Estudio de caso de Flatiron Construction - Estación de tratamiento de clima húmedo

Por EDDY Pump Corporation

El accesorio de bomba de dragado de excavadora personalizable proporciona una solución creativa para la nueva construcción de la estación de tratamiento de clima húmedo

Aprovechando la diversidad de un accesorio de bomba de dragado de excavadora modular y un anillo de chorro de agua, Flatiron Construction , con sede en Boulder, pudo diseñar y construir creativamente una cuenca de ecualización a profundidades de más de 80 pies para dragar una estación de tratamiento de clima húmedo en un histórico Georgetown, Colorado.

El reto

Como parte de una gran estación de tratamiento de clima húmedo, el proyecto Flatiron requirió la construcción de una cuenca de compensación. La cuenca se construyó instalando 104 pozos secantes individuales adyacentes entre sí en una circunferencia que creó un gran pozo de 100 pies de diámetro. Luego, el pozo grande tuvo que ser excavado a profundidades de más de 80 pies, con aproximadamente 25,000 yardas cúbicas de material.

El mayor desafío fue que los documentos del contrato actual no permitían que se desaguara el pozo durante la excavación. El nivel freático se encontró aproximadamente a 10 pies por debajo de la superficie. Los métodos de equipos de excavación convencionales no pudieron alcanzar la profundidad de 80 pies. Otro desafío fue que la grúa en el sitio no pudo soportar la excavación tipo concha que normalmente se implementa para aplicaciones similares.

La excavación tipo almeja es un método mecánico para transportar material a camiones u otros lugares de eliminación. Típicamente desplegada por grúa a través de cable, la excavación bivalva se utiliza en múltiples industrias en todo el mundo para la recuperación y el transporte de materiales.

La solución: nueva implementación innovadora

El accesorio de bomba de dragado de excavadora con bomba EDDY de 6 pulgadas con motor hidráulico se puede implementar de muchas maneras diversas, lo que lo hace personalizable para aplicaciones desafiantes. Debido a que el accesorio de excavadora es modular, se puede implementar de varias maneras para adaptarse a las necesidades del usuario final. Por ejemplo, puede montarse en una excavadora, colgarse de un cable/grúa o usarse como una unidad sumergible operada por buzo, entre otras posibilidades. Una pieza de equipo puede manejar múltiples trabajos.

Esta situación requería un nuevo despliegue innovador a través de cables de conducción de pilotes.

Según las características del suelo y las opciones limitadas de equipos, Flatiron trabajó con EDDY Pump para elegir una bomba de dragado con el accesorio modular como método para excavar la profundidad de 80 pies.

La bomba de dragado original requería tres líneas para operar:
1. Energía (que originalmente se pensó que era eléctrica)
2. Fuente de agua
3. Línea de descarga

Mientras desarrollaba la solución, surgieron muchas preguntas. “Necesitábamos determinar cómo se podrían sostener todas estas líneas a una profundidad de 80 pies. También necesitábamos saber cómo podríamos saber la profundidad actual en cualquier punto de la excavación”, dijo Ken Horton, gerente de construcción de Flatiron Construction.

Flatiron usó un accesorio de bomba de dragado de excavadora con bomba EDDY de 6 pulgadas con un anillo de chorro de agua, que se implementó de una manera diferente para abordar los desafíos específicos de esta aplicación. En lugar de desplegarlo desde una excavadora, todo el equipo se conectó a cables, se suspendió de una grúa y luego se sumergió en el pozo.

Los anillos de chorro de agua son un sistema de agitación de material que utiliza boquillas conectadas a la succión de una bomba que dispara chorros de agua a alta presión para romper el material consolidado, aumentando así la cantidad de material que se alimenta a la bomba o draga. Los sistemas de chorro de agua generalmente vienen equipados con varias boquillas que pueden lanzar agua a varios cientos de psi.

“Usamos cables de hincado de pilotes para actuar como un marco para soportar las tres líneas, y se convirtieron en una herramienta de medición de profundidad gigante”, dijo Horton. “Solo se requirió una grúa para sostener todo el aparato. Utilizamos energía hidráulica en lugar de eléctrica, lo que permitió sumergir la bomba y el cable de alimentación sin preocuparse por una descarga eléctrica. Para la fuente de agua, usamos el agua del eje secante para alimentar la bomba de chorro. El agua se recogió de la descarga y se devolvió al pozo secante, reciclando así el agua de la bomba de chorro y sin introducir una fuente adicional externa”.

Cómo funciona la tecnología de bomba EDDY

El accesorio de bomba de dragado de excavadora de bomba EDDY es un sistema de dragado de última generación que es único en el mercado y mejora el proceso para el bombeo de altos sólidos mientras utiliza la potencia hidráulica de la excavadora existente. Esta tecnología se acopla fácilmente al varillaje del cucharón existente y se alimenta del sistema hidráulico auxiliar de las excavadoras. En condiciones difíciles que exigen más potencia y producción, se utiliza una HPU (unidad de potencia hidráulica) para satisfacer las necesidades del proyecto.

La bomba y el equipo están construidos y diseñados por EDDY Pump, lo que garantiza el ajuste perfecto junto con el soporte de mantenimiento. La tecnología se puede utilizar para la descarga de barcazas hidráulicas, estanques de relaves mineros, estanques de lodos, dragado seguro de revestimiento, construcción pesada, drenaje, descarga de vagones de ferrocarril y otras aplicaciones.

Utilizando un cabezal de corte o anillos de chorro de agua a alta presión (dependiendo de la aplicación de dragado), la tecnología de bomba patentada supera a todas las bombas centrífugas, de vórtice y de desplazamiento positivo en una variedad de las aplicaciones de bombeo más difíciles.

Flatiron creó soldaduras que se montaron en la bomba EDDY, lo que permitió montarla y fijarla en los cables de conducción de pilotes, dijo Horton.

“Tradicionalmente, un martillo para pilotes se desliza verticalmente dentro de los conductores durante la conducción del pilote”, explicó. “En este caso, los cables se usaron como marco para soportar todos los aparatos de bombeo”.

La bomba y la draga de succión con cabezal de corte trabajan en conjunto para hacer de este el sistema de dragado óptimo para el manejo de material compacto, materiales altamente viscosos y para el bombeo de sólidos altos. Este sistema de bombeo puede bombear fácilmente lodos hasta 4500 pies sin necesidad de una bomba de refuerzo.

Para rocas grandes y distancias de más de 2000 pies, se recomienda una HPU (unidad de potencia hidráulica) para una producción máxima. Todas las dragas de succión EDDY Pump y los cabezales de corte de excavadoras funcionan con bombas de lodos industriales probadas en el campo y construidas en EE. UU.

El núcleo de este diseño es la tecnología patentada de la bomba EDDY y redefine la industria del bombeo al ser la única bomba que utiliza los principios de un tornado para crear una corriente de Foucault sincronizada. Esta bomba no es una bomba centrífuga, de desplazamiento positivo o de vórtice, sino la bomba con alto contenido de sólidos y gravedad específica más eficiente del mercado. Esto se traduce en la capacidad de bombear un mayor porcentaje de sólidos de material con menos agua.

La bomba EDDY consta de:

(1) rotor generador de energía  unido al final de un
(2) eje de transmisión  y colocado dentro de un
(3) voluta.  . A medida que el rotor comienza a girar, pone en movimiento el fluido ambiental presente dentro de la voluta y
(4) cámara de admisión contigua. A la velocidad de funcionamiento normal, este fluido giratorio es empujado hacia abajo, hacia el centro hueco de la cámara de admisión, donde crea una columna de fluido sincronizada y arremolinada de alta velocidad.
(5) que agita el material
(6) para ser bombeado (lodo, arena, arcilla, etc.) Esta columna de fluido en remolino crea una periferia
(7) efecto de «remolino» que hace que el material agitado se desplace por flujo inverso, a lo largo de los lados de la cámara de admisión, hacia la voluta . Aquí el material, bajo la presión desde abajo, es forzado en el
(8) tubería de descarga.

Resultados del proyecto

El uso de una grúa en lugar de dos ayudó a Flatiron a ahorrar mucho dinero en este proyecto.

“Además, fue significativo que pudiéramos evitar el uso de una fuente de agua externa para alimentar la bomba de chorro”, dijo Horton. «La bomba de dragado produciría aproximadamente 150 yardas cúbicas por hora, independientemente de la profundidad de la excavación, que es una producción de concha doble a poca profundidad y producción de concha triple a profundidades profundas».

El uso de la bomba de dragado proporcionó material de desecho continuo al área de almacenamiento/descarga.

“Pudimos colocar la grúa en una posición alejada del área de escombros, lo que aumentó la movilidad del sitio”, dijo Horton. “La excavación tipo almeja suele ser muy complicada. Además de que la grúa no puede soportar una bivalva, la bomba de dragado es una operación mucho más limpia”.

Acerca de Flatiron Construction

Flatiron Construction desarrolla soluciones innovadoras para construir infraestructura crítica y proyectos emblemáticos. Flatiron construye carreteras, puentes, vías férreas, aeropuertos, represas, proyectos industriales, de agua y subterráneos, desde trabajos comunes hasta trabajos complejos a gran escala. Al entregar proyectos exitosos bajo una variedad de métodos de contratación, Flatiron tiene una experiencia y pericia incomparables en diseño y construcción y en asociaciones público-privadas. Fundada en Boulder, Colorado, en 1947, y llamada así por las formaciones rocosas únicas de allí, Flatiron ahora opera en los EE. UU. y Canadá. Flatiron es una subsidiaria de HOCHTIEF, con sede en Alemania, uno de los proveedores de servicios de construcción internacionales más grandes del mundo. www.flatironcorp.com

Acerca de EDDY Pump Corporation

Acerca de EDDY Pump Corporation
Fundada en 1984, Eddy Pump Corporation brinda a sus clientes la tecnología y el servicio más avanzados que la industria tiene para ofrecer. Al servicio de diversas industrias, incluida la Marina de los EE. UU., Petróleo y gas, minería, aguas residuales, papel/pulpa, dragado, fracking, química y otras, el núcleo de la empresa es la tecnología patentada EDDY Pump. La bomba EDDY no es una bomba centrífuga, de vórtice o de desplazamiento positivo. En cambio, es un diseño patentado construido para aprovechar el poder de un tornado en dinámica de fluidos, creando una corriente de Foucault sincronizada. Este diseño permite que la bomba EDDY maneje material que alguna vez se consideró imposible o con un costo prohibitivo. La bomba EDDY no tiene un impulsor, sino un rotor giratorio de diseño geométrico que crea una corriente de Foucault. Basado en este diseño, se crea una mayor succión sin estar restringida por las tolerancias críticas que necesitan otras bombas. www.eddypump.com