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Quieres ahorrar dinero en tu mina? Revisa los diámetros de las tuberías!

Curiosamente en las múltiples minas que he visitado he encontrado la misma situación: el diámetro de las tuberías de bombeo NO es óptimo y esto se traduce costos elevados de bombeo!!

Pero cuál es ese número mágico que nos hará quedar como reyes con la gerencia? Lo veremos a continuación.

La velocidad óptima de bombeo:

En múltiples fuentes (manuales de ingeniería, “engineeringtoolbox.com”, etc) y por experiencia propia, la velocidad óptima de bombeo de agua limpia se encuentra entre 1.5 y 2.5 m/s. Algunas de las consideraciones para limitar esta velocidad son:

  • Eficiencia energética
  • Cavitación
  • Abrasión
  • Ruido
  • Vibraciones
  • Etc.

La relación entre potencia y caudal:

La potencia es proporcional al caudal al cuadrado. Es decir, por cada litro extra que bombeo a través de la tubería estoy duplicando su impacto en la potencia. Por ejemplo si duplico el caudal, estoy incrementando cuatro veces la potencia!!

Con estos dos factores en mente ya podemos deducir el diámetro óptimo para transportar un caudal dado. Si:

  1. Q = A * v
  2. A = ( pi/4 ) * d^2

Reemplazando 2) en 1) y despejando para d tenemos:

d = raíz( ( 4 * Q ) / ( pi * v) )

Esta relación se puede implementar fácilmente en Excel para ensayar con múltiples variaciones de velocidad y caudal. Recuerda que si tu Excel está en español la raiz se escribe simplemente raiz, pero si está en Holandés… ok, probablemente no esté en Holandés.

Si ensayamos con un modelo simple de bombeo para un flujo de 60 l/s y una velocidad de 2 m/s y utilizando la anterior relación tenemos un diámetro óptimo de 195.4 mm o lo que es equivalente a una tubería de 8″. Concuerda con lo que estás usando actualmente en tu mina?

Verificamos con PumpSim?

Para poder simular este modelo en PumpSim, es necesario además, adicionar dos tanques y un flujo fijo.

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Esquema Básico PumpSim

Una vez nuestro modelo está simulando correctamente, PumpSim nos ayuda a encontrar el diámetro óptimo de la tubería. Para ello simplemente damos click en recomendar tuberías y oh, sorpresa! Como por arte de magia es un valor muy cercano al encontrado por nuestro modelo.

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Herramienta de Optimización

Si analizamos la curva de optimización vemos que cuando duplicamos el diámetro, el consumo de energía disminuye 4 veces!!

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Resultados de la Optimización

Obviamente este cambio de diámetro depende del costo de la tubería. Si el costo de la tubería es menor que el costo de la energía que se require para bombear el fluido, no tendría justificación cambiar el diámetro. Sin embargo, en la mayoría de casos este cambio es más que justificable para los tipos de tuberías encontradas en minería.

La mayoría de fluidos tienen un rango de velocidades recomendadas y este valor es bastante crítico en el caso del relleno hidráulico. Este ahorro se hace aún más evidente con el incremento de la densidad del fluido (p.e. relleno hidráulico) pues la potencia depende de la presión que a su vez depende de la densidad! Es importante informarse adecuadamente antes de realizar algún cambio.

PumpSim nos facilita además evaluar múltiples escenarios y no se limita solo a minería subterránea, también puede ser utilizado en minería en superficie y cualquier tipo de proceso que requiera de bombeo.

Con este breve artículo ya cuentas con una buena fuente para justificar el incremento de diámetro de tus tuberías. Solo recuerda mencionarle a la gerencia donde lo aprendiste 🙂

Quieres conocer más acerca de PumpSim? Te gustaría obtener un demo? Quieres optimizar tus redes de bombeo? Contáctanos!

Acerca del autor: Néstor y su empresa son distribuidores de VentSim, PumpSim y Terramin. También ofrece sus servicios de capacitación y consultoría en ventilación y bombeo de minas junto con empresas líderes de Europa y Sur América.

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Webinar: Descubre como optimizar tus redes de bombeo con PumpSim!

Webinar: Descubre como optimizar tus redes de bombeo con PumpSim!

  • Fecha: Diciembre 5
  • Hora: 08:00 Colombia, Perú | 10:00 Chile
  • Duración: 1 hora
  • Dirigido a: Ingenieros de servicios, ventilación, bombeo, de proyectos.

Si con tus jefes como un héroe quieres quedar,

Costos tendrás que ahorrar!

Por tus sistemas de Bombeo debes comenzar,

Por eso atiende nuestro Webinar… Y verás como con PumpSim lo vas lograr!! 🙂

En este webinar conocerás:

  • Construir rapidamente un modelo en #PumpSim
  • Importar un modelo desde otro programa
  • Programar la operación dinámica de tu red de bombeo 24/7
  • Optimizar las redes de bombeo, consumo, diámetros, etc.
  • Y muchas funcionalidades más!!

Regístrate sin costo alguno haciendo click acá!

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Las 5 caractéristicas más poderosas de Pumpsim™

Pumpsim™ es un software de simulación 3D desarrollado por Chasm Consulting, los creadores de Ventsim. Pumpsim ™ le proporciona las herramientas para modelar, simular y optimizar con precisión sus bombas y los sistemas de bombeo.

¿cómo difiere Pumpsim™ de otras herramientas para la simulación de redes de bombeo? En este breve artículo, comparto lo que creo que son las mejores características de Pumpsim™.

1. Es 3D por supuesto

Al haber heredado la interfaz del popular software de ventilación de minas subterráneas Ventsim, significa que al modelar redes de bombeo, no tiene que simplificar su modelo. En su lugar, puede importar un modelo de estructura alámbrica (dxf funcionará perfectamente) y convertirlo a un modelo de red en Pumpsim ™.

¿Los beneficios? No solo tendrá un fantástico modelo de su red de bombeo, sino un modelo con elevaciones reales, giros, accesorios, diámetros de tubería y distancias reales que le permiten obtener una representación muy precisa de su sistema.

2. Mapeo del terreno

Muchos procesos requieren bombeo a través de largas distancias en diferentes terrenos. Pumpsim™ tiene una función que le permite asignar su tubería a la superficie de referencia que representa el terreno. ¿El resultado? una representación realista de su línea de bombeo.

3. Manejo de bombas

Gracias a esta función, puede ingresar fácilmente la curva de su bomba para modelar con precisión el comportamiento de su red de bombeo.

¿Tiene los datos? Solo complete la tabla con los valores de presión y flujo y la curva aparecerá automáticamente.

¿Tiene la curva? ¡Aun mejor! puede reconstruir la curva de tu bomba usando el digitalizador incorporado. No podría ser más fácil!

Incluso puede construir una base de datos de todas las bombas en sus instalaciones y luego pedirle a Pumpsim™ que recomiende la mejor bomba para cada situación específica durante una simulación.

4. Bases de datos

No solo tiene una base de datos de todos sus accesorios, bombas, válvulas, sino también una base de datos de materiales y propiedades de fluidos, ya sea un fluido newtoniano o no newtoniano, especialmente para el modelado de lodos que se encuentran en las redes de minería y construcción.

5. Simulación dinámica

Con la simulación dinámica, puede evaluar el rendimiento de su red en un entorno simulado las 24 horas, los 7 días de la semana. Con la ayuda de scripts fáciles de usar, puede programar las bombas, los tanques y los accesorios para operar de acuerdo con una condición operativa definida que le permite extraer información valiosa sobre el consumo de energía o los ciclos de llenado de tanques.

¿Hay alguna característica que le gustaría saber más? ¿Quieres verlo en acción? No dude en contactarnos en nuestro formulario de contacto.