Fabricación de Spools con Fittings - AtkinsRéalis

Durante 2017, Kronos Mining ejecutó la fabricación de spools de mediano diámetro con fittings complejos para AtkinsRéalis, una de las firmas de ingeniería y consultoría de mayor envergadura a nivel mundial, con presencia consolidada en proyectos de minería e infraestructura en el norte de Chile. El alcance del proyecto comprendió la prefabricación en taller de spools en diámetros nominales DN300 a DN400 en acero al carbono, incluyendo geometrías con fittings tipo tee con ramal lateral, reducciones soldadas y flanges tipo ANSI en ambos extremos. Las fotografías del proceso de fabricación muestran spools montados sobre caballetes metálicos ajustables, con soldadura activa bajo supervisión de calidad y marcaciones de isométricos en tiza verde que evidencian la trazabilidad de cada pieza.

Desafío Técnico

La fabricación de spools con fittings complejos en diámetros de mediano rango presenta desafíos de ingeniería que superan los de un spool recto convencional. La incorporación de tees con ramal lateral y reducciones soldadas introduce puntos de concentración de tensiones en las juntas, donde la geometría del fitting genera transiciones de espesor y cambios de dirección del flujo que deben ser cuidadosamente controlados durante la soldadura para evitar distorsiones angulares y tensiones residuales inaceptables.

El requerimiento de AtkinsRéalis exigía spools prefabricados con precisión dimensional suficiente para ensamblar directamente en campo sin ajustes, condición crítica en proyectos de piping industrial minero donde los tiempos de montaje en planta son restringidos y cualquier reproceso impacta directamente el cronograma de la operación. Adicionalmente, las configuraciones geométricas variadas —cada spool con su propia isometría— demandaban un control pieza a pieza que no admitía fabricación en serie estandarizada.

Ingeniería y Diseño

La fabricación se rigió por los requisitos de ASME B31.3 para sistemas de tuberías de proceso, norma de referencia para piping industrial en operaciones mineras. Kronos Mining trabajó con procedimientos de soldadura calificados bajo ASME IX, utilizando material de aporte certificado compatible con acero al carbono para garantizar la integridad metalúrgica de cada junta.

Cada spool fue prefabricado siguiendo la isometría específica provista por la ingeniería de AtkinsRéalis. Las fotografías de proceso muestran marcaciones en tiza verde con el número de isométrico —visible el “108” en uno de los spools— lo que confirma el sistema de trazabilidad aplicado desde la etapa de corte hasta la inspección final. Los fittings tipo tee fueron posicionados verificando la ortogonalidad del ramal respecto al cuerpo principal, mientras que los flanges tipo ANSI fueron alineados con control de paralelismo de caras y orientación de agujeros de pernos según el estándar aplicable. Las reducciones soldadas fueron dimensionadas para garantizar la transición gradual de diámetro sin generar turbulencias excesivas en el flujo ni concentraciones de tensión fuera de los límites del código.

Fabricación en Taller

La prefabricación se desarrolló íntegramente en el taller de Kronos Mining, equipado con caballetes metálicos ajustables que permiten posicionar spools de mediano diámetro a la altura de trabajo óptima para el soldador. La imagen panorámica del taller muestra dos spools de acero al carbono montados sobre estos caballetes, con la escala de la nave industrial visible al fondo, evidenciando la capacidad de producción simultánea de múltiples piezas.

Las fotografías capturan la soldadura activa en un spool con flanges en ambos extremos: el soldador ejecuta la junta con arco activo mientras un segundo trabajador con portapapeles supervisa la operación en el fondo del taller, lo que confirma la presencia de control de calidad durante el proceso de soldadura. La secuencia de soldadura siguió los procedimientos calificados, con control de temperatura interpasada y verificación visual de cada junta antes de avanzar a la siguiente. Tras completar la soldadura, cada spool fue sometido a inspección dimensional y verificación de paralelismo de caras de flange con comparador de carátula.

Especificaciones Técnicas

• Tipo de trabajo: Fabricación de spools de mediano diámetro con fittings complejos
• Cliente: AtkinsRéalis
• Material: Acero al carbono
• Diámetros nominales: DN300 a DN400
• Fittings: Tees con ramal lateral, reducciones soldadas, flanges tipo ANSI
• Terminaciones: Flanges con caras mecanizadas en ambos extremos
• Norma de diseño: ASME B31.3
• Calificación de soldadura: ASME IX
• Trazabilidad: Marcación de isométricos en tiza verde (pieza a pieza)
• Ubicación del taller: Kronos Mining, Región Metropolitana, Chile
• Destino: Proyecto minero AtkinsRéalis, Antofagasta
• Período de ejecución: 2017

Instalación y Puesta en Marcha

Los spools fueron despachados al sitio del proyecto de AtkinsRéalis en la Región de Antofagasta completamente prefabricados, con conformidad dimensional verificada en taller y marcación de isométrico individual para facilitar la identificación y el montaje secuencial en campo. La estrategia de prefabricación total en taller controlado permite trasladar la complejidad de la soldadura y el control dimensional a un entorno con acceso a equipos fijos, posicionadores y medios de inspección, reduciendo significativamente los tiempos de montaje en planta y eliminando la necesidad de soldadura en campo para las juntas principales.

Una vez en sitio, los spools fueron ensamblados mediante conexiones bridadas, permitiendo el montaje mecánico con torqueo controlado de pernos y verificación de apriete. El sistema de piping fue sometido a prueba hidrostática conforme a ASME B31.3, verificando la estanqueidad de todas las juntas soldadas y las conexiones bridadas antes de la habilitación para operación.

Resultados

El conjunto de spools entregado a AtkinsRéalis cumplió con las tolerancias dimensionales requeridas por las isometrías del proyecto, sin registrar reprocesos ni ajustes en campo durante el montaje. La trazabilidad pieza a pieza —evidenciada por las marcaciones de isométricos visibles en las fotografías de proceso— permitió una identificación inmediata de cada spool durante la recepción en sitio y el montaje secuencial del sistema. El proyecto confirmó la capacidad de Kronos Mining para fabricar spools de piping industrial con geometrías complejas de fittings en diámetros de mediano rango, cumpliendo los estándares de calidad exigidos por firmas internacionales de ingeniería como AtkinsRéalis.