En una industria que presenta una serie de desafíos de manejo de líquidos duros, pero a menudo delicados, las bombas de doble diafragma accionadas por aire (AODD, bomba de diafragma) han estado constantemente a la altura de las circunstancias.
La minería es una de las industrias más antiguas del mundo, sus raíces se remontan a aquellos días prehistóricos cuando alguien agarró un instrumento de excavación y comenzó a cavar en el suelo. En los muchos milenios transcurridos desde entonces, la minería se ha convertido en una de las empresas comerciales más importantes y extendidas del mundo, con operaciones mineras repartidas por todo el mundo y con la tarea de recuperar una lista casi inagotable de productos valiosos.
De hecho, según el informe World Mining Data 2020 del Congreso Mundial de Minería, se recuperaron 17 700 millones de toneladas métricas de productos extraídos en 2018, frente a los 11 300 millones de toneladas métricas de 2000 y casi el doble de los 9600 millones de toneladas métricas de 1985. Los países asiáticos representaron 58% de la producción de 2018, con América del Norte en segundo lugar con 15,1%, seguida de Europa (8%), Oceanía (6,8%), América Latina (6,3%) y África (5,3%). Individualmente, China (23 %), Estados Unidos (12,1 %), Rusia (9,2 %) y Australia (7,2 %) fueron los productores más prolíficos, con un total del 51,1 % de la producción más que el resto del mundo combinado.
Esto significa que la industria minera es fuerte, y se espera que continúe un sólido crecimiento en los próximos años en muchas regiones del mundo. También significa que las operaciones mineras seguirán dependiendo de tecnologías de bombeo que ofrezcan un servicio sólido, confiable y seguro en varias operaciones críticas de manejo de líquidos. Este artículo ilustrará por qué las bombas neumáticas de doble diafragma (AODD) de desplazamiento positivo pueden ser la mejor opción para muchas de esas aplicaciones.
El reto
Si bien la minería puede parecer nada más que una operación ruda (los agujeros se cavan con maquinaria pesada o con explosivos, lo que abre la oda oculta para acceder desde arriba), hay, de hecho, muchas operaciones complejas y a veces delicadas que deben debe realizarse correctamente si la operación minera se va a realizar en su nivel más alto de eficiencia.
Desde un punto de vista macro, esto requiere una tecnología de bombeo que pueda operar de manera confiable en lugares hostiles y remotos, incluso cuando está sumergido o cuando se encarga de manejar líquidos cargados de partículas o productos tóxicos/corrosivos, y también que se pueda mantener y reparar. simplemente para reducir el tiempo de inactividad. Las bombas también deben ser lo suficientemente livianas para moverlas manualmente de un lugar a otro dentro de la mina misma.
Durante muchos años, una opción popular para usar en estas condiciones fueron las bombas centrífugas. Si bien las bombas centrífugas pueden generar las altas tasas de flujo que se requieren, tienen una serie de "puntos débiles" operativos que dificultan su uso en aplicaciones de minería: la incapacidad de autocebarse o funcionar en seco; se necesitan sellos especiales para evitar fugas; revestimientos especiales necesarios para manipular sólidos; altas velocidades del motor de hasta 1.800 rpm; y requisitos y costos de mantenimiento relativamente altos, especialmente cuando se cargan con la transferencia de sólidos y líquidos pesados.
Otra opción popular ha sido la bomba de cavidad progresiva, pero, al igual que las bombas centrífugas, tienen una serie de deficiencias operativas. Estos incluyen la incapacidad de manejar líquidos con altos niveles de abrasivos de manera consistente, lo que conduce a mayores costos de mantenimiento, desgaste de estatores y rotores costosos que eventualmente necesitarán ser reemplazados y, en general, mayores costos de compra, operación y reparación/reemplazo.
Estas son algunas de las operaciones específicas de transferencia de líquidos que tienen lugar en una mina y las formas en que algunas tecnologías de bombeo pueden no satisfacerlas:
Desagüe de la mina:
Eliminar el exceso de agua producida de la mina es una operación crítica las 24 horas del día, los 7 días de la semana, los 365 días del año y el agua que se recupera a menudo está llena de partículas que pueden tener un tamaño de 3-4 mm (0,12-0,16"). Si utilizadas en esta aplicación, las bombas centrífugas requieren materiales de construcción especiales, que pueden tener un costo prohibitivo, para proteger contra el desgaste del impulsor causado por las partículas abrasivas. Las bombas centrífugas tampoco son aptas para funcionar en seco, lo que afecta negativamente su nivel de rendimiento en esta aplicación.
Servicio general:
Para aplicaciones comunes de manejo de líquidos, necesita una bomba fácil de operar que pueda funcionar en seco de manera confiable, desforre líneas, opere a bajas velocidades sin dejar de suministrar altos índices de flujo y que sea fácil de mantener y reparar. Las bombas centrífugas simplemente no poseen estas capacidades.
Líquidos corrosivos:
Al igual que los líquidos cargados de sólidos, los corrosivos pueden causar estragos en las partes húmedas de las bombas centrífugas y de cavidad progresiva. Por lo general, esto exige la necesidad de usar sellos mecánicos especiales, lo que puede generar costos exorbitantes de mantenimiento, reparación y reemplazo.
Filtro de prensa:
Los filtros de prensa se utilizan para limpiar los líquidos que se producen en las minas y, nuevamente, las bombas centrífugas pueden fallar en esta aplicación porque el líquido cargado de sólidos puede dañar las partes internas de la bomba a menos que se usen materiales de construcción o revestimientos especiales y más costosos. Además, la naturaleza de la operación del filtro prensa crea una fuerte variación de la presión de descarga que puede forzar a la bomba centrífuga a operar lejos de su punto de mejor eficiencia (BEP), lo que resulta en una alta vibración y cargas radiales que pueden acortar la vida útil. Una solución a esto es la incorporación de variadores de frecuencia (VFD) y controladores, pero estos son costosos y pueden afectar negativamente la rentabilidad de la operación.
Transferencia de productos:
Esto viene en todas sus formas en una operación minera, desde la carga y descarga de camiones de transporte con aceite nuevo y usado para la maquinaria pesada, agua dulce y sucia, y cualquier químico que se requiera. En todos los casos, existe el riesgo de que la bomba se vea obligada a funcionar en seco a medida que se vacía el camión o el recipiente de almacenamiento, mientras que la variación de la presión de descarga también puede generar altas vibraciones y cargas radiales. Como se ilustró anteriormente, las bombas centrífugas no pueden funcionar en seco, por lo que necesitan protección contra esta condición o la adición de sellos especiales. Sin embargo, todas estas actualizaciones aún no pueden proteger totalmente contra una falla catastrófica.
La solución
Si bien las bombas centrífugas, a pesar de su popularidad, han demostrado no ser la solución más efectiva en muchas aplicaciones de manejo de líquidos en la minería, una tecnología de bomba que ha demostrado ser una opción óptima es AODD, en términos de maximizar la confiabilidad, la rentabilidad, facilidad de operación y mantenimiento, y seguridad para el personal minero y el medio ambiente.
Las bombas AODD pueden funcionar de manera efectiva en aplicaciones de minería porque su método de operación les permite manejar fácilmente caudales y presiones variables, a la vez que son capaces de funcionar en seco y desmontar líneas, y lo suficientemente ágiles para transferir líquidos que son sensibles a la cizalladura o altos. -viscosidad, así como lodos cargados de rocas, guijarros y otras partículas.
El diseño simple de la bomba de diafragma AODD presenta pocas piezas móviles y velocidades comparativamente más bajas que otras tecnologías de bombas, lo que mejora la confiabilidad y simplifica el mantenimiento, mientras que la construcción sin sellos de la bomba genera menos fugas, lo cual es una consideración crítica cuando se manejan los muchos componentes difíciles. Líquidos para sellar, corrosivos o peligrosos que prevalecen en una operación minera. Las bombas AODD están disponibles en construcciones de carcasa de metal (más comúnmente aluminio, hierro dúctil y hierro fundido) y plástico (polipropileno y PVDF), mientras que se puede usar una amplia gama de elastómeros en los diafragmas, lo que elimina muchos problemas de compatibilidad química.
Una amplia variedad de configuraciones de bombas AODD brindan flexibilidad operativa que también puede resultar en un rendimiento optimizado en muchos niveles. La capacidad de incluir bombas AODD en una amplia gama de aplicaciones, desde el uso general básico hasta procesos delicados de manipulación de productos químicos, permite a los operadores equipar sus minas de manera más rentable. Las bombas AODD también pueden ser menos costosas de operar, especialmente aquellos modelos que están equipados con un sistema de distribución de aire accionado mecánicamente (ADS) de última generación. En su forma más básica, las bombas AODD sobresalen en las condiciones de funcionamiento duras y resistentes típicas que se encuentran en las minas del mundo, lo que reduce los incidentes de averías junto con el tiempo de inactividad correspondiente y los costos de reparación.
Wilden, cuyo fundador, Jim Wilden, concibió el principio de bomba de diafragma hace 65 años, se ha dedicado a desarrollar tecnologías que satisfagan las necesidades de las operaciones mineras. En la actualidad, Wilden ofrece tres modelos de bomba de diafragma que están diseñadas para sobresalir en aplicaciones de minería: bomba de diafragma AODD de la serie Brahma, bomba de diafragma AODD de la serie Stallion y la serie Pro-Flo SHIFT. Todas las bombas Brahma, Stallion y Pro-Flo SHIFT pueden equiparse con una amplia gama de estilos de diafragma. Esta gama de diafragmas brinda a los usuarios la más amplia selección de diafragmas en el mercado, todos los cuales son capaces de proporcionar un tiempo medio entre fallas (MTBF) prolongado para un tiempo de actividad optimizado con costos reducidos de mantenimiento, reparación y reemplazo.
Todas estas capacidades hacen que las bombas AODD sean la opción ideal para las aplicaciones comunes de manejo de líquidos en minería antes mencionadas: achique, servicio general, manejo de corrosivos, filtro prensa y transferencia diaria de productos.
Conclusión
En resumen, las bombas AODD son la mejor opción para las aplicaciones mineras porque ofrecen considerables ventajas operativas, como funcionamiento comparable a baja velocidad, funcionamiento en seco, desmontaje de líneas, autocebado y capacidad de cabeza muerta, junto con una mayor seguridad operativa y una reducción de costos de mantenimiento/reparación en los que pueden incurrir las bombas que no están diseñadas para manejar líquidos abrasivos/corrosivos o cargados de sólidos.