La concentración de la lechada indica la cantidad de material sólido que se transporta en un líquido. Cuando esta concentración varía, una bomba de lechada puede enfrentar una carga distinta, aunque su velocidad y sus componentes mecánicos permanezcan sin cambios. La densidad de la mezcla puede aumentar, las pérdidas hidráulicas pueden modificarse, las partículas pueden sedimentar o interactuar de manera diferente, y el impulsor y los revestimientos pueden experimentar un patrón de desgaste distinto.

Una concentración más alta no produce una pérdida porcentual universal en la carga o en la eficiencia. El resultado depende del tamaño y la forma de las partículas, de la concentración, de las propiedades del líquido, del caudal, del diseño de la bomba y de las condiciones de la tubería. Para aplicaciones mineras, la pregunta relevante es si la bomba y el sistema pueden operar de manera confiable en todo el rango de… rango de concentración real , incluidos los desajustes del proceso. El Instituto Hidráulico señala que las suspensiones pueden alterar el rendimiento de la bomba y provocar un mayor desgaste de los componentes de la parte húmeda.

Primero, especifique qué significa “40 % de sólidos”

La concentración de sólidos suele expresarse en peso o en volumen. Estas magnitudes no son intercambiables.

• Concentración en peso (Cw): masa de sólidos secos dividida por la masa total de la lechada.
• Concentración por volumen (Cv): volumen de sólidos dividido por el volumen total de la suspensión.

Por ejemplo, en un ilustrativo Mezcla de agua y sólidos con una gravedad específica de partículas de 2,65; un 40 % de sólidos en peso corresponde aproximadamente a un 20 % de sólidos en volumen. La conversión depende de las densidades tanto de los sólidos como del líquido. Por lo tanto, una propuesta que menciona únicamente “40 % de sólidos” resulta incompleta. Las definiciones del Instituto Hidráulico distinguen estas dos medidas y establecen las relaciones entre la concentración y la gravedad específica de la mezcla. Herramienta de datos HI

Registre cómo se obtuvo la muestra y si el valor corresponde a una condición normal, a un máximo o a una perturbación de corta duración. La medición del efluente de un espesador no debe aplicarse automáticamente a una tarea de transferencia diluida en otra parte de la misma planta.

Cómo la concentración modifica el ciclo de trabajo de la bomba

Densidad y potencia absorbida

Cuando los sólidos presentan una densidad específica superior a la del líquido portador, el aumento de su proporción suele elevar la densidad de la mezcla. A un caudal volumétrico y una altura manométrica de bombeo determinados, una mayor densidad específica de la mezcla incrementa la potencia hidráulica necesaria para mover dicha mezcla. Verifique que el motor y el accionamiento propuestos sean adecuados para operar con altas densidades, especialmente si el proceso puede generar un chorro denso.

La distinción detallada entre la altura manométrica (SG), la carga, la presión de descarga y la potencia corresponde a cómo la densidad de la suspensión afecta la altura manométrica de la bomba y sus requerimientos de potencia. En este caso, el aspecto práctico consiste en proporcionar una concentración rango y su SG asociado, en lugar de dimensionar únicamente sobre la media.

Caudal, altura y eficiencia

Una curva de bomba para agua clara no describe automáticamente el rendimiento en presencia de sólidos. Dependiendo de la suspensión y de la bomba, el caudal entregado, la altura manométrica y la eficiencia pueden diferir de las predicciones basadas en agua. Las investigaciones sobre el rendimiento de las bombas de lodos identifican la concentración de sólidos entre las variables que influyen en el comportamiento hidráulico; sin embargo, no se deben afirmar ni el valor ni la tendencia del cambio en la eficiencia sin contar con evidencia específica del servicio.

Pregunte cómo se verificaron los puntos de operación propuestos para los casos de concentración normal y de alta concentración. La curva de la bomba, la curva del sistema, la estimación de la potencia absorbida y las suposiciones sobre el comportamiento de la suspensión deben considerarse en conjunto. Si el caudal disminuye tras aumentar la concentración, verifique las propiedades de la suspensión y la resistencia del sistema antes de concluir que la propia bomba presenta un defecto.

Comportamiento del oleoducto

La concentración también afecta al sistema La bomba cumple su función. Algunos relaves y lodos minerales resultan más difíciles de transportar a medida que aumentan la cantidad de finos y el contenido de sólidos. Las variaciones en el comportamiento del flujo pueden modificar las pérdidas en la tubería, mientras que una velocidad insuficiente para un lodo en proceso de sedimentación puede favorecer la deposición. La relación exacta depende de la composición de la mezcla; un único umbral de concentración no basta para definir un rango operativo seguro para todas las tuberías. La guía sobre bombas de lodos del Instituto Hidráulico reconoce tanto los efectos propios de los lodos como el riesgo de sedimentación cuando la velocidad de transporte es demasiado baja. Pumps.org

Por esta razón, una disminución moderada del caudal debe evaluarse mediante mediciones de succión y descarga, registros de densidad o concentración, posiciones de las válvulas y datos sobre la tubería. Un sistema de tuberías en evolución puede desplazar el punto de operación incluso si el estado de la bomba no ha variado.

¿Una concentración más alta implica siempre un desgaste más rápido?

No se aplica ningún multiplicador fijo de la tasa de desgaste. Una mayor cantidad de sólidos puede implicar más contactos entre las partículas y la parte húmeda, pero el desgaste también depende de la dureza, el tamaño y la forma de las partículas, de la velocidad local, del ángulo de impacto, del material y del recorrido que siguen las partículas en el interior de la bomba. Un estudio numérico validado sobre bombas industriales de lodos analizó cómo la variación de la concentración de sólidos modificaba el flujo de partículas y los patrones de erosión; sus resultados confirman que el desgaste es local y depende del servicio. Universidad Monash

Inspeccionar el ubicación y forma de daño:

• Bordes de ataque y conductos del impulsor: observe si presenta erosión concentrada o desgaste desigual.
• Caja de la boca de succión y zona de entrada: verificar el desgaste localizado y las respectivas holguras de funcionamiento.
• Voluta y revestimientos laterales: compare el desgaste en torno a la trayectoria del flujo y las juntas.
• Sellos y componentes del lado del eje: evalúe la fuga o la intrusión de sólidos por separado del desgaste general del revestimiento.

No asuma que el cambio a un material más duro resolverá un problema hidráulico o de funcionamiento. Si la concentración aumentó al mismo tiempo que el caudal se desvió del rango de operación previsto, ambas variaciones deben evaluarse. Para un diagnóstico centrado en los componentes, consulte por qué una bomba de lodos de servicio pesado se desgasta tan rápidamente.

Una tabla de decisiones para los equipos de ingeniería y mantenimiento

Utilice esta tabla para determinar qué evidencia recopilar. No establece una velocidad de bombeo, una velocidad mínima, un material ni un intervalo de reemplazo sin contar con datos del proyecto.

Ejemplo ilustrativo de minería

Este ejemplo es hipotético y no representa una calificación de producto ni un proyecto de cliente.

Una planta de procesamiento de minerales suele transportar una pulpa a un caudal de 300 m³/h y con un contenido de sólidos del 30% en peso. Durante algunos turnos, la concentración alcanza el 42% en peso durante varias horas. El tamaño máximo de partícula se mantiene aproximadamente en 3 mm, pero la fracción fina también varía según la mezcla de mineral.

El equipo no debe asumir que el requisito original sigue vigente a un contenido de sólidos del 42 %. En primer lugar, verifica si ambos valores de concentración se determinaron sobre muestras comparables y registra la gravedad específica de la lechada en cada condición. A continuación, revisa el caudal real, las presiones de succión y de descarga, la carga del motor y el tiempo transcurrido en la condición de mayor densidad. Si el caudal disminuye, la evaluación técnica considera el rendimiento de la bomba y las pérdidas en la tubería. Si el desgaste se acelera, consulta los registros de mantenimiento para identificar dónde se ha perdido metal o elastómero y compara la distribución de partículas, no únicamente el valor de concentración.

El proveedor puede utilizar estos casos de carga normal y elevada para evaluar una opción adecuada Bomba de lodos mineros configuración y material del extremo húmedo. Sin el rango de operación y la información sobre la tubería, recomendar una bomba de mayor tamaño o un revestimiento diferente sería prematuro.

¿Qué datos deben enviarse para un derecho sensible a la concentración?

Para la selección de bombas o la resolución de problemas, proporcione:

1. Caudal normal, mínimo y máximo, con las horas de operación correspondientes a cada condición.
2. Rango de concentración de sólidos, indicado explícitamente en peso o en volumen.
3. La densidad de la lechada SG o el rango de densidad y el método utilizado para medirla.
4. Distribución del tamaño de partículas, tamaño máximo, tipo de mineral y finos notables.
5. Química de los líquidos, pH y temperatura.
6. Longitud, diámetro, perfil, variación de elevación y accesorios pertinentes de la tubería.
7. Disposición de succión y nivel mínimo de líquido.
8. Velocidad de la bomba, lecturas operativas actuales y historial de desgaste en caso de reemplazar una bomba ya instalada.

Cuando la concentración varía de manera significativa durante la operación, anote qué condiciones se presentan simultáneamente. La concentración máxima de sólidos y el caudal máximo pueden no ocurrir al mismo tiempo. Una hoja de especificaciones útil describe casos de operación realistas y permite que el proveedor exponga las suposiciones en las que se basa su propuesta.

Preguntas frecuentes

👉¿La concentración de la lechada es lo mismo que la gravedad específica de la lechada?

No. La concentración describe la proporción de sólidos; la gravedad específica de la lechada indica la densidad de la mezcla en relación con el agua. Ambas están relacionadas, pero dicha relación también depende de las densidades de los sólidos y de los líquidos.

👉¿El 40 % de sólidos en peso equivale al 40 % en volumen?

No. Para los sólidos más densos que el agua, el porcentaje en volumen suele ser inferior al porcentaje en peso. Siempre indique la base de medición.

👉¿Una bomba siempre pierde eficiencia cuando aumenta la concentración?

No existe un porcentaje ni una tendencia universales que se apliquen a todos los lodos y bombas. Evalúe los sólidos reales, el régimen de flujo, el diseño de la bomba y la base de prueba o de corrección utilizada para la tarea propuesta. Universidad Monash

👉¿Puedo solucionar el desgaste rápido reduciendo la concentración?

Posiblemente, pero primero es necesario identificar el mecanismo de desgaste y las compensaciones operativas. Las propiedades de las partículas, la velocidad, el punto de operación y el material pueden ser tan importantes como la concentración; la dilución también modifica el volumen que debe ser transportado.

👉¿Qué concentración debo utilizar al solicitar una propuesta de bomba?

Proporcione el rango normal y los extremos razonables, junto con su duración y los caudales y la gravedad específica correspondientes. No presente un valor promedio no justificado como el único caso de diseño.

Próximo paso para una consulta sobre bombas de minería

Prepare los casos de servicio de concentración normal y alta, incluyendo el caudal, la gravedad específica de la pulpa, Cw o Cv, la distribución de partículas, el pH, la temperatura, los detalles de la tubería y las condiciones de succión. Utilice esos datos para solicitar una evaluación específica del servicio a través de la página de Bombas para Pulpa Minera, en lugar de seleccionar una bomba únicamente por su capacidad nominal.