El transporte de lodos a larga distancia es frecuente en la minería, el procesamiento de minerales, la gestión de relaves y otras aplicaciones industriales. Sin embargo, seleccionar una bomba para una tubería de gran longitud no es tan sencillo como simplemente hacer coincidir la altura manométrica de la bomba con la longitud de la tubería.

Una tubería de 1.500 metros no requiere automáticamente una altura de bombeo de 1.500 metros.

El rendimiento real de la bomba depende del caudal requerido, la diferencia de elevación, el diámetro de la tubería, las pérdidas por fricción, las propiedades de la suspensión y las condiciones de operación.

Para aplicaciones de larga distancia, el objetivo consiste en determinar primero los requisitos reales del sistema y, a continuación, seleccionar una bomba que pueda proporcionar el caudal y la altura manométrica requeridos, al tiempo que maneje la suspensión de manera confiable.

En sistemas con resistencia o elevación significativas, un/a Bomba de lodos de alta elevación Puede ser apropiado, pero esto debería determinarse a partir del deber total y no únicamente de la distancia de la tubería.

¿Por qué la selección de bombas de lodos de larga distancia es diferente?

Uno de los errores más frecuentes en la selección de bombas de lodos para largas distancias consiste en considerar la longitud de la tubería como la altura de elevación de la bomba.

La longitud de la tubería contribuye a las pérdidas por fricción, pero constituye solo una parte del sistema.

El requisito total de carga puede verse influenciado por:

• diferencia de elevación;
• longitud de la tubería;
• diámetro de la tubería;
• flujo requerido;
• codos, válvulas y accesorios;
• condiciones de succión y descarga;
• y características de la lechada.

Por ejemplo, dos tuberías pueden tener ambas 1.000 metros de longitud, pero requerir cabezales de bombeo muy diferentes si sus diámetros de tubería, caudales o perfiles de elevación son distintos.

Por esta razón, la selección de una bomba para largas distancias debe comenzar con el sistema completo de tuberías y no únicamente con la distancia.

1. Determine el caudal requerido

El primer parámetro básico es la cantidad de lodo que debe ser transportada.

El caudal suele expresarse en:

• m³/h;
• L/s;
• GPM.

El caudal requerido suele provenir de la capacidad del proceso.

Por ejemplo, si un sistema de relaves debe transferir 400 m³/h de manera continua, la bomba seleccionada deberá ser capaz de proporcionar aproximadamente ese caudal a la altura de carga requerida por el sistema.

Cuando las condiciones de operación varían, resulta útil proporcionar:

• flujo normal;
• caudal mínimo;
• Caudal máximo esperado.

El flujo también influye en la velocidad de la suspensión dentro de la tubería, lo que resulta crucial tanto para la selección de la bomba como para el transporte de sólidos.

2. Determine la altura total del sistema

Una vez establecido el caudal requerido, el siguiente paso consiste en determinar la altura manométrica que debe proporcionar la bomba.

A nivel práctico, el requisito del sistema incluye:

elevación + fricción en la tubería + pérdidas adicionales del sistema

La elevación genera una pérdida de carga estática, mientras que el movimiento de la lechada a lo largo de la tubería produce pérdidas por fricción.

Los codos, las válvulas, los accesorios y otros componentes pueden aumentar aún más la resistencia.

Este es también el lugar donde se establece la distinción entre cabeza de la bomba frente a caudal Se vuelve importante. El caudal indica la cantidad de lechada que debe ser transportada, mientras que la altura manométrica describe la energía necesaria para moverla a lo largo del sistema.

Por lo tanto, una bomba debe proporcionar el caudal y la altura manométrica requeridos en el mismo punto de funcionamiento.

No combine el caudal máximo y la altura manométrica máxima publicados de una bomba, ni suponga que ambos pueden alcanzarse simultáneamente.

3. Verificar el diámetro de la tubería y la velocidad de la lechada

El diámetro de la tubería influye en gran medida en el transporte a larga distancia de lodos.

Para el mismo caudal, una tubería más pequeña suele generar una mayor velocidad y mayores pérdidas por fricción. Una tubería de mayor diámetro reduce la velocidad y puede disminuir la fricción, pero si la velocidad se vuelve demasiado baja, los sólidos pueden comenzar a sedimentarse.

Esto crea un equilibrio importante.

La velocidad de transporte de la lechada debe ser suficientemente alta para garantizar un transporte fiable de los sólidos, pero no debe ser excesivamente elevada.

La velocidad excesiva puede aumentar:

• fricción en la tubería;
• consumo de energía;
• desgaste de la tubería;
• y desgaste de la bomba.

No existe una velocidad de transporte única que sea adecuada para todas las suspensiones. También es necesario tener en cuenta el tamaño de las partículas, la concentración de sólidos y las características de la suspensión.

4. Considerar la densidad de la lechada y la concentración de sólidos

Un oleoducto de lodos de larga distancia no se comporta exactamente como un sistema de agua clara.

La densidad de la lechada y la concentración de sólidos influyen en la carga operativa y en la potencia requerida.

Los datos útiles incluyen:

• densidad de la lechada;
• concentración de sólidos en peso o en volumen;
• propiedades del líquido portador;
• y los cambios esperados en la concentración.

Una bomba seleccionada únicamente a partir de datos de agua puede no reflejar las condiciones reales de operación de la lechada.

Por esta razón, el fabricante debería recibir los datos de proceso más completos disponibles antes de realizar la selección final de la bomba.

5. Considerar el tamaño de partícula

El tamaño de las partículas afecta tanto a la bomba como a la tubería.

La información importante puede incluir:

• distribución del tamaño de partículas;
• D50 o D80;
• tamaño máximo de partícula;
• dureza de la partícula;
• y la forma de las partículas.

Si la velocidad del conducto es demasiado baja para los sólidos que se transportan, las partículas gruesas pueden sedimentarse y acumularse en el tubo.

Al mismo tiempo, las partículas más grandes, más duras o más angulosas pueden aumentar el desgaste por abrasión.

Nuestra guía sobre cómo el tamaño de partícula afecta la selección de la bomba de lodos explica con mayor detalle cómo las características de las partículas influyen en la selección de la bomba, el paso de sólidos y el desgaste.

Por lo tanto, para el transporte de larga distancia, los datos de partículas deben considerarse conjuntamente con el caudal y la velocidad en la tubería.

6. Ajuste la bomba al punto de funcionamiento real

Una vez conocidos el caudal requerido y la altura manométrica del sistema, la bomba debe evaluarse utilizando su curva de rendimiento.

La pregunta clave no es:

¿Cuál es la altura manométrica máxima de esta bomba?

o:

¿Cuál es el caudal máximo de esta bomba?

En cambio, pregunte:

¿Puede la bomba proporcionar la altura manométrica requerida al caudal solicitado?

El punto de operación seleccionado también debe evaluarse en cuanto a:

• eficiencia;
• estabilidad de funcionamiento;
• poder;
• manejo de sólidos;
• y desgaste.

Esto es especialmente importante en aplicaciones de minería continua y de relaves, donde un punto de operación inadecuado puede aumentar tanto el consumo de energía como el desgaste de los componentes a lo largo del tiempo.

7. ¿Cuándo debe considerarse una bomba de lodos de alta carga?

Algunas tuberías de larga distancia generan exigencias considerables de altura manométrica debido a:

• pérdidas de fricción en tuberías largas;
• ganancia de altitud significativa;
• alta resistencia del sistema;
• o una combinación de estas condiciones.

En estas aplicaciones, puede ser necesario evaluar una bomba de lodos de alta carga.

Sin embargo, “larga distancia” y “carga elevada” no deben considerarse sinónimos.

Una tubería larga y relativamente horizontal, de diámetro adecuado, puede presentar requisitos hidráulicos distintos a los de una tubería más corta que incluya un importante aumento de elevación.

El enfoque correcto es:

Calcule primero los requisitos del sistema y, a continuación, determine la configuración de la bomba.

Para aplicaciones que requieren una elevada altura de carga al transportar lodos abrasivos, la bomba de lodos de alta altura SHH de Longteng puede evaluarse en función del caudal real, la altura de carga y las condiciones del lodo.

8. ¿Debe una sola bomba abastecer a toda la red de tuberías?

No todos los oleoductos de larga distancia deben utilizar una sola bomba.

Para sistemas de mayor altura manométrica, los ingenieros a veces pueden evaluar:

• una bomba de alta carga adecuada;
• Bombas funcionando en serie;
• o sistemas de bombeo en serie.

La solución adecuada depende de la altura total, el caudal, los límites de presión de la tubería y la configuración del proyecto.

Este artículo no profundiza en el bombeo en serie porque se trata de un tema independiente de diseño de sistemas.

El punto importante es que la carga completa debe establecerse antes de determinar cuántas bombas se requieren.

¿Qué información debe prepararse antes de seleccionar una bomba?

Al solicitar una recomendación de bomba para una tubería de lodos de larga distancia, no envíe únicamente:

“Longitud de la tubería: 2 km.”

Proporcione los principales datos de operación siempre que estén disponibles.

Un perfil de la tubería o un plano simplificado del sistema también resulta útil, especialmente cuando hay cambios de elevación a lo largo del trazado.

Si algunos parámetros no están disponibles, proporcione la información conocida en lugar de hacer suposiciones.

Nuestro Información sobre la selección de bombas de lodos La guía explica la información completa que puede prepararse antes de ponerse en contacto con un fabricante de bombas de lodos.

Errores comunes en la selección de bombas de lodos para largas distancias

Varios errores se repiten con frecuencia en las aplicaciones de purines a larga distancia.

Tratar la longitud de la tubería como la altura de bombeo

Una tubería de 2.000 metros no implica que la bomba requiera una altura manométrica de 2.000 metros. La altura manométrica debe determinarse en función del sistema real.

Ignorar la sedimentación de sólidos

Elegir la bomba únicamente en función del caudal y la presión puede pasar por alto si la velocidad en la tubería es adecuada para el transporte de los sólidos.

Usar una velocidad excesiva

Una velocidad más alta no siempre es mejor. Una velocidad excesiva puede aumentar la fricción, la demanda de potencia y el desgaste por abrasión.

Selección a partir de los valores máximos de la bomba

La altura máxima y el caudal máximo no deben considerarse automáticamente como un único punto de operación.

Ignorar las propiedades del lodo

La densidad, la concentración y las características de las partículas pueden influir en el rendimiento de la bomba, el desgaste y el comportamiento de la tubería.

Preguntas frecuentes

¿Un tubería de lodos larga requiere siempre una bomba de elevación alta?

👉No. La longitud de la tubería es solo un factor. La carga hidráulica requerida también depende del caudal, el diámetro de la tubería, la elevación, la fricción y las condiciones del sistema.

¿Cómo afecta el diámetro de la tubería al bombeo de lodos a larga distancia?

👉El diámetro de la tubería influye en la velocidad de la suspensión y en la fricción. Un diámetro más pequeño suele aumentar la velocidad y la fricción, mientras que un diámetro excesivamente grande puede generar condiciones de baja velocidad, lo que plantea el riesgo de sedimentación de los sólidos.

¿Por qué es importante el tamaño de las partículas?

👉El tamaño de partícula influye en el transporte de sólidos, la tendencia a la sedimentación, el paso de sólidos por las bombas y el desgaste por abrasión.

¿Puede una bomba de lodos manejar una tubería de gran longitud?

👉A veces. Depende del caudal requerido y de la altura total de la instalación. Los sistemas más exigentes pueden requerir la evaluación de configuraciones de bombeo en serie o por etapas, con alturas manométricas elevadas.

¿Cuándo debería considerar una bomba de lodos de alta elevación?

👉Debe considerarse una configuración de elevación alta cuando el sistema calculado requiere una elevación considerable a la tasa de flujo de la suspensión deseada. Asimismo, deben evaluarse las propiedades de la suspensión, la potencia, el desgaste y las condiciones de operación.

Seleccione la bomba de entre las tareas completas del oleoducto

Seleccionar una bomba de lodos para tuberías de larga distancia requiere más que conocer la distancia que debe recorrer el lodo.

Los factores más importantes son:

caudal requerido + carga total del sistema + diámetro de la tubería + velocidad de la lechada + densidad + concentración de sólidos + tamaño de partícula.

Una vez comprendidas estas condiciones, la bomba puede ajustarse al punto de funcionamiento real.

Para sistemas en los que la fricción en tuberías largas, la elevación u otras resistencias generan una exigencia de altura manométrica considerable, puede ser adecuada una bomba de lodos de alta altura manométrica.

La selección final debe basarse siempre en las condiciones completas de la tubería y de la lechada, y no únicamente en la longitud de la tubería.