bomba sumergible para pozo profundo

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Universidad de la Serena Facultad de Ingeniería Departamento de Minas MOTOBOMBAS DE POZO PROFUNDO Nombres: Alonso Cortés García Bryan Galleguillos Carvajal Carlos Cortés Correa Profesor: José Chebair

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informacion de motobombas sumergibles, caracteristicas, funcionamiento, aplicaciones, etc.

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Page 1: Bomba Sumergible Para Pozo Profundo

Universidad de la SerenaFacultad de IngenieríaDepartamento de Minas

MOTOBOMBAS DE POZO PROFUNDO

Nombres: Alonso Cortés García Bryan Galleguillos Carvajal

Carlos Cortés Correa Profesor: José Chebair

Fecha: 04-06-15

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MOTOBOMBAS

INDICE

1. INTRODUCCION………………………………………………………………………………………………[3]2. BOMBA SUMERGIBLE PARA POZO PROFUNDO……………………………………………….[4]3. FUNCIONAMIENTO DE LAS BOMBAS……………………………………………………………...[5]4. DIAGRAMA DE FLUJO DE SUMINISTRO DE AGUA…………………………………………….[5]5. CARACTERISTICAS DE UNA BOMBA………………………………………………………………...[6]6. VENTAJAS Y DESVENTAJAS……………………………………………………………………………...[7]7. SELECCIÓN DE UNA BOMBA…………………………………………………………………………….[8]8. CURVA PARA UNA BOMBA DE POZO PROFUNDO……………………………………………[9-10]9. ANALISIS DE FALLAS…………………………………………………………………………………..…[11-12]10. BOMBAS DE POZO PROFUNDO EN CHILE……………………………………………………..[13-14]11. CONCLUSION…………………………………………………………………………………………………..[15]12. BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………………………………..[16]

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MOTOBOMBAS

1.- INTRODUCCION

La función primordial de las bombas de pozo profundo es adicionar energía que llevará el agua del subsuelo hasta la superficie. Se encarga de cambiar la posición del agua con fines de operación continua o intermitente para suministro doméstico, para pequeñas instalaciones de riego, pequeñas asociaciones de suministro de agua y drenaje de aguas subterráneas en minería ya sea subterránea o cielo abierto.

También una de las aplicaciones más comunes para bombas sumergibles es en el desalojo de agua residual de tanques sépticos, las unidades de mayor tamaño son utilizadas en una amplia variedad de instalaciones en edificios comerciales, escuelas, unidades habitacionales, plantas industriales y sistemas municipales de colección de agua residual y de lluvia.

Estas aguas son generadas a través de aguas superficiales como lluvia o nieve, subterráneas las cuales son originadas por acuíferos, por producto de perforación o de regadío en el caso de minería a cielo abierto. Tales aguas afectan negativamente formando inundaciones, corrosión de materiales (rieles, cables, pernos), no permite las operaciones básicas, y como afección importante la influencia de enfermedades a los trabajadores. Esta son las grandes causas para el diseño de drenajes, llevándolo a pozos como estructura de almacenamiento y luego trasladando esta agua a ciertos lugares donde serán procesadas, reutilizadas o en su caso desechadas.

En el presente informe daremos a conocer su funcionamiento, componentes, ventajas y limitaciones, las cuales deben ser tomadas en cuenta al momento de elegir el modelo adecuado para el correcto funcionamiento en el sector minero.

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MOTOBOMBAS

2.- BOMBA SUMERGIBLE PARA POZO PROFUNDO

Las bombas sumergibles o centrífugas, son la mejor opción para un sistema de pozos profundos. Como su nombre lo indica, este tipo de bomba se sumerge en el mismo. La apariencia es de un tubo largo que está dentro de un revestimiento de pozo y la cual se sella en su propio compartimento, conectado a la fuente de alimentación un motor eléctrico, por medio de cables que van por encima de la superficie.Las bombas sumergibles se clasifican generalmente en bombas de motor húmedo y bombas de motor seco, siendo las primeras más comunes. En los modelos de motor húmedo, éste suele montarse directamente debajo de la bomba y contiguo a la misma, en un compartimiento lleno de aceite o de agua limpia por tanto hay partes que deben estar aisladas. De esta forma, el motor funciona en condiciones controladas y consistentes con el contacto líquido. En los modelos de motor seco, éste se monta encima de la bomba de la que está separado por una pieza cilíndrica o cilindro de aire en cuyo fondo hay una serie de orificios. Cuando se sumerge la bomba, en la parte superior de este cilindro se atrapa aire, el cual actúa como una barrera que impide el paso del agua hasta el motor.

Otros tipos de bomba empleados en el servicio de pozos profundos y elevación de agua son:

Bombas helicoidales: alturas de elevación de hasta 300 metros, tienen diámetro reducido (adecuada para pozos de sondeo)

Bombas eyectoras: limitadas a una altura de 7,5 metros, inapropiadas para pozos profundos. Sin embargo se pueden combinar con una bomba centrífuga monocelular para conseguir alturas de hasta 45 metros.

Bombas de elevación de aire comprimido: puede llegar a alturas de 30 metros, tiene por inconveniente que el pozo ha de estar totalmente cerrado y hermético al aire para evitar pérdidas de presión.

Las bombas sumergibles ofrecen versatilidad en la obra. Estas bombas se utilizan principalmente en aguas que contengan sólidos hasta un diámetro de 1/4 de pulgada y menos de un 10 por ciento de sólidos. Son relativamente económicas, pueden funcionar sin supervisión y son ideales para aquellos lugares que requieran un funcionamiento silencioso. El bombeo del agua no deseada en tuberías de pozos, túneles, cámaras, excavaciones inundadas, pozos y bóvedas son algunas de las aplicaciones adecuadas para las bombas sumergibles. Las bombas sumergibles obtienen la potencia de diversos tipos de motores eléctricos monofásicos o trifásicos, algunos equipados con opciones de flotación automáticas, y se sumergen directamente en el líquido a bombear:

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3.- FUNCIONAMIENTO DE LAS BOMBAS DE POZO PROFUNDO

Las bombas sumergibles funcionan a través de un motor eléctrico cerrado que hace girar una fila de impulsores. Cada impulsor empuja el agua a través de un difusor que se encuentra por encima de ella. En las bombas típicas de 4 pulgadas (10,2 cm), cada impulsor genera 9 psi (0,062 MPa) de presión. Si una bomba tiene 10 etapas o 10 impulsores, entonces en el punto extremo o a la salida, habrán 90 psi (0,62 MPa) de presión. La capacidad de la bomba se determina por el ancho de las paletas del impulsor y el número de impulsores que determinan la presión. Cualquier incremento en la profundidad o en la presión del pozo de descarga se reduce al mínimo la capacidad.

4.- DIAGRAMA DE FLUJO DE SUMINISTRO DE AGUA.-

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5.- CARACTERISITICAS DE UNA BOMBA

1. Asa ergonómica de metal revestido de goma. Las bombas más grandes se pueden colocar invertidas para el mantenimiento 2. Tapa de inspección: mejora el acceso a la caja de Hemos simplificado el montaje y desmontaje de la bomba y reducido el riesgo de fugas integrando una pieza intermedia. 3. Válvula de aireación: refrigera la bomba cuando se bombea agua. La capacidad refrigerante es mayor gracias a las válvulas de aireación de flujo mejorado 4. Sistema SMART de protección del motor: protege la bomba de los problemas eléctricos El termostato corta la alimentación eléctrica si la temperatura sube demasiado El detector de fase (Phase guard) protege la bomba desconectando la alimentación eléctrica si falla una fase. La función Rotasense controla que el impulsor gire en el sentido correcto 5. Zócalo de conexión mejorado con función de junta. La nueva placa de bornes desenchufable simplifica el mantenimiento y actúa como eficaz junta entre la caja de conexiones y el estator. 6. Resistente carcasa exterior de acero inoxidable corrugado .Proporciona alta resistencia contra los entornos agresivos y el trato duro 7. Junta de cartucho que facilita el mantenimiento Premontada, agiliza y facilita el mantenimiento. Junta de nuevo diseño con carcasa de metal resistente. Mejora la transferencia térmica y la función de estanqueidad para garantizar una vida útil más prolongada 8. Expulsor de partículas integrado El expulsor de partículas mantiene las partículas alejadas de la junta, lo que reduce su desgaste y aumenta su vida útil. 9. Comprobación y reposición de aceite simplificadas, gracias a los tapones de aceite externos. 10. Tornillo de ajuste único que facilita el ajuste del impulsor y mejora el rendimiento. Nuevo diseño reduce al mínimo el riesgo de ajuste incorrecto 11. Impulsor de gran resistencia al desgaste. Con un nuevo diseño de impulsor abierto que aumenta la durabilidad y el rendimiento 12. Revestimiento de poliuretano de alta resistencia en las bombas para lodos Aumenta la durabilidad en algunas de las aplicaciones más exigentes. 13. Resistente colador de acero inoxidable con asa ergonómica Fácil de limpiar, mantiene la entrada libre de restos.14. Sistema de protección contra el desgaste para las bombas de achique La protección contra el desgaste aumenta la vida útil de las piezas hidráulicas al alejar las partículas del espacio de ajuste.

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6.-VENTAJAS Y DESVENTAJAS

LIMITACIONES

El impulsor y el difusor de tolerancia es relativamente pequeño, por lo tanto la bomba no puede succionar agua que contiene abrasivos tales como arena o grava. Este tipo de bomba es lubricado con agua para que se enfríe y si la bomba intenta funcionar en un pozo seco, ésta puede funcionar mal. Un control de nivel de líquido se puede instalar en la bomba para limitar este tipo de funcionamiento errático. También existen bombas que no son adecuadas para succionar agua, debido a que pueden contener altas concentraciones de gases disueltos y además, encerrar gas.

Es necesario disponer de una fuente de alimentación eléctrica 10 por ciento de sólidos o menos

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7.-SELECCIÓN DE UNA BOMBA

El bombeo de agua residual es un problema especial pues esta puede contener una gran cantidad de sólidos en suspensión. Esta agua puede contener cualquier clase de material que puede ser descargado a través de un WC y cualquier material que pueda caer en los registros alcantarillas y canales abiertos, además de desperdicio industrial y mineros. Debido a lo anterior es siempre recomendable el instalar rejillas antes de los equipos de bombeo para evitar posible atascamiento en impulsores y obstrucción en tuberías de descarga.

Una consideración importante al realizar la selección de una bomba para agua residual es el paso de esfera, la eficiencia hidráulica es un factor de consideración aunque en estos casos es secundario, lo más importante aquí es la capacidad del equipo para el manejo de sólidos.

Para la adecuada selección del equipo de bombeo deben ser conocidas las condiciones de operación. Para el cálculo del gasto debe realizarse un estudio de la cantidad de agua que llega al motor así como el tiempo que se requiere para desalojarla, para el cálculo de la CDT debe ser conocido el material y diámetro de la tubería considerada, así como la altura de descarga, longitud horizontal, además de accesorios utilizados en la línea de conducción.

Calculo de la CDT para una bomba sumergible:

Se conoce la fórmula para determinar el valor de la CDT que es:

CDT = hs + hfs + hd + hfd + v2 / 2g + hp

Como se menciono anteriormente para las bombas sumergibles no existe tubería de succión por lo que los valores de hs y hfs son iguales a cero y regularmente la descarga es a la atmósfera por lo que también el valor de hp es igual a cero, por lo que finalmente la formula de la CDT queda como:

CDT = hd + hfd + v2 / 2g

El valor de V2/2g se puede considerar despreciable para bombas de alta carga, sin embargo las bombas de aguas residuales generalmente entregan cargas bajas, por lo que este valor debe ser siempre considerado.

Por otro lado en el bombeo de aguas residuales se recomienda una velocidad mínima de circulación de 0.6 m/s para evitar sedimentación. Lo anterior para seleccionar un diámetro adecuado en la tubería de descarga.

La selección de una bomba centrifuga para una instalación en particular se debe realizar lo más cerca posible del BEP (Best Efficiency Point) o punto de mayor eficiencia el cual se encuentra generalmente a la mitad de la curva de comportamiento. La operación hacia los extremos debe evitarse. Si la bomba opera del lado derecho (baja carga y alto gasto) se tiene un mayor consumo de potencia.

En las bombas que si cuentan con protección térmica propiamente conectada puede ocurrir que el termostato se dispare y se detenga la bomba y una vez que se llega a la temperatura normal de funcionamiento el motor arranque nuevamente.

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8.-CURVA DE UNA BOMBA DE POZO PROFUNDO

La curva siguiente muestra los aspectos a tener en cuenta:

1. La información habitual de este recuadro es la referencia de la curva característica, los códigos del cuerpo y del rodete con su diámetro, el modelo de bomba, tamaño de las bridas de conexión, la densidad del producto empleado para obtener la curva y la velocidad o velocidades de servicio.

2. Este recuadro contiene información variable y se refiere al motor de accionamiento: potencia; voltaje y nº de fases. También puede mencionarse la capacidad de manipulación de sólidos de la bomba.

3. Altura Dinámica Total (TDH). Este valor es la suma de las pérdidas de carga de la instalación y de la altura estática total. En campo, es la diferencia de lecturas entre manómetros instalados en las bridas de la bomba. Hay tres escalas: en metros (M); libras por pulgada cuadrada (PSI) y pies (FT)

4. Caudal de trabajo en tres escalas: galones U.S. por minuto (GPM); litros por segundo (LPS) y metros cúbicos por hora (m 3 /h).

5. Curva de funcionamiento H / Q a velocidad constante, representando cómo varía el caudal de bombeo con la altura de trabajo. Se traza una única curva, a la velocidad del motor instalado.

6. Muestra el consumo eléctrico de la bomba en términos de intensidad (amperios / A) a la tensión de conexión, y de potencia (kW). Esta curva se complementa con la tabla de la parte inferior derecha de la curva.

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Supóngase una bomba sumergible con la curva de funcionamiento abajo indicada. Para estimar la altura de bombeo TDH puede leerse un manómetro dispuesto en la tubería de impulsión y hacer las correcciones oportunas. Si la altura medida y corregida es de 143 m ¿qué caudal entrega la bomba?

1. Localice el valor de 143 m de TDH y dibuje una línea horizontal hacia la derecha de la curva.

2. El punto de trabajo es la intersección entre la curva H / Q y la línea horizontal trazada.

3. En el punto de trabajo, dibuje una línea vertical hasta cortar la escala de caudales de interés. Se lee un caudal de 88 l/s, aproximadamente.

4. Amperaje del motor. Se asume que la tensión del motor es de 380 V. La línea vertical dibujada corta también tres líneas discontinuas que se refieren al consumo eléctrico en amperios y kilovatios. En el punto de intersección dibuje una nueva línea horizontal hasta cortar las escalas “KW” y “AMP” del recuadro inferior derecho. En este ejemplo, el consumo sería de 260 A.

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9.-ANALISIS DE FALLAS

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10.-BOMBAS DE POZO PROFUNDO EN CHILE

En las cuales se destaca la marca Grindex.

MODELO MINI:

MODELO MINEX:

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MODELO MINETTE:

MODELO MASTER:

MODELO MEGA:

11.-CONCLUSION

Las bombas de drenaje de pozo profundo están diseñadas para uso profesional en duras aplicaciones como las minas, las obras de construcción,

túneles y otras industrias con altas exigencias. Las bombas están diseñadas para operaciones continuas y sin vigilancia. Han demostrado ser fiables y de rendimiento confiable en áreas con grandes exigencias, como la construcción, la minería, la construcción de túneles, canteras, industrias y aplicaciones de alquiler

Gracias a este trabajo hemos podido comprender el funcionamiento de las bombas de pozo profundo y su importancia dentro del rubro minero. Toda agua afecta de manera tal

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que los procesos básicos de un trabajo minero son difíciles de ejercer, es aquí donde actúan estas bombas, dentro de estructuras formadas para almacenar (pozos) toda el agua drenada de labores. También se puede realizar cálculos importantes y tener referencias gracias a los gráficos que entregan los fabricantes de cada bomba, así nos facilita la elección de la correcta bomba para el mejor funcionamiento y eficiencia, la cual dentro del rubro es lo más importante.

12.- BIBLIOGRAFIA

Manual de servicio para bombas sumergibles de Pozo Profundo. http://www.grindex.com/shared-media/pdf-files/brochures/

gx_brochure_drainagesludge_es_50hz.html http://www.cbs.grundfos.com/export/sites/dk.grundfos.cbs/GMX_Mexico/downloads/

Download_Files/Folleto_Aguas_Residuales.html http://www.pricast.es/files/6249/style/img/Como-leer-la-curva-caracteristica-de-una-

bomba.pdf Apuntes de bombas asignatura servicio a la minería.

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