "La construcción modular ayudó a mantener bajos los costos de instalación y el diseño permitió que la puesta en marcha fuera más rápida. No se requieren químicos ni polímeros, y los ciclones se mantienen libres de obstrucciones. También son grandes y están menos propensos a taponarse durante la recuperación".
Como resultado de la implementación del nuevo sistema, la cantera ha podido obtener ahorros de casi 1 millón de dólares al no tener que vaciar una piscina de decantación. Además, evitan los 50-75 días por año durante los cuales la operación completa estaba detenida.
Esto otorga a Rich y Jason Voss más tiempo libre para concentrarse en sus otras pasiones más allá de la cantera.
Durante su tiempo libre, los Voss son los socios principales de Voss Motorsports, un equipo de carreras todoterreno que ha estado ganando terreno en la "Best in the Desert Racing Association". Jason es el piloto y ya tiene varias victorias en su haber. Tanto Jason como Rich afirman que existen similitudes entre trabajar como un equipo automovilístico y trabajar con un equipo como McLanahan para hacer frente a cualquier problema, como la piscina de decantación de la cantera.
"Independientemente de la tarea en la que nos embarquemos, ya sea aquí en la cantera o corriendo carreras en el desierto con nuestro equipo, siempre hay una concepción de equipo", manifiesta Jason. "Si existe un buen equipo de apoyo y buenos equipos, sin dudas tendrás éxito".
Con el éxito de la recuperación de ultrafinos y el sistema de gestión de agua de ciclo cerrado, Stevens Creek está preparado para el futuro, tanto en la extracción en canteras de nuevos áridos como en la ampliación de los esfuerzos de reciclajes, que es lo que Rich Voss considera como el futuro. "Ahora que contamos con un sistema confiable y eficiente para recuperar la malla sin la piscina de decantación, estamos en una extraordinaria posición para el futuro", agrega.
