Tipos de bombas para minería subterránea

Una de las problemáticas que se presentan en las minas subterráneas es el drenaje de agua de mina, dependiendo de la ubicación geográfica las minas pueden drenar flujos variados.

Las que mayor flujo tienen son las que se ubican en zonas lluviosas y con mayor extensión de socavones. El agua subterránea puede estar almacenada en cavidades o fluyendo por la acción de la gravedad mediante las cavidades por el desnivel del terreno.

Para desarrollar la minería subterránea es primordial mantener el área seca para que los trabajadores realicen las actividades de extracción del material de interés. Para lograrlo, se requiere del uso de equipos y sistemas de bombeo que ayudan a abatir los niveles freáticos.

Mediante el uso de estudios geológicos se determinan las áreas de interés que se encuentran inundadas y se perforan pozos para bombear el agua estancada.

Las bombas centrífugas en la minería

Una tecnología poco conocida pero muy eficiente para el bombeo de agua limpia y agua de recuperación, es el uso de bombas centrífugas anfibias, su diseño anfibio permite que el flujo de agua admitido por la brida de succión sea bombeado por los impulsores a lo largo del motor permitiendo un excelente intercambio térmico lo que asegura que el motor siempre operará con baja temperatura, estas bombas pueden operar totalmente sumergidas, parcialmente sumergidas o en superficie.

Para satisfacer las necesidades de bombeo que la actividad minera requiere las bombas anfibias pueden ser suministradas con una sola etapa o multietapas. En mina interior se realizan cárcamos o piletas de captación de agua de filtración para controlar y mantener lo más seco posible el lugar de trabajo.

Así, se evitan inundaciones y, dependiendo de la profundidad de la mina, el agua es bombeada a un sistema principal de cárcamos de rebombeo o directamente a la superficie.

Las bombas centrífugas anfibias son ideales para esta aplicación debido a su versatilidad de instalación vertical, horizontal o inclinada. Pueden instalarse en serie para aumentar la carga o en paralelo para aumenta el flujo.

Las bombas anfibias son de construcción compacta, por lo que ofrecen una ventaja importante al usar estas bombas en los cárcamos principales de captación pues permite bombear el agua con menos cantidad de sólidos que se encuentran en la parte superior y alargar así sus tiempos de mantenimiento y
vida útil.

Algunas ventajas de las bombas centrífugas anfibias sobre las bombas tipo
turbina convencionales son las siguientes:

• No se requiere alineación del eje de transmisión ni de ningún otro componente
• No requiere de largas columnas ni bujes a lo largo de la columna
• Equipo compacto. Son hasta un 30% más ligero que una bomba de turbina de eje vertical
• La bomba no se ve afectada por las condiciones climáticas, como el sol, la lluvia o las inundaciones
• Operan en cualquier posición (horizontal, inclinada o vertical)
• Factible para cualquier etapa del proyecto
• La bomba puede ser fijada por la brida de descarga, convirtiéndose en una extensión de la tubería
• Elimina las vibraciones ocasionadas por desalineación del conjunto
• Se adapta a la estructura civil existente
• El fluido bombeado crea un aislamiento acústico entre el motor y el exterior, dando como resultado un ruido de <60 dB cuando se instala fuera del agua
• Baja temperatura del motor (<55 °C) originado por el constante intercambio térmico con fluido bombeado
• Impulsores y difusores diseñados con software de última generación (Inventor y ANSYS CFX), mediante simulación hidrodinámica que resulta alto rendimiento hidroenergético

Sistema de desagüe

Para el sistema de desagüe de piletas se requiere bombear el agua con concentraciones de sólidos de hasta 10% en peso, es decir mezclas de agua con sólidos con gravedad específica de 1.1 al cárcamo principal mediante bombas portátiles sumergibles que se caracterizan por su construcción ligera para facilitar su transporte y materiales resistentes en aleaciones al alto cromo en sus partes de contacto con el fluido bombeado que garantiza un bombeo adecuado, flecha en acero inoxidable y rodamientos de bola de doble hilera pre-engrasados para uso severo.

Para facilitar el mantenimiento las bombas sumergibles para desagüe de mina se suministran con sellos mecánicos tipo cartucho, como protección adicional de sellado se utilizan sellos de labios construidos en carburo de silicio.

El uso de deflectores de desgaste permite que una bomba sumergible eléctrica pueda procesar el agua cargada con arena con un impacto mínimo en el rendimiento.

Los diseños de bombas eléctricas de drenaje convencionales tienen dificultades para ofrecer un buen rendimiento y una buena gestión de sólidos a la vez. Sin embargo, nuestra tecnología de deflectores de desgaste WEDA combina lo mejor de ambos.

En la medida de lo posible, el diseño incluye hélices cerradas, conocidas por tener un efecto positivo en el rendimiento de la bomba. Las aletas del difusor patentadas protegen el impulsor, desviando y alejando los sólidos del difusor y del impulsor, que son las zonas más propensas al desgaste, este diseño hidráulico prolonga el ciclo de vida de la bomba sumergible eléctrica y contribuye a mantener el rendimiento de la bomba durante más tiempo.

Para proteger los equipos se suministran con protecciones de control de rotación, contra caídas de fase y protecciones térmicas en los devanados del motor; Los motores eléctricos se encuentran alojados en los cuerpos de las bombas, adecuados para operar con voltajes 460V +/- 10%, 60 Hz con factor se servicio de 1.15; la gama de potencia disponible va desde equipos con ½ HP hasta 100 Hp.

En los cárcamos y piletas de bombeo los sólidos más pesados se sedimentan por diferencia de densidades, para recuperar el volumen de los depósitos los lodos son bombeados mediante bombas sumergibles portátiles diseñadas específicamente para estas aplicaciones, dependiendo de la concentración de sólidos podemos usar bombas para lodos ligeros que manejan gravedad específica de hasta 1.4 y paso de sólidos de 2” de diámetro máximo, construidas en aleación de aluminio endurecido resistente a la corrosión y en sus partes húmedas en aleación al alto cromo. Las bombas de lodo WEDA pueden manejar lodo espeso, suave y húmedo u otras mezclas viscosas similares de líquidos y sólidos, especialmente el producto de un proceso industrial, refinación y minería.

Bombas centrífugas para el bombeo de lodos

Para el bombeo de mezclas de lodos con gravedad específica de 1.7 y paso de sólidos de hasta 2.5” echamos manos de bombas sumergibles diseñadas con materiales adecuados para resistir la corrosión y abrasión que los sólidos generan a las partes húmedas de las bombas; aleaciones de hierro fundido con recubrimiento epóxico en el cuerpo de las bombas, aleación de Nikel-Cromo en las flechas y aleación al alto cromo en impulsores son comúnmente usadas, estos materiales de construcción permiten que se puedan bombear fluidos con pH de 4 – 10, los mores para este tipo de bombas son sumergibles con protección IP 68 y factor de servicio de 1.25.

Otra tecnología de bombeo usada para el desagüe de mina, cuando se requiere evitar el uso de rebombeos, son las bombas de desplazamiento positivo de pistón-diafragma.

Estas bombas accionadas mediante motores eléctricos, que debido a su construcción robusta y a su principio de operación, pueden manejar altas cargas de hasta 2549 mca y caudal del 800 m³/h (3522 GPM).

Debido a las elevadas cargas que este tipo de bombas puede vencer se requiere el uso de válvulas de alivio calibradas aproximadamente a un 10% por encima de la presión máxima de trabajo, este valor tiene que ser determinado por el ingeniero de proyectos durante la ingeniería de detalle. Otros elementos como estabilizadores en la succión y amortiguadores de pulsaciones que ayudan a pasar de un flujo pulsante a un flujo hasta un 95% continuo, son usados como parte de la instalación típica, estos elementos se calibran a un 20% por debajo de la presión de trabajo.

Las bombas de pistón diafragma son ideales cuando se requiere bombear el agua del fondo de interior mina directamente a la superficie sin escalas, además son equipos altamente eficientes (95% de eficiencia), que permiten el uso de motores más pequeños disminuyendo costos en el consumo de energía eléctrica.

Los periodos de mantenimiento son prolongados y los costos son bajos debido a que las bombas operan en promedio a 65 revoluciones por minuto y las piezas en contacto con el fluido que sufren desgaste son mínimas (membranas, asientos y bolas).

Conoce más sobre nuestros equipos de bombeo:

Bombas Sumergibles Industriales

Bombas de Pistón / Membrana