Transportar de forma fiable materiales abrasivos y reducir las paradas
Las bombas utilizadas en la minería y en las canteras de arena y grava funcionan en condiciones en las que el desgaste y la disponibilidad de las instalaciones determinan directamente la rentabilidad del proceso. Los lodos, los altos contenidos de sólidos y los componentes abrasivos someten a una gran carga al cabezal de la bomba, la membrana y el sistema de válvulas durante largos periodos de funcionamiento.
Emmerich diseña bombas de membrana de pistón adaptadas al fluido concreto que se va a bombear y al punto de funcionamiento real. Se tienen en cuenta, entre otros factores, el contenido de sólidos, el tamaño de los granos, el caudal, la presión, la distancia de bombeo, la altura de bombeo, la temperatura y el modo de funcionamiento.
El objetivo no es solo alcanzar el caudal requerido. Son decisivos un proceso estable, una vida útil previsible y un mínimo de esfuerzo en cuanto a mantenimiento y paradas no programadas.
Cuando se dan en conjunto la presencia de sólidos, la abrasividad y el funcionamiento continuo
En el tratamiento de materias primas, las bombas suelen tener que bombear medios cuya composición y efecto de desgaste son mucho más exigentes que en el caso de los líquidos puros. No basta con saber si un fluido es, en principio, bombeable. El contenido de sólidos, el tamaño de las partículas, la densidad, la viscosidad y la abrasividad influyen en el diseño global.
En la minería, los minerales finamente molidos pueden mezclarse con agua para formar una suspensión fluida y transportarse para su tratamiento o procesamiento posterior. En las plantas de arena y grava, la tarea de bombeo puede consistir en devolver al área de extracción los materiales no aprovechables resultantes de la extracción.
Un diseño inadecuado de la bomba puede provocar un mayor desgaste de los componentes, un bombeo inestable, intervenciones de mantenimiento más frecuentes e interrupciones no planificadas del proceso. Por ello, especialmente en el funcionamiento continuo, es necesario tener en cuenta de forma conjunta el caudal, la selección de materiales y las condiciones de la instalación.
Por qué las bombas de pistón y membrana pueden ser adecuadas para suspensiones abrasivas
En una bomba de pistón y membrana, el accionamiento y el fluido bombeado están separados entre sí. El fluido se hace pasar de forma controlada a través del cabezal de la bomba, mientras que los componentes mecánicos del accionamiento no entran en contacto directo con la suspensión.
Sin embargo, en el caso de los fluidos abrasivos, el principio de bombeo no es el único factor decisivo. El cabezal de la bomba, la membrana, las válvulas, los materiales y las secciones transversales de flujo deben adaptarse al fluido, al tamaño de las partículas y al punto de funcionamiento deseado. Solo esta adaptación convierte la tecnología de bombeo en una solución resistente para el proceso concreto.
El principio de bombeo volumétrico y la elevada eficiencia pueden resultar especialmente relevantes desde el punto de vista económico en condiciones de presión exigentes y tiempos de funcionamiento prolongados. En el caso de tramos de bombeo largos o grandes alturas de bombeo, se tiene en cuenta además el trazado completo de la tubería en el diseño.
La tecnología actual confirma la separación entre el accionamiento y el fluido, el uso con fluidos abrasivos, así como la adaptación individual del cabezal de la bomba, las válvulas y el sistema de control.
Aspectos que se tienen en cuenta en el diseño
Una solución de bombeo adecuada no se deriva de una configuración estándar, sino de los datos operativos concretos del proceso. En aplicaciones mineras, así como en canteras de arena y grava, Emmerich tiene especialmente en cuenta:
- la composición, el contenido de sólidos y el tamaño de las partículas del medio
- abrasividad, densidad, viscosidad y temperatura
- caudal, presión de bombeo, distancia de bombeo y altura de bombeo
- materiales, membranas, válvulas y secciones transversales de flujo adecuados
- Requisitos de regulación, convertidores de frecuencia y control de la instalación
- Esfuerzo de mantenimiento, vida útil, riesgos de desgaste y costes de explotación
¿Qué datos determinan el diseño de la bomba?
Para un diseño de bomba fiable, no solo se tienen en cuenta el caudal y la presión. Las propiedades del fluido, la tubería y el modo de funcionamiento previsto también influyen en qué modelo de bomba resulta adecuado desde el punto de vista técnico y económico.
| Característica de diseño | Relevancia para el diseño de la bomba |
|---|---|
| Fluido bombeado | La composición, la densidad, la viscosidad y las propiedades químicas determinan el diseño básico de la bomba. |
| Contenido de sólidos | El contenido de sólidos influye en el comportamiento de bombeo, la carga a la que se ven sometidos los componentes y la potencia necesaria de la bomba. |
| Tamaño de las partículas y abrasividad | El tamaño de las partículas y su efecto de desgaste son factores relevantes para la tecnología de válvulas, las secciones transversales de flujo y la selección de materiales. |
| Caudal | El caudal volumétrico necesario, junto con la presión de bombeo, define el punto de funcionamiento requerido. |
| Presión de bombeo | La presión necesaria viene determinada por el proceso, la altura de bombeo y las resistencias dentro de la tubería. |
| Recorrido y altura de bombeo | La longitud, los desniveles, el diámetro de las tuberías y el trazado de la red influyen en la presión necesaria del sistema. |
| Temperatura | La temperatura del fluido es relevante para la selección de la membrana, las juntas y los materiales en contacto con el fluido. |
| Condiciones de aspiración | Se debe tener en cuenta la altura de aspiración o la altura de entrada disponible para garantizar que la bomba reciba el fluido de forma fiable. |
| Modo de funcionamiento | El funcionamiento continuo, los cambios de carga y los tiempos de funcionamiento previstos influyen en el accionamiento, la regulación y el plan de mantenimiento. |
| Control y regulación | La regulación mecánica, los convertidores de frecuencia o el control de procesos se adaptan al funcionamiento deseado. |
Cuanto más precisos sean estos datos, más fiable será la evaluación de la idoneidad técnica, los posibles riesgos de desgaste y los costes de funcionamiento previstos.
Tareas típicas de transporte en la industria de las materias primas
Tanto en la minería como en las canteras de arena y grava surgen diferentes tareas de transporte, en función del proceso de extracción y tratamiento. Además del transporte de suspensiones de mineral fluidas, es necesario, entre otras cosas, reciclar los residuos que contienen sólidos o suministrar los medios necesarios para las etapas posteriores del proceso.
La solución de bombeo adecuada no depende únicamente del sector. Son decisivos la composición del fluido, la distancia de bombeo, la presión necesaria y el modo de funcionamiento previsto.
Arena, canteras de grava y minería
- Reenvío de materiales no aprovechables a la zona de extracción
- Extracción de residuos con contenido de sólidos procedentes de la explotación
- Recirculación de aguas de proceso, siempre que el medio y las condiciones del proceso sean adecuados
- Transporte de suspensiones de mineral fluidas
- Transporte para el tratamiento o la transformación posterior
- Transporte de residuos de extracción
- Transporte de concentrados
Transporte hidráulico en distancias largas y con grandes alturas de elevación
Cuando es necesario transportar de forma continua suspensiones abrasivas o que contienen sólidos a través de tuberías largas o con grandes desniveles, es fundamental tener en cuenta el sistema de bombeo en su conjunto. La longitud del recorrido, la altura de bombeo, las pérdidas en las tuberías, el fluido y el caudal deseado determinan conjuntamente la presión necesaria.
En la página dedicada al transporte hidráulico podrá descubrir cómo Emmerich diseña estos procesos de transporte y qué ventajas económicas pueden ofrecer las bombas de pistón y membrana en condiciones de presión exigentes.
Deshidratación de lodos de proceso mediante filtros prensa
Si durante la extracción o el tratamiento se generan lodos de proceso deshidratables, la alimentación del filtro prensa puede constituir una etapa de proceso independiente posterior. En ese caso, la bomba no tiene que superar principalmente un largo recorrido de bombeo, sino que debe adaptar su caudal a la presión creciente del filtro durante el proceso de filtración.
Encontrará más información sobre el ajuste automático de la presión y el caudal, así como sobre la alimentación eficiente, en la página dedicada a la alimentación de los filtros prensa.
Preguntas frecuentes sobre las bombas de membrana de pistón para la minería y las canteras de arena y grava
Para lodos abrasivos y suspensiones con sólidos, se pueden utilizar bombas cuyos componentes en contacto con el fluido estén adaptados al contenido de sólidos, al tamaño de las partículas y al efecto de desgaste. Las bombas de pistón y membrana pueden ser adecuadas para este tipo de procesos si el cabezal de la bomba, la membrana, las válvulas y el punto de funcionamiento se diseñan adecuadamente.
En principio, las bombas de membrana de pistón pueden bombear fluidos que contienen sólidos. Su idoneidad concreta depende, entre otras cosas, del porcentaje de sólidos, el tamaño de las partículas, la densidad, la viscosidad, la abrasividad y el caudal. No se debe indicar un límite de carga general sin disponer de los datos del fluido.
El transporte hidráulico cobra especial importancia cuando una suspensión se transporta de forma continua a través de una tubería y la distancia, la altura de elevación y las pérdidas en la tubería determinan la presión necesaria. Para este tipo de proyectos, se recomienda profundizar en el diseño consultando la sección «Transporte hidráulico».
En la página actual de «Ámbitos de aplicación» se mencionan el transporte de residuos mineros y el bombeo de concentrados como aplicaciones típicas. Para determinar si una bomba concreta es adecuada, se tienen en cuenta el fluido, el porcentaje de sólidos, el tamaño de grano, el caudal y las condiciones de la instalación.
Se necesitan datos lo más precisos posible sobre el fluido a transportar, el porcentaje de sólidos, el tamaño de las partículas, la densidad, la viscosidad, la temperatura, el caudal, la presión, la longitud del recorrido, la altura de elevación, las condiciones de aspiración y el modo de funcionamiento.
