Bombas en La Mineria
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7/27/2019 Bombas en La Mineria
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Calama
Ingeniera en minas
Universidad tecnolgica de chile INACAP
Bombas Para la
Minera
Nombres: Harold becker
Rodrigo Lastra
Felipe Muoz
Diego Parra
Celso veliz
Seccin 171
Fecha: 28-06-2013
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ndice
Introduccin3
Bombas de engranajes4
Bombas de tornillo.5
Bombas peristlticas.6
Bombas centrifugas..7
Bombas de arieta9
Bombas de diseo...10
Bombas de tratamiento de agua...11
Bombas de trituracin y procesos.14
Conclusin..20
Bibliografa..21
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Introduccin
El agua para ser utilizable no siempre la tenemos en el punto donde la necesitamos, por lo
que en la mayor parte de los casos es necesario transportarla y/o elevarla al sitio donde larequerimos, y cada vez ms frecuente es necesario tambin darle una determinada
presin para su adecuada utilizacin.
Para ello necesariamente tenemos que agregarle cierta cantidad de energa, la cual nos
permite lograr colocar el agua donde nos es til. La mejor manera que ha encontrado el
hombre hasta el momento de lograr esto es a travs de una bomba, cuya funcin es
generar la presin necesaria para vencer la altura a la que queremos tenerla, as como
subsanar todas las prdidas de presin generadas por la friccin en las tuberas y
accesorios para su transporte, esto se logra a travs de un intercambio de energa el cual
se lleva a cabo haciendo girar un impulsor mediante una flecha o eje, y el cual por su
geometra es decir el diseo de sus alabes generar dicha presin.
El objetivo del presente manual de diseo, es dar una gua lo ms objetiva y accesible
posible para aprender a disear adecuadamente un equipo de bombeo.
Contiene una seccin de hidrulica bsica, la cual es muy importante comprender para
generar un buen diseo y clculo, y recomendamos al estudiante nuevo medite con
cuidado estos conceptos que son bsicos para comprender el transporte de agua, que
como ya mencionamos
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Bombas de Engranajes
Una bomba de engranajes es un tipo de bomba hidrulica que consta de dos engranajes
encerrados en un alojamiento muy ceido. Transforma la energa cintica en forma de parmotor, generada por un motor, en energa hidrulica a travs del caudal de aceite
generado por la bomba.
Componentes
El elemento principal de la bomba es el par de engranajes acoplados. El par de engranajes
est formado por el eje conductor/motriz (el que es accionado por el eje del motor) y el
eje conducido. El eje conductor hace girar al eje conducido bajo el principio del
desplazamiento provocado por el contacto entre los dientes de los engranajes de los ejes.
Funcionamiento
Al accionarse la bomba, el aceite entra por el orificio de entrada (aspiracin) de la bomba
debido a la depresin creada al separarse los dientes de uno respecto a los del otroengranaje. El aceite es transportado a travs de los flancos de los dientes del engranaje
hasta llegar al orificio de salida de la bomba, donde, al juntarse los dientes del eje
conductor con los del conducido, el aceite es impulsado hacia el orificio de salida
(presin).
El uso de las bombas de engranajes externos en el mercado es muy comn debido a que
es un producto compacto, potente, robusto y competitivo a nivel de coste.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/74/Bomba_de_engranajes1.JPG -
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Bomba de Tornillo
Una bomba de tornillo es un tipo de bomba hidrulica considerada de desplazamiento
positivo, que se diferencia de las habituales, ms conocidas como bombas centrfugas.
Esta bomba utiliza un tornillo helicoidal excntrico que se mueve dentro de una camisa y
hace fluir el lquido entre el tornillo y la camisa.
Est especficamente indicada para bombear fluidos viscosos, con altos contenidos de
slidos, que no necesiten removerse o que formen espumas si se agitan. Como la bomba
de tornillo desplaza el lquido, este no sufre movimientos bruscos, pudiendo incluso
bombear uvas enteras.
Uno de los usos que tiene es la de bombear fangos de las distintas etapas de las
depuradoras, pudiendo incluso bombear fangos deshidratados procedentes de filtros
prensa con un 22-25% de sequedad.
Este tipo de bombas son ampliamente utilizadas en la industria petrolera a nivel mundial,
para el bombeo de crudos altamente viscosos y con contenidos apreciables de slidos.
Nuevos desarrollos de estas bombas permiten el bombeo multifsico.
En este tipo de bombas pueden operar con flujos fijos a su descarga, an cuando
bombeen contra una red de presin variable. Convirtindolas en excelentes equipos de
bombeo a utilizar en redes de recoleccin de petrleo. En el caso de las bombas
centrfugas. El flujo entregado depende de la presin a su descarga.
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Bombas Peristlticas
Una bomba peristltica es un tipo de desplazamiento positivo usada para bombear una
variedad de. El fluido es contenido dentro de un tubo flexible empotrado dentro de una
cubierta circular de la bomba. Un con un nmero de 'rodillos', 'zapatas' o 'limpiadores'
unidos a la circunferencia externa comprimen el tubo flexible. Mientras que el rotor da
vuelta, la parte del tubo bajo compresin se cierra forzando, de esta manera, el fluido a
ser bombeado para moverse a travs del tubo. Adicionalmente, mientras el tubo se vuelve
a abrir a su estado natural despus del paso de la leva, el flujo del fluido es inducido a la
bomba. Este proceso es llamado peristalsis.
Usos
Las bombas peristlticas son tpicamente usadas para bombear fluidos limpios o estriles
porque la bomba no puede contaminar el lquido, o para bombear fluidos agresivos
porque el fluido puede daar la bomba. Algunas aplicaciones comunes incluyen bombear
productos qumicos agresivos, mezclas altas en slidos y otros materiales donde el
aislamiento del producto del ambiente, y el ambiente del producto, son crticos.
Bombas de alta y baja presin
Las bombas peristlticas de ms alta presin, que tpicamente pueden operar con hasta 16
bar, usualmente usan zapatos y tienen cubiertas llenas con lubricante para prevenir la
abrasin del exterior del tubo de la bomba y para ayudar en la disipacin del calor.
Usualmente usan tubos reforzados, a menudo llamados 'mangueras', y esta clase de
bomba es con frecuencia llamada 'bomba de manguera'.
Las bombas peristlticas de ms baja presin, tienen tpicamente cubiertas secas y usan
rodillos. Usualmente usan tuberas no reforzadas, y esta clase de bomba a veces es
llamada una 'bomba de tubo' o ' bomba de tubera'.
Ventajas
Debido a que la nica parte de la bomba en contacto con el fluido que es bombeado es el
interior del tubo, las superficies internas de la bomba son fciles de esterilizar y limpiar.
Adems, puesto que no hay partes mviles en contacto con el lquido, las bombas
peristlticas son baratas de fabricar. Su carencia de vlvulas, de sellos y de arandelas, y el
uso de mangueras o tubos, hace que tengan un mantenimiento relativamente de bajo
costo comparado a otros tipos de bombas.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/20/Schlauchpumpe-lineare-Verdraengung.png -
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Bombas Centrifugas
Las Bombas centrfugas tambin llamadas Rotodinmicas, son siempre rotativas y son un
tipo de bomba hidrulica que transforma la energa mecnica de un impulsor . El fluido
entra por el centro del rodete, que dispone de unos labes para conducir el fluido, y por
efecto de la fuerza centrfuga es impulsado hacia el exterior, donde es recogido por lacarcasa o cuerpo de la bomba, que por el contorno su forma lo conduce hacia las tuberas
de salida o hacia el siguiente rodete se basa en la ecuacin de Euler y su elemento
transmisor de energa se denomina impulsor rotatorio llamado rodete en energa cintica
y potencial requeridas y es este elemento el que comunica energa al fluido en forma de
energa cintica.
Las Bombas Centrfugas se pueden clasificar de diferentes maneras:
Por la direccin del flujo en: Radial, Axial y Mixto.
Por la posicin del eje de rotacin o flecha en: Horizontales, Verticales e Inclinados.
Por el diseo de la coraza (forma) en: Voluta y las deTurbina.
Por el diseo de la mecnico coraza en: Axialmente Bipartidas y las Radialmente Bipartidas.
Por la forma de succin en: Sencilla y Doble.
Aunque la fuerza centrfuga producida depende tanto de la velocidad en la periferia del
impulsor como de la densidad del lquido, la energa que se aplica por unidad de masa del
lquido es independiente de la densidad del lquido. Por tanto, en una bomba dada que
funcione a cierta velocidad y que maneje un volumen definido de lquido, la energa quese aplica y transfiere al lquido, (en pascals, Pa, metros de columna de agua m.c.a. o o pie-
lb/lb de lquido) es la misma para cualquier lquido sin que importe su densidad.
Tradicionalmente la presin proporcionada por la bomba en metros de columna de agua o
pie-lb/lb se expresa en metros o en pies y por ello que se denomina genricamente como
"altura", y aun ms, porque las primeras bombas se dedicaban a subir agua de los pozos
desde una cierta profundidad (o altura).
Las bombas centrfugas tienen un uso muy extendido en la industria ya que son adecuadas
casi para cualquier uso. Las ms comunes son las que estn construidas bajo normativa
DIN 24255 (en formas e hidrulica) con un nico rodete, que abarcan capacidades hasta
los 500 m/h y alturas manomtricas hasta los 100 metros con motores elctricos de
velocidad normalizada. Estas bombas se suelen montar horizontales, pero tambin
pueden estar verticales y para alcanzar mayores alturas se fabrican disponiendo varios
rodetes sucesivos en un mismo cuerpo de bomba. De esta forma se acumulan las
presiones parciales que ofrecen cada uno de ellos. En este caso se habla de bomba
multifsica o multietapa, pudindose lograr de este modo alturas del orden de los 1200
metros para sistemas de alimentacin de calderas.
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Constituyen no menos del 80% de la produccin mundial de bombas, porque es la ms
adecuada para mover ms cantidad de lquido que la bomba de desplazamiento positivo.
No hay vlvulas en las bombas de tipo centrfugo; el flujo es uniforme y libre de impulsos
de baja frecuencia.
Los impulsores convencionales de bombas centrfugas se limitan a velocidades en el orden
de 60 m/s (200 pie/s).
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3c/Bomba_centrifuga.jpg -
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Bomba de Ariete
Una bomba de ariete es una bomba hidrulica cclica que utiliza la energa cintica de un
golpe de ariete en un fluido para subir una parte de ese fluido a un nivel superior. No
necesita por lo tanto aporte de otra energa exterior. Esto y su sencillez la hace adecuada
para lugares remotos donde no hay acceso a energa elctrica o motores de otro tipo.
Funcionamiento
El principio de funcionamiento es como sigue. El lquido, normalmente agua, procedentede un depsito suministrador A se acelera por un tubo de carga inclinado B con lo que su
energa potencial se convierte en energa cintica. Cuando la velocidad llega a un valor
determinado, la vlvula de descarga C sbitamente cierra cortando el flujo lo cual genera
una sobrepresin en el extremo inferior del tubo de carga, un golpe de ariete que fuerza
el agua a abrir la vlvula anti-retorno D y a subir por el tubo de descarga F hacia el nivel
superior del depsito G. La vlvula de descarga C se vuelve a abrir debido a la bajada de
presin del flujo de agua y el ciclo comienza de nuevo, cerrndose cada vez que el flujo
adquiere cierto valor.
En E se coloca una campana o caldern lleno de un gas a presin, normalmente aire, queamortigua los golpes de ariete y mantiene un flujo ms constante de fluido por el tubo F.
Este gas se acaba disolviendo en el agua por lo que es necesario reponerlo o envolverlo en
un globo de goma para evitar que se disuelva. Algunas bombas van provistas de un
sistema que inyecta una burbuja de aire con cada ciclo. Este sistema consiste en que se
disea el mecanismo para que al cerrar la vlvula D permite que se invierta
momentneamente el flujo del agua por lo que al cerrar sbitamente la vlvula se
produce una depresin que fuerza la entrada de un poco de aire por la vlvula K.
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Si la bomba de ariete tuviera un rendimiento energtico perfecto entonces la masa de
agua perdida por la vlvula C, a la que llamaremos Q, multiplicada por la altura de
suministro h sera igual a la altura H multiplicada por la masa de agua elevada, q. Es decir:
q = Q*h/H. En la realidad el rendimiento siempre es inferior y depende en gran medida de
la relacin h/H. En el mejor de los casos el rendimiento puede llegar al 85% pero decrece
segn crece la altura H y puede caer hasta el 20% o menos en instalaciones que bombeana gran altura.
Historia
Al parecer John Whitehurst de Cheshire en 1772 fabric lo que llam una "mquina de
pulsacin" pero no se tienen detalles sobre el invento. La primera bomba de ariete similar
a las de hoy de la que tenemos noticia fue inventada en 1796 por Joseph Michel
Montgolfier quien la instal en su fbrica de papel. Durante el siglo XIX la bomba de ariete
se populariz mucho pero con la llegada de la electricidad y los motores de bajo coste, ha
cado en desuso.
Diseos de bombas.Ofrece una amplia variedad de tipos de bomba complementarios, fabricados de acuerdo
con normas mundiales reconocidas y segn las especificaciones del cliente. Entre estas
bombas, podemos mencionar las siguientes:
De procesos de una sola etapa
De una etapa entre rodamientos
Multietapas entre rodamientos Vertical
Motor sumergible
Desplazamiento positivo
Nuclear
Especiales.
Beneficio.Los procesos de trituracin, clasificacin, separacin y concentracin de minerales
conllevan las aplicaciones ms abrasivas de toda la industria. La experiencia, el uso de
materiales lderes en el sector y los ms novedosos diseos resistentes a la erosin estnintegrados en cada una de las bombas de manipulacin de slidos.
Del cobre y del oro al fosfato y a los alquitranes, los diseos resistentes a la corrosin y a
la erosin de
la vida til del equipo en aplicaciones de minerales metlicos y no metlicos en todo el
mundo.
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Bombas de tratamiento de agua.
Bombas verticales tipo turbinaSon bromas Multietapas, con diseo de descarga superior o inferior a la base, para el
desaguado, la recuperacin de tierras y suministro de agua
Parmetros operativos
Caudales de hasta 13.600 m3/h (60.000 gpm)
Alturas de hasta 700 m (2300 pies)
Tamaos desde 150 mm (6 pulgadas) hasta 1375 mm (54 pulgadas)
Longitudes/Profundidades hasta 365 m (1200 pies)
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Bombas de una sola etapa entre rodamientos
Axialmente partida, de doble succin, para suministro de agua dulce y de procesoshidroquimicos, Tiene el campo de cobertura ms amplio de la industria y se usa en
servicios pesados de refineras, petroqumicas, procesamiento de gas y servicios de
produccin petrolfera en alta mar.
Parmetros operativos
Caudales de hasta 30.000 m3/h (132.000 gpm)
Alturas de hasta 300 m (985 pies)
Bombas multietapa entre rodamientos
Diseos de seccin en anillo y axialmente partida para desagote de agua de las minas,
suministro de agua dulce y de procesos, e inyeccin en pozos. Bomba multietapa, aquella
que tiene varios impulsores (turbinas) de agua montadas en un eje, trabajan en serie es
decir la primer etapa succiona el agua le levanta la presin y se la pasa a la otra que le
vuelve a levantar la presin y as sucesivamente. Es decir son de gran presin. El caudal es
el mismo pues es el agua que puede tomar la primera etapa.
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Parmetros operativos
Caudales de hasta 2950 m3/h (13.000 gpm)
Alturas de hasta 2130 m (7000 pies)
Bombas Reciprocantes.Diseos de mbolo para el servicio de desagote, El funcionamiento de una Bomba
Reciprocante depende del llenado y vaciado sucesivo de receptculos de volumen fijo,
para lo cual cierta cantidad de agua es obligada a entrar al cuerpo de la bomba en donde
queda encerrada momentneamente, para despus ser forzada a salir por la tubera de
descarga.
Parmetros operativos
Caudales de hasta 1140 m3/h (5000 gpm)
Presiones hasta 2070 bar (30.000 psi)
Bombas de trituracin y proceso.
Bombas para lodos abrasivos recubiertas de goma y de metales duros
Alimentacin primaria de ciclones, residuos, pulpas qumicas y abrasivas (finas y gruesas)
Materiales especiales y diseos especficos para el proceso de la almina y del cido
fosfrico
Diseos especiales de impulsor para el aire atrapado
Parmetros operativos
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Caudales de hasta 10.000 m3/h (44.000 gpm)
Alturas de hasta 90 m (300 pies)
Bombas de pulpas qumicas
Proceso de la almina y de materiales especiales, donde ellas estn especialmente
diseadas para que estas no tengan problemas en su interior, generando la succin
adecuada de mediante la pulpa que tiene una densidad diferente.
Parmetros operativos
Caudales de hasta 8000 m3/h (35.200 gpm)
Alturas de hasta 90 m (300 pies)
Bombas para pulpas abrasivas en voladizo vertical
Diseos de metal duro y recubierto de goma o de uretano para la transferencia de pulpas
minerales y de pulpa de flotacin
Parmetros operativos
Caudales de hasta 3200 m3/h (14.000 gpm)
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Alturas de hasta 60 m (200 pies)
Bombas para extraccin de solventes y extraccin electroltica.
Bombas Verticales tipo turbina
Materiales resistentes a la corrosin para la recogida de lixiviados, es apropiada paraaplicaciones de extraccin de agua en mantos acuferos mediante pozos profundos, para
extraccin de agua de ros, lagunas , agua salada , agua de minas y en crcamos de
bombeo para aplicaciones tanto municipales como industriales
Parmetros operativos
Caudales de hasta 13.600 m3/h (60.000 gpm)
Alturas de hasta 700 m (2300 pies)
Tamaos desde 150 mm (6 pulgadas) hasta 1375 mm
(54 pulgadas)
Longitudes/Profundidades hasta 365 m (1200 pies)
Bombas para procesos qumicos conforme a las normas ANSI e ISO
Diseos horizontales metlicos y no metlicos para servicios de gran corrosin, incluida
la pulverizacin de cidos del lixiviado, disolventes, servicio de refinados y de electrolitos
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Extremos hmedos de acero con elevado contenido en cromo para el servicio de
abrasivos
Parmetros operativos
Caudales de hasta 4540 m3/h (20.000 gpm)
Alturas de hasta 300 m (985 pies)
Bombas verticales de proceso en fosa hmeda
Diseos metlicos y polimricos reforzados con fibra, verstiles, para servicios de grancorrosin
Parmetros operativos
Caudales de hasta 1400 m3/h (6160 gpm)
Alturas de hasta 250 m (820 pies)
Bombas de proceso para servicios pesados
Diseos horizontales y verticales para aplicaciones con lixiviados, la bomba para pasta
aguada suele ser ms grande. En el interior tienen muchas caractersticas que la hacen
completamente diferente. El espesor de pared de las piezas del extremo para lquido o
mojado, como carcasa, impulsor, etc.Parmetros operativos
Caudales de hasta 9085 m3/h (40.000 gpm)
Alturas de hasta 100 m (330 pies)
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Gas de Chimenea
Servicios de asistencia.
Sumideros de escorrenta y lavado a presin.
Diseos recubiertos de goma, poliuretano y metales duros, verticales, para aplicaciones ensumideros abrasivos
Parmetros operativos
Caudales de hasta 2700 m3/h (12.000 gpm)
Alturas de hasta 100 m (330 pies)
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Conclusin
Despus de finalizar el presente trabajo de investigacin, hemos notado la importancia
que tienen las bombas en el mbito minero metalrgico, tanto en minera a rajo abierto
como en minera subterrnea, principalmente una vez teniendo los estudios geotcnicos
podremos determinar el procedimiento a seguir sobre las aguas subterrneas, sabiendo la
cabal existencia de ellas, precisamente el dato entregado del sondeo, y el estudio
geolgico de la zona donde iniciaremos la explotacin, nos indicar el tipo y clase de
bombas que podemos utilizar para poder a travs de stas extraer el agua, o por lo menos
minimizar ste aspecto para facilitar las operaciones, tanto en frentes de carguo, comolabores cotidianas que se realizan en los lugares de trabajo, tambin es muy importante su
utilizacin para regar las pilas de lixiviacin, carguo de combustible y abastecimiento de
lubricantes a los vehculos en faena.
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Bibliografa
http://www.minovausa.com/pdfs/ESPProducts/PumpsForMining-Sp.pdf
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idraulicas/clasificaciondelasbombashidraulicas.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_de_engranajes
http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_de_tornillo
http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_de_ariete http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_perist%C3%A1ltica
http://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_centr%C3%ADfuga
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