Breve selección: Primero confirme el paso de las partículas y, a continuación, ajuste la bomba y la tubería a la capacidad de trabajo requerida para la suspensión.

La selección de una bomba para grava requiere dos verificaciones independientes: si el equipo puede pasar las partículas más grandes consideradas razonablemente probables y si puede transportar la mezcla con el caudal y la altura manométrica requeridos. Una conexión de descarga de gran diámetro no garantiza ninguna de estas condiciones.

La arena fina, la grava redondeada y los fragmentos rocosos angulares plantean desafíos distintos. La distribución del tamaño de partículas, la concentración, la consistencia del flujo y la disposición de la tubería influyen en la selección. El Instituto Hidráulico señala que la densidad de la suspensión y las características de los sólidos constituyen factores clave para la elección de la bomba y del material.

Una bomba para grava merece ser evaluada cuando los sólidos gruesos superan la capacidad de paso de las bombas de lodos convencionales. Sin embargo, no todas las aplicaciones con arenas requieren una de estas. Elija en función del material real y de las condiciones de operación, y no solo según el nombre de la aplicación.

1. Describir el rango completo de tamaños de partículas

Proporcione la distribución del tamaño de las partículas y las partículas de mayor tamaño que puedan alcanzar la bomba de manera realista. Un tamaño promedio o una afirmación como “principalmente arena fina” resultan insuficientes.

Registro:

• Distribución normal del tamaño de partículas.
• Tamaño y frecuencia máximos esperados de sobredimensiones.
• Formas de partículas redondeadas, angulares, alargadas o escamosas.
• Densidad y concentración de sólidos.
• Objetos extraños y disposiciones de cribado aguas arriba.

Una pequeña fracción de material grueso puede determinar los requisitos de paso, incluso cuando la mayoría de los sólidos son finos. Indique si el tamaño máximo se mide, se estima o se controla mediante cribado.

No considere la apertura de una pantalla como prueba de las dimensiones de todas las partículas. Las partículas alargadas pueden atravesar una abertura en una determinada orientación. Las fotografías o muestras representativas pueden ayudar al proveedor a comprender el material.

2. Confirmar el paso de sólidos a través de todo el sistema

Solicite la capacidad documentada de paso de partículas de la bomba propuesta, así como las condiciones asociadas a dicha clasificación. Verifique si dicha capacidad se refiere a un objeto de prueba esférico, a sólidos reales o a otra base de medición.

La conexión de succión, los conductos del impulsor y la geometría de la carcasa son todos factores determinantes. El diámetro de descarga por sí solo no constituye un límite fiable para el tamaño de las partículas.

También verifique los filtros de succión, las válvulas, los reductores, los codos y el equipo aguas abajo. Una partícula que atraviesa la bomba aún puede quedar atrapada en otro lugar.

Para una propuesta bomba de grava para sólidos gruesos , solicite una confirmación por escrito respecto del tamaño, la forma y la carga máximos de partículas admisibles. No asuma que una clasificación de paso garantiza la ausencia de obstrucción ante partículas irregulares o picos de carga concentrados.

La norma de aplicación para bombas de lodos contempla consideraciones sobre el tamaño máximo de las partículas, pero la idoneidad de un modelo específico sigue requiriendo información de diseño propia. Pumps.org

3. Ajuste del caudal, la carga y el transporte por tuberías

Especifique el caudal total de la lechada, no solo la producción de sólidos secos. Cuando el caudal se calcule a partir del caudal de sólidos, incluya la concentración, la densidad de los sólidos y la base de la concentración.

La carga total requerida incluye la elevación, las pérdidas en la tubería de lodos y cualquier requisito de presión aguas abajo. Solicite una revisión de la bomba utilizando las condiciones reales del lodo, en lugar de considerar una curva para agua clara como representativa del rendimiento del lodo.

También es necesario verificar la velocidad en la tubería. Los materiales gruesos pueden sedimentarse si las condiciones de transporte son insuficientes. La guía del USACE aborda la relación entre los materiales gruesos, la velocidad en la tubería y el riesgo de deposición; sin embargo, no establece una velocidad única adecuada para cada instalación. mvp.usace.army.mil

Una tubería de mayor diámetro reduce la velocidad para un mismo caudal. Una tubería de menor diámetro aumenta la velocidad, pero puede incrementar las pérdidas y el desgaste. Seleccione conjuntamente el diámetro de la tubería y la capacidad de la bomba.

No elija una velocidad arbitrariamente elevada como medida de protección contra la sedimentación. Haga evaluar el requisito de transporte teniendo en cuenta la distribución de partículas, la concentración, el diámetro de la tubería y el rango de operación.

4. Revisar las condiciones de succión y los materiales de desgaste

Proporcione el nivel mínimo de llenado, las dimensiones de la tubería de succión, la elevación del emplazamiento y la temperatura del líquido. Solicite al proveedor que confirme la altura de aspiración disponible en función de los requisitos de la bomba propuesta y del margen aplicable.

Revise las restricciones, la entrada de aire y la forma en que los sólidos ingresan al sumidero. Una bomba seleccionada para un suministro constante puede no funcionar como se espera cuando el material llega en lotes concentrados.

Los materiales deben ser adecuados tanto a la abrasión como a los impactos y a las condiciones químicas. Las piezas de metal duro pueden ser apropiadas para sólidos gruesos y afilados, pero es necesario verificar el grado exacto y el diseño del componente. No seleccione únicamente en función de la dureza ni basándose en una descripción genérica de “resistencia al desgaste”.

Para una evaluación independiente de la idoneidad del material, consulte Cómo seleccionar piezas de desgaste para bombas de lodos según el tamaño de las partículas. Dicha evaluación complementa la verificación de los pasajes; no la sustituye.

Ejemplo ilustrativo: Un derecho de transferencia de arena y grava

Ejemplo ilustrativo únicamente; no constituye una instalación de cliente ni una calificación del producto.

Supongamos que un proyecto informa:

Los fragmentos ocasionales de 30 mm son importantes, aunque la mayor parte del material sea mucho más pequeño. El equipo debería confirmar sus dimensiones y su frecuencia, y luego verificar su paso a través de la bomba, las válvulas y los accesorios.

A 200 m³/h, una tubería de 200 mm de diámetro interior presenta una velocidad media de aproximadamente 1,77 m/s:

Aquí, \(Q\) está en m³/s y \(D\) es el diámetro interior en metros.

Este cálculo no demuestra un transporte adecuado de grava. Aún es necesario evaluar el riesgo de deposición y las pérdidas de lodos. La estimación de una carga hidráulica de 25 m debe verificarse a la luz del trazado final de las tuberías y de las condiciones de transporte.

El ejemplo elabora un resumen de selección, no una recomendación de modelo: aún se requieren la aprobación de paso, la carga hidráulica, las condiciones de succión y la adecuación del material.

Planificación del desgaste y las interrupciones

Verifique el acceso a los componentes del extremo húmedo e identifique las piezas de repuesto necesarias para la bomba de lodos correspondientes a la configuración seleccionada.

Para el manejo de materiales sólidos, acuerde procedimientos de parada, enjuague y reinicio adecuados para el sistema. No asuma que una bomba capaz de hacer pasar partículas individuales pueda reiniciarse contra un acumulamiento de sólidos.

Cuando la criba aguas arriba controla el tamaño de los sólidos, incluya la inspección de la criba y las condiciones de sobrecarga en el plan de operación. La selección de la bomba y la gestión del flujo de alimentación deben complementarse mutuamente.

Preguntas frecuentes

👉¿El tamaño de la descarga es el tamaño máximo de partícula?

No. Confirme los pasajes internos limitantes y la base de clasificación del fabricante. Las conexiones por sí solas no determinan la capacidad para manejar sólidos.

👉¿Toda aplicación de arena requiere una bomba de grava?

No. Los servicios con arena fina pueden ser adecuados para bombas de lodos convencionales cuando se verifican los requisitos hidráulicos, las condiciones de desgaste y el paso del sólido.

👉¿Puede una bomba más grande prevenir obstrucciones?

No de forma automática. La obstrucción puede producirse en una válvula, un reductor, un filtro o por acumulación en la tubería. Revise todo el recorrido de los sólidos.

👉¿Puedo reducir la velocidad para prolongar la vida útil?

Solo después de verificar el caudal, la presión y las condiciones de transporte. Un caudal demasiado bajo puede aumentar el riesgo de sedimentación o hacer que la bomba opere fuera de su rango de funcionamiento autorizado.

👉¿Qué ocurre si el tamaño máximo de las partículas es desconocido?

Obtenga muestras representativas y evalúe los eventos de sobredimensionamiento verosímiles. Identifique la incertidumbre en el proceso de investigación en lugar de establecer un límite sin fundamentación.

Solicitar una revisión del deber de arena y grava

Proporcione el caudal y la altura manométrica requeridos, la distribución del tamaño de partículas, el tamaño máximo de partícula razonablemente previsible, la forma, la densidad de los sólidos, la base de la concentración, el pH y la temperatura. Incluya el trazado de la tubería, el nivel mínimo de alimentación y las disposiciones para la criba.

Agregue fotografías de muestra e información sobre los picos o paradas del flujo a través de la solicitud de aplicación de la bomba. Estos datos permiten evaluar conjuntamente la capacidad de paso y la adecuación hidráulica.