Pump basic chile spanish

Conceptos Básicos en
Bombas de Pulpa
Gula básica en Bombeo de Pulpas.
Introducción al Software de dimensionamiento de bombas:
Metso PumpDim™ para Windows™

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Contenidos
HISTORIA 1
INTRODUCCIÓN 2
DEFINICIONES BÁSICAS 3
MECANISMOS 4
COMPONENTES 5
PROTECCIÓN AL DESGASTE 6
SELLOS 7
EJES Y RODAMIENTOS 8
ACCIONAMIENTOS 9
RENDIMEINTO HIDRÁULICO 10
SISTEMAS DE BOMBEO DE Pulpa 11
EL PUNTO DE MEJOR EFICIENCIA (BEP) 12
NOMENCLATURAS Y CARACTERISTÍCAS 13
DESCRIPCIÓN TÉCNICA 14
GUÍA DE APLICACIÓN 15
DIMENSIONAMIENTO 16
INTRODUCCIÓN A METSO PUMPDIM™ 17
MISCELÁNEOS 18
TABLA DE RESISTENCIAS QUÍMICAS 19
ContenidosBOMBAS DE Pulpa

Contenidos
1. HISTORIA....................................................................................................................................................................... 1-1
Bombas de Pulpa Historia............................................................................................................................................1-1
Bombas Horizontal de Pulpa.......................................................................................................................................1-2
Bombas Vertical de Pulpa.............................................................................................................................................1-3
Bombas Vertical de Sumidero......................................................................................................................................1-3
2. INTRODUCCIÓN.......................................................................................................................................................... 2-5
El transporte Hidráulico de Sólidos...........................................................................................................................2-5
¿Qué tipo de sólidos?......................................................................................................................................................2-5
¿Qué tipo de líquidos?....................................................................................................................................................2-5
Definición de la Pulpa.....................................................................................................................................................2-5
¿Cuales son las limitaciones en el flujo?...................................................................................................................2-6
¿Cuales son las limitaciones para los sólidos?.......................................................................................................2-6
La Bomba de Pulpa como un concepto del mercado.........................................................................................2-6
3. DEFINICIONES BASICAS.......................................................................................................................................... 3-9
¿Por qué las Bombas de Pulpa?...................................................................................................................................3-9
Bomba de Pulpa - nombre por el servicio...............................................................................................................3-9
Bomba de Pulpa - nombre por la aplicación..........................................................................................................3-9
Bomba de Pulpa - ¿seco o húmedo?......................................................................................................................3-10
Bomba de Pulpa y las condiciones de desgaste................................................................................................3-12
4. MECANISMOS...........................................................................................................................................................4-15
Los componentes básicos..........................................................................................................................................4-15
El diseño básico..............................................................................................................................................................4-15
5. BOMBA DE Pulpa – COMPONENTES................................................................................................................5-17
Impulsor/carcaza...........................................................................................................................................................5-17
El impulsor de la Bomba de Pulpa..........................................................................................................................5-18
¿La conversión de la energía hecha?......................................................................................................................5-18
El Diseño del álabe........................................................................................................................................................5-18
Álabes externos.............................................................................................................................................................5-18
Álabes internos..............................................................................................................................................................5-18
¿El número de álabes del impulsor?.......................................................................................................................5-19
¿Impulsor semi-abierto o cerrado?.........................................................................................................................5-20
Los impulsores cerrados.............................................................................................................................................5-20
Los impulsores semi-abiertos...................................................................................................................................5-20
Los impulsores de Vórtice/de flujo inducido.......................................................................................................5-21
Las reglas básicas..........................................................................................................................................................5-21
El diámetro del impulsor............................................................................................................................................5-21
Cual será el diámetro correcto?................................................................................................................................5-22
El ancho del impulsor..................................................................................................................................................5-22
Limitaciones en la geometría ¿por que?...............................................................................................................5-23

Contenidos
La carcaza de la Bomba de Pulpa............................................................................................................................5-23
¿Qué acerca de la forma de la carcaza?.................................................................................................................5-24
¿Voluta (enroscado) o concentrico?.......................................................................................................................5-24
¿Carcaza partida o sólida?..........................................................................................................................................5-24
La carcaza partida.........................................................................................................................................................5-25
6. PROTECCION AL DESGASTE................................................................................................................................6-27
La Abrasión......................................................................................................................................................................6-27
La Erosión.........................................................................................................................................................................6-28
El efecto de la erosión en los componentes de la bomba..............................................................................6-29
Protección al desgaste ¿que opciones?................................................................................................................6-30
La selección de los materiales de desgaste.........................................................................................................6-31
Los parámetros para la selección............................................................................................................................6-31
El efecto del tamaño de la partícula en la selección del material................................................................6-32
La selección de los materiales de desgaste - Metales......................................................................................6-33
La selección de los materiales de desgaste - Elastómeros.............................................................................6-33
Las familias de elastómeros.......................................................................................................................................6-43
Algo sobre los revestimientos cerámicos.............................................................................................................6-35
7. SELLOS.........................................................................................................................................................................7-37
Parámetros críticos para la selección de sellos...................................................................................................7-37
Los sellos del eje............................................................................................................................................................7-38
La función básica del sello del eje...........................................................................................................................7-38
Tipo de filtración............................................................................................................................................................7-38
Ubicación y tipos de sellos.........................................................................................................................................7-38
Los sellos por inyección de agua.............................................................................................................................7-39
Los sellos sin inyección de agua..............................................................................................................................7-40
Los sellos centrífugos...................................................................................................................................................7-40
Expulsor - descripción.................................................................................................................................................7-40
Las limitaciones de los sellos centrífugos.............................................................................................................7-41
El sello dinámico - resumen de ventajas...............................................................................................................7-41
Los sellos mecánicos....................................................................................................................................................7-41
Las Bombas de Pulpa sin sellos - los diseños verticales..................................................................................7-43
8. EJES Y RODAMIENTOS...........................................................................................................................................8-45
Los diseños de transmisión.......................................................................................................................................8-45
Los ejes de las bombas y el factor SFF...................................................................................................................8-45
Lo básico de los rodamientos...................................................................................................................................8-46
La vida L10.......................................................................................................................................................................8-46
La configuración de los rodamientos....................................................................................................................8-46
Los rodamientos y los arreglos de rodamientos................................................................................................8-46
La selección de rodamientos....................................................................................................................................8-47

Contenidos
9. ACCIONAMIENTOS PARA LAS BOMBAS DE Pulpa..................................................................................9-49
Los accionamientos directos.....................................................................................................................................9-49
Los arreglos de accionamientos..............................................................................................................................9-50
Comentarios acerca de los arreglos de accionamientos.................................................................................9-50
Las transmisiones de correas V (accionamiento de velocidad fija).............................................................9-51
Las transmisiones de correas V - las limitaciones..............................................................................................9-51
Los accionamientos de velocidad variable..........................................................................................................9-52
Las limitaciones de los accionamiento de velocidad variable......................................................................9-52
Algo sobre los accionamientos con ”motor de combustión”........................................................................9-52
10. EL RENDIMIENTO HIDRAULICO....................................................................................................................10-55
Las curvas de las bombas.........................................................................................................................................10-56
Los tipos de curvas de bombeo H/Q....................................................................................................................10-56
El rendimiento hidráulico - ¿qué curvas se necesitan?..................................................................................10-57
Curvas H/Q - Las leyes de afinidad de bombeo...............................................................................................10-58
Leyes para el diámetro del impulsor fijo.............................................................................................................10-58
Leyes para la velocidad del impulsor fijo............................................................................................................10-59
La Pulpa afecta el rendimiento de la bomba....................................................................................................10-59
Rendimiento del bombeo con Pulpas sedimentadas....................................................................................10-60
Rendimiento del bombeo con Pulpas no-sedimentadas (viscosas).........................................................10-61
Altura y presión............................................................................................................................................................10-63
Problemas con la medición de la altura con un manómetro......................................................................10-63
Las condiciones hidráulicas en el lado de alimentación...............................................................................10-64
La Altura de Succión Positiva Neta (NPSH).........................................................................................................10-64
La presión de vapor y la cavitación.......................................................................................................................10-64
NPSH - los cálculos......................................................................................................................................................10-66
Cavitación resumen...................................................................................................................................................10-68
Bombas que operan con una elevación en la succión...................................................................................10-69
Cebado de las Bombas de Pulpa...........................................................................................................................10-69
Cebado automático....................................................................................................................................................10-70
Bombeo de espuma...................................................................................................................................................10-71
La espuma en el dimensionamiento de las bombas horizontales............................................................10-72
Bombas de Pulpa vertical - la opción óptima para el bombeo de Pulpa................................................10-73
La VF - diseñada para el bombeo de espuma...................................................................................................10-74
Criterio de diseño........................................................................................................................................................10-74
La función......................................................................................................................................................................10-74
Las ventajas...................................................................................................................................................................10-74

Contenidos
11. LOS SISTEMA DE BOMBEO DE Pulpa.......................................................................................................11-77
General............................................................................................................................................................................11-77
Lo básico en el sistema de cañeras.......................................................................................................................11-78
Las perdidas por fricción - cañeras rectas...........................................................................................................11-79
Las perdidas por fricción - adaptores...................................................................................................................11-79
TEL - Longitud Total Equivalente...........................................................................................................................11-79
Velocidades y pérdidas por fricción para agua limpia encañerías de acero..........................................11-80
Perdidas de altura de válvulas y accesorios.......................................................................................................11-81
Efectos de la Pulpa en las perdidas por fricción...............................................................................................11-82
Perdidas por fricción de Pulpas sedimentables...............................................................................................11-82
Perdidas por fricción de Pulpas no-sedimentables........................................................................................11-83
Arreglos de estanque.................................................................................................................................................11-84
Estanque para bomba horizontal..........................................................................................................................11-84
Sumideros de piso......................................................................................................................................................11-85
Las instalaciones de múltiples-bombas..............................................................................................................11-86
Bombas en serie...........................................................................................................................................................11-86
Bombas en paralelo....................................................................................................................................................11-86
Lo básico acerca de la viscosidad..........................................................................................................................11-87
La viscosidad aparente..............................................................................................................................................11-88
Otros fluidos no-Newtonianos...............................................................................................................................11-89
12. EL PUNTO DE MEJOR EFICIENCIA (BEP) ...................................................................................... 12-91
El efecto hidráulico de un eficiente punto de operación.............................................................................12-91
Carga radial....................................................................................................................................................................12-92
Carga axial......................................................................................................................................................................12-93
Los efectos de la desviación del eje......................................................................................................................12-93
Operando en el BEP - resumen...............................................................................................................................12-94
13. NOMENCLATURAS Y CARACTERISTICAS..................................................................................................13-95
Programa Metso de bombas de Pulpa................................................................................................................13-95
Nomenclatura...............................................................................................................................................................13-95
Bombas Horizontales.................................................................................................................................................13-95
Bombas Verticales.......................................................................................................................................................13-95
Bombas para servicios altamente abrasivos.....................................................................................................13-96
Bombas para servicios abrasivos...........................................................................................................................13-97
Bombas verticales.......................................................................................................................................................13-98
Sello de Pulpa...............................................................................................................................................................13-99
14. DESCRIPCION TECNICA.................................................................................................................................14-101
General.........................................................................................................................................................................14-101
Bombas para extracción de Pulpa de la serie Thomas de metal duro para trabajos pesados.....14-106
Bomba para extracción de Pulpa de la gama VASA HD y XR....................................................................14-108

Contenidos
Bomba de Pulpa Tipo HR y HM............................................................................................................................14-110
Bomba de Pulpa Tipo MR y MM..........................................................................................................................14-112
Rango Bomba de Pulpa VT...................................................................................................................................14-114
Rango Bomba de Pulpa VF....................................................................................................................................14-116
Rango Bomba de Pulpa VS....................................................................................................................................14-118
Rango Bomba de Pulpa VSHM y VSMM............................................................................................................14-121
Configuraciones modulares de frame y wet-end.........................................................................................14-124
Sello de Pulpa............................................................................................................................................................14-125
Bombas de Grava.....................................................................................................................................................14-127
Bombas Verticales Tipo ST....................................................................................................................................14-129
Bombas de Torque Horizontal Tipo STHM.......................................................................................................14-132
15. GUÍA DE APLICACIÓN.....................................................................................................................................15-135
General.........................................................................................................................................................................15-135
¿La selección por servicio o aplicación industrial.........................................................................................15-135
Selección por el servicio........................................................................................................................................15-135
Selección por las aplicaciones industriales.....................................................................................................15-136
Qué bombear.............................................................................................................................................................15-136
Selección - por sólidos............................................................................................................................................15-137
Partículas gruesas.....................................................................................................................................................15-137
Partículas finas...........................................................................................................................................................15-137
Partículas cortantes (abrasivas)...........................................................................................................................15-137
Altos porcentajes de sólidos................................................................................................................................15-137
Bajos porcentajes de sólidos................................................................................................................................15-138
Partículas fibrosas....................................................................................................................................................15-138
Partículas de un tamaño........................................................................................................................................15-138
Servicios relacionados con la Altura y el Volumen.......................................................................................15-139
Altura elevada............................................................................................................................................................15-139
Altura variable...........................................................................................................................................................15-139
Flujo constante (altura)..........................................................................................................................................15-139
Gran elevación en la succión................................................................................................................................15-139
Flujo alto......................................................................................................................................................................15-140
Flujo bajo.....................................................................................................................................................................15-140
Flujo fluctuante.........................................................................................................................................................15-140
Servicios relacionados al tipo de Pulpa............................................................................................................15-141
Pulpas frágiles............................................................................................................................................................15-141
Pulpas de hidrocarburos (aceite y reactivos contaminados)....................................................................15-141
Pulpas con altas temperaturas (100C)...........................................................................................................15-141
Pulpas espumosas....................................................................................................................................................15-142
Pulpas peligrosas......................................................................................................................................................15-141
Pulpas corrosivas (pH bajo)..................................................................................................................................15-142
Fluido de viscosidad alta (Newtoniano)...........................................................................................................15-142

Contenidos
Fluido de viscosidad alta (No-Newtoniano)...................................................................................................15-142
Servicios relacionados con el mezclado..........................................................................................................15-142
Mezcla..........................................................................................................................................................................15-142
Selección de Bombas de Pulpa - por la aplicación industrial...................................................................15-143
Segmento Industrial: Minerales Metálicos e Industriales..........................................................................15-143
Bombas para circuitos de molienda..................................................................................................................15-143
Bombas para espuma.............................................................................................................................................15-143
Bombas para sumideros de piso.........................................................................................................................15-144
Bombas para colas de relaves..............................................................................................................................15-144
Bombas para alimentar Hidrociclones.............................................................................................................15-144
Bombas para alimentar filtros de presión.......................................................................................................15-144
Bombas para alimentar filtros de tubo.............................................................................................................15-144
Bombas para lixiviación.........................................................................................................................................15-145
Bombas para medios densos (medios pesados)...........................................................................................15-145
Bombas para propósito general (minerales)..................................................................................................15-145
Segmento Industrial: Construcción...................................................................................................................15-145
Bombas para agua de lavado (arena y grava)................................................................................................15-145
Bombas para transporte de arena......................................................................................................................15-145
Bombas para desaguar túneles...........................................................................................................................15-146
Segmento Industrial: Carbón...............................................................................................................................15-146
Bombas para el lavado de carbón......................................................................................................................15-146
Bombas para espuma (carbón)...........................................................................................................................15-146
Bombas para mezclas carbón/agua..................................................................................................................15-146
Bombas para propósito general (carbón).......................................................................................................15-147
Segmento Industrial: Residuos y reciclaje.......................................................................................................15-147
Bombas para el manejo de efluentes................................................................................................................15-147
Transporte hidráulico de residuos ligeros.......................................................................................................15-147
Bombas para tratamiento de tierra...................................................................................................................15-147
Segmento Industrial: Potencia y FGD...............................................................................................................15-147
Bombas para alimentar reactores FGD (cal)...................................................................................................15-147
Bombas para la descarga de reactores FGD (yeso)......................................................................................15-148
Bombeo de cenizas de piso (bottom ash).......................................................................................................15-148
Bombeo de cenizas muy finas (fly ash).............................................................................................................15-148
Segmento Industrial: Pulpas y papel.................................................................................................................15-148
Bombas para licores................................................................................................................................................15-148
Bombas para cal y barro cáusticos.....................................................................................................................15-148
Bombas para Pulpas de rechazo (conteniendo arena)...............................................................................15-149
Bombas para sólidos de descortezados...........................................................................................................15-149
Bombas para transporte hidráulico de astillas de madera........................................................................15-149
Bombas para llenado de papel y Pulpas de recubrimiento......................................................................15-149
Bombas para rebose de suelo..............................................................................................................................15-149
Segmento Industrial: Metalurgia........................................................................................................................15-150

Contenidos
Bombas para transporte de escoria de molino.............................................................................................15-150
Bombas para transporte de escorias.................................................................................................................15-150
Bombas para efluentes de separador húmedo.............................................................................................15-150
Bombas para transporte de polvo de hierro..................................................................................................15-150
Bombas para maquinas-herramientas de corte............................................................................................15-150
Segmento Industrial: Química.............................................................................................................................15-151
Bombas para Pulpas ácidas..................................................................................................................................15-151
Bombas para salmueras.........................................................................................................................................15-151
Bombas para cáusticos...........................................................................................................................................15-151
Segmento Industrial: Minería..............................................................................................................................15-151
Bombas para rellenado hidráulico (con o sin cemento)............................................................................15-151
Bombas para agua de mina (con sólidos).......................................................................................................15-151
16. DIMENSIONAMIENTO.....................................................................................................................................16-153
Los pasos del dimensionamiento.......................................................................................................................16-153
Chequeo - por la cavitación..................................................................................................................................16-159
Resumen de dimensionamiento........................................................................................................................16-159
17. INTRODUCCION AL METSO PumpDim™.................................................................................................17-161
Introducción...............................................................................................................................................................17-161
Metso PumpDimTM
para WindowsTM
..................................................................................................................17-161
Limitaciones...............................................................................................................................................................17-162
Los derechos de propiedad y reproducción, garantías..............................................................................17-162
Formulario de registro............................................................................................................................................17-162
18. MISCELANEOS...................................................................................................................................................18-163
Factores de conversión..........................................................................................................................................18-163
Escala Standard Tyler..............................................................................................................................................18-164
Densidad de los sólidos.........................................................................................................................................18-165
Agua y Sólidos - Datos de la densidad de Pulpa...........................................................................................18-167
19. TABLA DE RESISTENCIAS QUIMICAS........................................................................................................19-181
Materiales Elasta.......................................................................................................................................................19-181
MetaChrome..............................................................................................................................................................19-183

1-1 Historia
1. HISTORIA
Bombas de Pulpa - historia
Aunque Denver y Sala formaron el área comercial Pumps Process
dentro del Grupo de Svedala (que en septiembre del 2001 se convirtió
en Metso Minerals) y siendo ambos muy activos en el bombeo de
Pulpa,ellosnoofrecíanoriginalmentesuspropiosdiseñosdebombas.
Ambas compañías empezaron como fabricantes de equipos para el
procesamiento de mineral. Concentrándose Denver en la flotación
como su producto clave y Sala que ofrecía la flotación y la separación
magnética como sus mayores productos.
Siguiendo un periodo de éxito con equipo para el proceso de mineral,
pronto se hizo obvio que había una necesidad urgente de activar el
suministro de bombas de Pulpa.
La primera bomba vertical, fabricada en 1933.

1-21. Historia
Bombas de Pulpa Horizontal
El bombeo de Pulpa, siendo el fundamento de todo procesamiento
húmedo de mineral, estaba haciéndose más y mas importante para
los clientes de Denver y Sala.
La respuesta de Denver fue asumir una licencia para que Allis
Chalmers diseñara los SRL (Soft Rubber Lined: Revestimiento de
Caucho Blando) para las bombas de Pulpa.
La versión desarrollada de esta bomba fue la parte fundamental para
el programa de Bombas de Pulpa de Denver durante muchas décadas
y todavía es considerada por muchos como una norma industrial.
Denver adquirió de Orion su rango de bombas de metal duro en 1984
que, en paralelo con el SRL, se han desarrollado a través de los años;
complementándose ambos diseños.
La adquisición de Thomas Foundries en 1989 agregó un rango muy
amplio de bombas de metal duro para el dragado y agregados al
programa de Denver.
EnelcasodeSalalasituaciónerasimilar.LosclientesdeSalacontinuaron
pidiendo que las bombas de Pulpa debieran proporcionarse junto con
equipo de proceso de mineral, proporcionando así desde la primera
vez, un paquete completo.
El acuerdo de la licencia - firmado por Sala era para un diseño inglés,
la bomba de Pulpa Vac-Seal.
En principios de los 60´s Sala desarrolló un rango nuevo de bombade
Pulpa de rango de servicio medio. Este rango conocido como
VASA (Vac Seal - Sala) fue a finales de los 70´s complementado con
su versión de servicio pesado VASA HD.

1-3 Historia
Bombas de Pulpa Vertical
El uso de la flotación como un método de la separación de mineral
requirió un desarrollo posterior de bombas de Pulpa.
Ya en 1933, una ”bomba abierta”vertical se desarrolló en una planta
deflotaciónsueca.Estediseñoeralonecesarioparalosamenudomuy
complicados circuitos que existen en estas plantas.
Latecnologíadelosreactivosydelcontroldenivelnohabíanavanzado
particularmente. Las variaciones de flujo de espuma en las diferentes
partes de los circuitos causaron los bloques de aire con las bombas
de Pulpa convencionales.
Desde al principio, las ”bombas abiertas” con sus estanques
integrales de alimentación proporcionaron desaireación, estabilidad
y autorregulación; propiedades que en estos días se consideran
fundamentales.
Bombas de Sumidero Vertical
Así como tantas plantas han inundado sus pisos, los clientes también
han intentado desarrollar un concepto de bomba capaz para cubrir
el trabajo de drenar la Pulpa y así limpiar los pisos de las plantas. De
acuerdo a esto se desarrollaron, las ”bombas de sumidero”.
El nacimiento operacional de la primera bomba de sumidero para
éstos propósitos de limpieza fue a mediado de los 40’s, nuevamente
diseñado para satisfacer específicamente estas necesidades.
La bomba del estanque vertical y la bomba del sumidero vertical,
ambas fueron desarrolladas dentro de la Compañía Minera Boliden a
lo largo de los 40’s. Sala era un proveedor regular de estas bombas a
Boliden en una base del subcontrato, hasta 1950 cuando Sala firmó
un acuerdo para empezar su producción bajo la licencia.
Estas líneas de bombas se comercializaron entonces con éxito por Sala
junto con el programa VASA.

1-41. Historia
A lo largo de los años estas bombas verticales se han desarrollado
más allá y se han establecido como un producto de Sala. El acuerdo
de la licencia acabó al comienzo de los 70’s cuando Boliden adquirió
Sala. Además de la bomba de estanque vertical, se ha desarrollado
subsecuentemente una bomba especial de espuma, refinando más
allá el concepto básico del manejo de espuma.
La bomba de sumidero Metso es hoy una norma industrial para el
bombeo de derrames.
Cuando Svedala Pumps Proccess se formó en 1992, se decidió
mejorar y poner al día todos los rangos de bombas para servir mejor
el mercado con“el estado del arte”de las bombas de Pulpa.
LaempresafinlandesaMetsoadquirióSvedalaenseptiembrede2001.
Un rango totalmente nuevo de bombas de Pulpa horizontales y
verticales se ha desarrollado ahora, el cual se cubre en este manual.

2-5 Introducción
2. INTRODUCCIÓN
El transporte hidráulico de sólidos
En los procesos industriales húmedos, el “transporte hidráulico de sólidos” es una tecnología que
haceavanzarelprocesoentrelasdistintasfasesdemezcladesólidos/líquidos,separacióndesólidos/
sólidos, separación de líquidos/sólidos, etc.
Estos procesos industriales húmedos se describirán más adelante en la sección 15.
Tipos de sólidos
Los sólidos pueden ser cualquiera que sea
Duro
Grueso
Pesado
Abrasivo
Cristalino
Cortante
Pegajoso
Escamoso
Largo fibroso
Espumoso
Casi cuálquier tipo de sólido puede transportarse
hidráulicamente
Tipos de líquidos
En la mayoría de las aplicaciones el líquido es sólo el ”portador”.
En el 98% de las aplicaciones industriales el líquido es el agua.
Otros tipos de líquidos pueden ser soluciones químicas tales como
ácidosycaústicos,alcohol,derivadosligerosdelpetróleo(queroseno),
etc.
Definición de lodo
La mezcla de sólidos y líquidos normalmente se denomina polpa o
lodo. El lodo puede describirse como un medio de dos fases (liquida/
sólida). El lodo mezclado con aire (común en numerosos procesos
químicos) se describe como un medio fluido de tres fases (liquida/
sólida/gaseosa).

2-6Introducción
Limitaciones de caudal
En teoría no existen límites en el tipo de materiales que pueden
transportarse hidráulicamente.Tan sólo hay que apreciar el transporte
hidráulico de sólidos que se produce en glaciares y grandes ríos.
En la práctica las limitaciones de cuadal en instalaciones de bombas
de pulpa es de entre 1 m3
/hora hasta 20.000 m3
/hora
El limite inferior lo determina la disminución de la eficacia de las
bombas más pequeñas.
Ellímitesuperiorestádeterminadoporelespectacularaumentodelos
costesdelasgrandesbombasdepulpa(comparadasconinstalaciones
de múltiples bombas).
Limitaciones de sólidos
La limitación de sólidos está determinada por la forma geométrica,
el tamaño y el riesgo de bloqueo en su paso a través de una bomba
de pulpa.
El tamaño práctico máximo del material para su transporte en masa
a través de una bomba de pulpa es de aproximadamente 50 mm.
Sin embargo, los trozos sueltos de material que pueden atravesar una
granbombaparadragadospuedenteneruntamañodehasta350mm
(dependiendo de la dimensión del extremo húmedo).
Las bombas de pulpa como componente operativo
Detodaslasbombascentrífugasinstaladasenlaindustriadeprocesos,
la relación entre las de pulpa y otras para líquidos es de 5:95.
Si contemplamos los costes de funcionamiento de estas bombas, la
relación es casi la opuesta 80:20.
Esto aporta un perfil muy especial al bombeo de pulpa y el concepto
de mercado se ha formulado del modo siguiente:
Instale una bomba en un líquido limpio y olvídese.
”Instale una bomba en pulpa y tendrá un potencial de
servicio para el resto de su vida.
Esto es válido tanto para el usuario final como para el proveedor.
El objetivo de este manual es servir de guía en los procesos de
dimensionamiento y selección de bombas de pulpa para distintas
aplicaciones para minimizar así los costes del transporte hidráulico de
sólidos

3-9 Definiciones Básicas
3. DEFINICIONES BASICAS
Bombas de pulpa: definición y objetivo
Pordefiniciónlasbombasdepulpasonunaversiónmáspesadayresistentedelasbombascentrífugas,
capaces de admitir materiales duros y abrasivos.
La denominacion de bombas de pulpa debe considerarse también como un término genérico, para
distinguirlas de otras bombas centrífugas diseñadas principalmente para líquidos límpios.
Bombas de pulpa por tipo de servicio
El termino bombas de pulpa engloba a distintos tipos de bombas
centrífugas para servicios pesados que se emplean para el transporte
hidráulico de sólidos.
Para precisar su denominación se pueden clasificar en función de los
sólidos que admiten las distintas aplicaciones de bombeo.
Las bombas de pulpa se emplean para el bombeo de barro/arcilla,
cieno y arena con un tamaño de sólidos de hasta 2 mm (malla 9).
Los tamaños que admite son:
Barro/arcilla inferior a 2 micras
Cieno, 2-50 micras
Arena, fina de 50-100 micras (malla 270-150)
Arena, media de 100-500 micras (malla 150-32)
Arena, gruesa de 500-2.000 micras (malla 32-9)
Lasbombasdearenaygravaseempleanparaelbombeodeguijarros
y grava de un tamaño de 2-8 mm (malla 9-2,5).
Las bombas de grava se utilizan para el bombeo de sólidos de hasta
50 mm de tamaño.
Las bombas de dragados se emplean para bombear sólidos de hasta
50 mm y mayores.
Bombas de pulpa por tipo de aplicación
Las aplicaciones de los procesos permiten precisar también
terminológicamente el nombre de las bombas.
Las bombas de espuma definen, por su aplicación, el tipo de pulpa
que admiten, espumosos y principalmente flotantes.
Las bombas de transferencia de carbón definen el transporte
hidráulico suave de carbón en circuitos de CIP (carbón en polpa) y CIL
(carbón en lixiviación).
Las bombas de sumidero, también una denominacion estándar,
designan a las bombas que funcionan en sumideros en el suelo,
bombas con la carcasa sumergida, pero que poseen rodamientos y
accionamientos secos.
Bombas sumergibles. La unidad entera, incluido el accionamiento,
esta sumergida.

3-10Definiciones Básicas
Bombas de pulpa: ¿instalación en seco o húmedo?
Instalación en seco
La mayoría de las bombas de lodo horizontales se instalan en seco,
dóndeelaccionamientoylosrodamientosquedanporfueradellodoy
el ”extremo humedo”está cerrado. Las bombas se instalan libremente,
fuera del líquido.

La bomba vertical para tanques funciona en sumideros abiertos
con la carcasa montada directamente sobre la parte inferior del
tanque. El eje ofrece un diseño en voladizo, con el alojamiento de
los rodamientos y el accionamiento montados sobre el tanque, y el
impulsor que gira en el interior de la carcasa de la bomba. El lodo se
transporta desde el estanque por el“extremo húmedo”, alrededor
del eje, y se descarga horizontalmente por la boca de salida. Este
diseño carece de sellos de eje o rodamientos sumergidos.

Instalaciones semi - secas
En aplicaciones de dragados puede emplearse un diseño especial, en
el que las bombas horizontales se instalan con el“extremo humedo”(y
los rodamientos) dentro del líquido. Esto requiere un diseño especial
que permita el sellado de los rodamientos.

La bomba de sumidero tiene el “extremo húmedo” inundado y va
instalado al final de un eje en voladizo (sin rodamientos sumergidos)
con el accionamiento seco.

3-12Definiciones Básicas
Instalaciones húmedas
Existen distintas aplicaciones que requieren bombas totalmente
sumergibles.
Por ejemplo, para el transporte de pulpa en sumideros con grandes
fluctuaciones en el nivel de lodo.
En este caso la carcasa y el motor están inundados y se requieren
diseños especiales para su sellado.
Bombas de pulpa y condiciones de desgaste
A la hora de seleccionar un diseño de bomba, y para asegurar un
rendimientoóptimoendistintascondicionesdetrabajoyaplicaciones,
se tienen en cuenta las condiciones de desgaste:
• Altamente abrasivo
• Abrasivo
• Medianamente abrasivo

Resumen:
Todas las bombas de pulpa son bombas centrífugas.
La denominación bombas de lodo es genérica.
Las bombas de pulpa se denominan en la práctica en función de
su aplicación:
• Bombas de pulpa
• Bombas de grava
• Bombas de dragado
• Bombas de sumidero
• Bombas de espuma
• Bombas de transferencia de carbón
• Bombas sumergibles
Existen tres diseños diferentes principales:
• Horizontal y vertical de tanque (instalación seca)
• Vertical de sumidero (instalación semi seca)
• Tanque (instalación seca)
• Sumergible (instalación húmeda)
Laseleccióndelosdiseñosdelasbombasdelodoestádeterminada
por las condiciones de desgaste
• Altamente abrasivo
• Abrasivo
• Medianamente abrasivo

4-15 Mecanismos
4. COMPONENTES MECÁNICOS
Si se compara con la mayoría de los equipos de proceso, el diseño de una bomba para extracción de
pulpa es sencillo.
A pesar de la simplicidad de su diseño, existen pocas máquinas en la industria pesada que trabajen
en condiciones tan extremas.
Las bombas de pulpa y sus sistemas son fundamentales en los procesos húmedos.
Para poder funcionar el 100% del tiempo de trabajo, que depende de las condiciones variables de
caudal, volumen de los sólidos, etc., su diseño tiene que ser muy fiable en todo los aspectos.
Componentes básicos
Los componentes básicos de todas las bombas de pulpa son:
1. El impulsor
2. La carcasa
3. Los sellos
4. El ensamblaje de rodamientos
5. El accionamiento
Diseño básico
Horizontal Yo tengo todos los
componentes

4-16Mecanismos
Vertical
Tanque Sumidero
Sumergible
El Nº5 está
integrado
Yo
tampoco
Yo no tengo
el Nº 3

5-17 Componentes
5. BOMBA DE Pulpa: COMPONENTES
En esta sección vamos a estudiar más de cerca el diseño de los distintos componentes de la bomba
de pulpa
Impulsor/carcasa
Impulsor y carcasa: componentes fundamentales en las bombas de pulpa
El rendimiento de las bombas de pulpa está determinado por
*el diseño del impulsor y la carcasa.
El resto de componentes mecánicos sirven para sellar, apoyar y
proteger este sistema hidráulico de impulsor y carcasa.
Enloscuatrotiposdebombasdepulpa,eldiseñoprincipaldelsistema
hidráulico (impulsor y carcasa) es más o menos el mismo
*aunque el diseño del resto de la bomba no lo es.
En las ilustraciones se muestran los mismos componentes hidráulicos
en versiones sumergible, vertical y horizontal.

5-18Componentes
El impulsor de la bomba de pulpa
Si no se entiende la función del impulsor no será posible entender
porqué y cómo se diseña una bomba ni su funcionamiento.
Impulsor = conversor de energía.
La función del movimiento rotativo del impulsor en transferir la
energía cinética a la masa del lodo y acelerar su movimiento.
Una parte de esta energía cinética se convierte en energía de presión
antes de abandonar el impulsor.
Aparte de la estricta transformación hidráulica, en las bombas de
pulpa se logra esto parcialmente debido a la capacidad especial de
los sólidos del propio lodo para transportar energía por“las fuerzas de
arrastrehidráulico”.Estasfuerzasdearrastreseusanenvariasmáquinas
hidráulicas para procesos húmedos (clasificadores, clarificadores,
separadores, etc).
¿Se ha realizado la conversión de energía?
Abajo se pueden ver las fuerzas cineticas/hidráulicas generadas por
las paletas del impulsor de la bomba de pulpa.
Las paletas del impulsor son el corazón del mismo. El objetivo del
restodeldiseñodelimpulsoressencillamenteeltransporte,protección
y equilibrio de las paletas del impulsor durante el funcionamiento.
Diseños de paletas
Los impulsores de las bombas de pulpa tienen paletas externas e
internas.
Paletas externas
Estas paletas, conocidas también como paletas de bombeo de salida o
expulsoras,sondebajaalturayestánlocalizadasporfueradelimpulsor.
Estas paletas contribuyen al sellado de la bomba y a su eficacia.
Paletas internas
También conocidas como paletas principales, son las que realmente
bombean el lodo.
Enlasbombasdepulpaempleamosnormalmentedostiposdediseño
de paleta principal.

5-19 Componentes
Paleta tipo Francis o Paleta plana

¿Cuándo hay que utilizar la paleta plana o la tipo Francis?
Como la paleta tipo Francis es más eficaz en la conversión de energía,
se emplea cuando lo que prima es la eficacia.
Elinconvenientedeestapaletaesquesudiseñoesmáscomplicadoytambién
presuponemásdesgastecuandosebombealodoconpartículasgruesas.
Por consiguiente, para bombear partículas gruesas se utilizan paletas
planas.
Número de paletas del impulsor
Un mayor número de paletas aumenta la eficacia. Esto quiere decir que
siempre se usa el número máximo de paletas cuando esta opción es
práctica (la excepción es la bomba periférica).
Laslimitacionesvienendadasporelgrosorrequeridoparaqueel impulsor
ofrezca una buena resistencia al desgaste y el tamaño de las partículas
a admitir.
Elnúmeromáximodeálabes,enlapráctica,esdecincoyseempleanen
impulsores metálicos de un diámetro superior a 300 mm y de caucho
de un diámetro superior a 500 mm.
Por debajo de estos diámetros, la relación entre el área de la paleta
y el área del impulsor es crítica (una área de paleta excesiva produce
demasiada fricción), por lo que la eficacia comienza a descender y se
pueden producir bloqueos.

5-20Componentes
¿Impulsor semi-abierto o cerrado?
Eldiseñodelimpulsordelabombaparapulpanoestárelacionadocon
una configuración cerrada o abierta. Esta determinado por aspectos
de la producción y del tipo de aplicaciones en las que se utilizará el
impulsor.
Impulsores cerrados
Los impulsores cerrados son por naturaleza más eficientes que los
abiertos, debido a la reducción de fugas por encima de las paletas.
La eficacia se ve menos afectada por el desgaste.

Si lo que busca es eficacia, utilice un impulsor cerrado siempre que
sea posible.
Limitaciones
El impulsor cerrado, por su propio diseño, es naturalmente más
propenso a atascarse con partículas gruesas.
Este fenómeno es más crítico con los impulsores más pequeños.
Impulsores semi-abiertos
Los impulsores semi-abiertos se usan para superar las limitaciones de
un diseño cerrado y depende del diámetro del impulsor, tamaño o
estructura de los sólidos, presencia de aire, alta viscosidad, etc.

Limitaciones
La eficacia es ligeramente más baja que la de los impulsores cerrados.

5-21 Componentes
Impulsores de caudal inducido/vórtice
Los impulsores de caudal inducido/vórtice se usan cuando el bloqueo
del impulsor es crítico o cuando las partículas son frágiles.

El impulsor se encuentra dentro de la carcasa. Tan sólo un volumen
limitadodelcaudalentraencontactoconelimpulsor,loquesetraduce
en una suave admisión del lodo y una óptima capacidad de admisión
de grandes sólidos.
Limitaciones
Laeficaciaesnotablementemásbajaqueladelosimpúlsorescerrados
o incluso los semi-abiertos.
Reglas básicas
Los impulsores cerrados se usan para lograr la máxima eficacia con
pulpa con partículas gruesas y una óptima capacidad de desgaste
(comprobar el tamaño máximo de los sólidos admitidos).
Los impulsores abiertos se usan para pulpa de alta viscosidad, con
burbujas de aire y cuando se pueden prever problemas de bloqueo.
Los impulsores de caudal inducido/vórtice se usan para sólidos
grandes y blandos, materiales fibrosos o para la admisión “suave” o
bien, para partículas frágiles de alta viscosidad con burbujas de aire.
Diámetro del impulsor
El diámetro de un impulsor regula la carga hidrostática producida a
cualquier velocidad.
Cuanto mayor sea el diámetro del impulsor mayor será la carga
hidrostática producida.
Unimpulsordegrandiámetroquegiremuylentoproduciríalamismacarga
hidrostáticaqueunomáspequeñoquegiremuchomásrápido(aspecto
clave para el desgaste, consulte la Sección 6).

5-22Componentes
¿Cuál será el diámetro correcto?
Los factores que han servido de guía a Metso en este aspecto son:
Cuando se trata de trabajos con materiales muy abrasivos lo que
buscamos es una larga vida útil vida y una eficacia razonable.Para
trabajos con abrasivos y abrasivos ligeros lo que se busca es una
alta eficacia y un desgaste razonable.
En pocas palabras:
Para trabajos con materiales altamente abrasivos usamos impulsores
grandes que ofrecen una larga vida útil y una eficacia razonables.
Aunque los impulsores más grandes son más caros y su eficacia es
ligeramentemenor,lasventajasqueofrecenentrabajosmuyabrasivos
son mejores.
Para trabajos con materiales abrasivos dónde el desgaste no es la
principalpreocupación,losimpulsoresmáspequeñossonmásbaratos
y ofrecen una óptima eficacia.
Esta relación se conoce como:
RELACIÓN DE ASPECTO DEL IMPULSOR (IAR)
IAR = diámetro del impulsor / diámetro de entrada.
Por ejemplo:
para servicios altamente abrasivos usamos IAR = 2.5:1
para servicios abrasivos usamos IAR = 2.0:1
para servicios medianamente abrasivos podemos usar IAR menor de 2.0:1
Todos los parámetros anteriores se han tenido en cuenta al diseñar
las gamas de bombas para pulpa de Metso, para ofrecer un
funcionamiento económico en distintos tipos de servicios.
Anchura del impulsor
“La anchura del impulsor regula el caudal de la bomba a cualquier
velocidad”.
Un impulsor muy ancho que gira despacio podría producir la
misma velocidad de caudal que un impulsor más fino girando más
rápidamente, pero lo más importante es que la velocidad relativa de
la paleta y el refuerzo sería considerablemente más alta (aspecto clave
del desgaste, consulte la Sección 6).

5-23 Componentes
Recuerde:
Si se compara con las bombas de agua y dependiendo del “perfil de
desgaste”, las bombas para pulpa normalmente tienen impulsores
que son
no sólo más grandes,
sino además
mucho más anchos
Limitaciones de la geometría y motivos
No cabe duda de que existen distintos límites prácticos para la
geometría de los impulsores de las bombas para pulpa.
Estos límites está determinados por:
”el rendimiento hidráulico óptimo de cada tamaño de bomba”
”la necesidad de estandarización del producto”
“el coste de producción del impulsor y la carcasa/revestimiento
Tener en cuenta en la práctica estas limitaciones nos permite ofrecer
una gama de productos equilibrada.
La carcasa de la bomba para pulpa
Una de las funciones de la carcasa es recoger el caudal proveniente
de toda la circunferencia del impulsor, convirtiéndolo en un patrón de
caudaldeseableydirigiéndoloaladescargadelabomba.Otrafunción
importante es reducir la velocidad de caudal y convertir su energía
cinética en energía de presión.

5-24Componentes
¿Qué ocurre con la forma de la carcasa?
La carcasa y el impulsor se combinan para ofrecer el mejor patrón de
caudal (y conversión de energía) posible.
Voluta Semi-Voluta Concentrica
¿Voluta o concéntrica?
La forma de voluta ofrece una conversión de energía más eficaz si se
compara con la forma concéntrica y respecto al caudal ideal/punto de
descarga ofrece cargas radiales muy bajas sobre el impulsor.
¿Carcasas partidas o sólidas?
Carcasa sólida
En la mayoría de las bombas de metal duro la voluta se encuentra
normalmenteenunasólapiezasólida.Estediseñoeselmáseconómico
en cuanto a su fabricación y no existen requisitos en la práctica para
partir la voluta en dos mitades.
Algunas bombas revestidas con caucho también usan volutas sólidas,
sobre todo para los tamaños más pequeños, dónde es más práctico y
económico usar este tipo de voluta.

5-25 Componentes
Carcasa partida
Partir una carcasa encarece el precio de una bomba y sólo se hace
cuando es necesario.
Esto facilita la sustitución de piezas, especialmente en bombas
revestidas de caucho más grandes.

6-27 Protección al desgaste
6. PROTECCIÓN CONTRA EL DESGASTE
En una bomba para pulpa el impulsor y el interior de la carcasa siempre están siempre expuestos al
lodo y tienen que estar correctamente protegidos contra el desgaste.
”La selección del material para el impulsor y la carcasa es tan importante como la propia
selección de la bomba”.
El desgaste de las bombas para pulpa depende de tres condiciones
Abrasión
Erosión
Corrosión
Abrasión
Existen tres tipos principales de abrasión
Trituración
Molienda
Baja tensión
En las bombas para pulpa tenemos principalmente molienda y
abrasión de baja tensión.
La proporción de la abrasión dependente del tamaño de la partícula,
su forma y su dureza.
En una bomba para pulpa la abrasión se produce solamente en dos zonas.
1. Entre el impulsor y la entrada estacionaria.
2. Entre la camisa del eje y el empaquetadura estacionaria.

6-28Protección al desgaste
La erosión
Este es el desgaste dominante en las bombas para pulpa. La razón es
que las partículas que hay en el lodo golpean la superficie del material
en ángulos diferentes.
El desgaste producido por la erosión se ve extremadamente
influenciado por el funcionamiento de la bomba.
El desgaste por erosión es, en general, mínimo en el punto de mayor
eficacia (BEP) y aumenta tanto con caudales bajos como más altos.
Consulte la Sección 12.
Por razones que aún no se entienden bien, el desgaste
por erosión también puede aumentar extraordinariamente si
se permite que la bomba funcione con aire, es decir,
permitiendo la entrada de aire a través de la tubería de entrada.
Consulte la página 11-83 donde se explican los diseños de sumidero
Se ha sugerido que esto puede producirse por causa de la cavitación,
debidoaquelasuperficiedelabombavibracuandoelairelaatraviesa.
Sin embargo, esto es difícil de aceptar ya que las burbujas de aire
suprimenlacavitaciónaltrasladarseparallenarlascavidadesdevapor.
Consulte la página 10-64 donde se prorporciona una descripción de
la cavitación.
Existen tres tipos principales de erosión.
Lecho deslizante
Impacto de ángulo bajo
Impacto de ángulo alto

Efecto de la erosión en los componetes de la bomba
Impulsor
El impulsor está sujeto a un desgaste por impacto (alto y bajo),
principalmente en el ojo, en el casquillo del lado del anillo de desgaste
(A), cuando el caudal gira 90°. En el borde de lantero de la paleta (B).
El lecho deslizante y el impacto de angulo bajo ocurren a lo largo de
las paletas, entre los refuerzos del impulsor (C).
Revestimientos laterales (revestimientos de entrada y trasero)
Los revestimientos laterales están sujetos a una abrasión de tipo lecho
deslizante, trituración y molienda.

C

Voluta
Lavolutaestásujetaaundesgasteporimpactoenelpicodelaespiral.
El lecho deslizante y el desgaste por impacto de angulo bajo ocurre
en el resto de la voluta.

Corrosión
La corrosión (y los ataques químicos) de las partes húmedas de las
bombas para pulpa es un fenómeno complejo para ambos materiales,
metálico y elastómero.
En la Sección 19, página 6-39, se proporcionan como guía las tablas
de resistencia química para metales y elastomeros.
Protección contra el desgaste: opciones
A la hora de elegir la protección contra el desgaste de las bombas
para pulpa, existen varias alternativas:
Impulsorycarcasaenmetalduro,envariasaleacionesdehierroblanco
y acero.
Impulsor en elastómeros y carcasa protegida con revestimientos de
elastómeros. Los elastómeros suelen ser caucho de distintas calidades
o poliuretano.
Combinación de impulsor en metal duro y carcasas revestidas de
elastomeros.

Elección de los materiales de desgaste
A la hora de elegir las piezas de desgaste debe buscarse un equilibrio
entre la resistencia al desgaste y su coste.
Existen dos estrategias para decidir la resistencia al desgaste:
El material de desgaste tiene que ser duro para resistir la acción
cortante del choque de los sólidos.
o bien,
El material de desgaste tiene que ser elástico para poder absorber
los golpes y rebotes de las partículas.
Parámetros de selección
La selección de piezas de desgaste se basa normalmente en los
siguientes parámetros:
Tamaño de los sólidos (gravedad específica, forma y dureza)
Temperatura del lodo
Productos químicos y pH
Velocidad del impulsor
Los materiales de desgaste dominantes en las bombas para pulpa son
el metal duro y los elastomeros blandos. Metso dispone de una amplia
oferta de calidades para ambos.
En algunas gamas se ofrece la cerámica como opción.
En la página siguiente se proporciona una tabla que srive de guía
general.

Efecto del tamaño de la particula en la selección de materiales
TABLA 1 Clasificación de las bombas de acuerdo al tamaño de la partícula sólida (partículas con la dureza de
la arena).
Serie de filtros estándar Tyler Descripción
Tamaño de particula Descripci
Pulg. Mm Malla la particula Clasificación General de las bombas
3
2
1,5
1,050 26,67
0,883 22,43
0,742 18,85 Grava, Bombas de Bomba
0,624 15,85 guijarros acero de dragado
0,525 13,33 de filtro austenítico
0,441 11,20 al manganeso
0,371 9,423
0,321 7,925 2,5 Bombas con Bombas
0,263 6,68 3 revestimiento de de hierro
0,221 5,613 3,5 caucho, impulsor duro Bombas
0,185 4,699 4 cerrado; las partículas para
0,156 3,962 5 deben ser redondas arena y
0,131 3,327 6 grava
0,110 2,794 7
0,093 2,362 8 Arena Bombas con
0,078 1,981 9 muy revestimiento de Bombas
0,065 1,651 10 gruesa caucho, impulsor para
0,055 1,397 12 cerrado arena
0,046 1,168 14 Arena
0,039 0,991 16 gruesa
0,0328 0,833 20
0,0276 0,701 24
0,0232 0,589 28 Arena Bombas de
0,0195 0,495 32 media poliuretano
0,0164 0,417 35 y bombas
0,0138 0,351 42 revestidas
0,0116 0,295 48 con caucho
0,0097 0,248 60 Arena impulsor Bombas
0,0082 0,204 65 fina abierto para
0,0069 0,175 80 pulpa
0,0058 0,147 100
0,0049 0,124 115
0,0041 0,104 150
0,0035 0,089 170
0,0029 0,074 200 Sedimento Bombas
0,0024 0,061 250 de
0,0021 0,053 270 hierro
0,0017 0,043 325 duro
0,0015 0,038 400
0,025 a500
0,020 a625
0,010 a1250
0,005 a2500
0,001 a12500 Lodo arcilloso
Pulverizado

Elección del material de desgaste: metales
El metal es generalmente más tolerante al desgaste que el caucho y
es la mejor opción para materiales gruesos.
Los metales usados principalmente son:
Hierro cromado
Hierro alto cromo resistente al desgaste con una dureza nominal de
600 BHN. Puede utilziarse con valores de pH inferiores a 2,5. Material
estándar en la mayoría de las gamas de bombas.
Acero al manganeso
Acero al manganeso con dureza de hasta 350 BHN. Utilizado
principalmente en aplicaciones de dragados.
Elección del material de desgaste: elastómeros
El caucho natural es de lejos el principal elastómero utilizado en el
bombeo de pulpa. Además, es la elección más rentable para sólidos
finos.
Generalmente, dependiendo de su forma y densidad, es posible
bombear partículas con tamaños de 5 a 8 mm.
Advertencia
Los residuos de gran tamaño y las partículas afiladas pueden destruir
las piezas de desgaste, sobre todo el impulsor.

Las familias de elastómeros
Cauchos naturales
Cauchos sintéticos y poliuretanos
Las calidades de caucho natural son:
Caucho Natural 110 Material blando para revestimeinto
Caucho Natural 168 Material de alta resistencia para impulsores
Caucho Natural 134 Material de alto rendimiento para revestimientos
Caucho Natural 129 Materialdealtorendimientoconresistencia
mecánica adicional
Estos materiales están presentes como materiales estándar en las
distintas gamas de bombas.
Calidades de los cauchos sintéticos:
Metso puede proporcionar una amplia gama de otros cauchos
sintéticos. Estos materiales se emplean principalmente cuando no
puede utilizarse el caucho natural. En la página siguiente se muestran
untablaconlostiposprincipalesysirvedeguíageneralparalaelección
de elastómeros.
Hay más tipos diferentes de poliuretanos que tipos de acero. La
comparación entre poliuretanos debe hacerse con sumo cuidado.
Metso utiliza un tipo especial MDI de poliuretano.
El poliuretano está disponible para la mayoría de gamas de bombas
y ofrece una excelente resistencia al desgaste para las partículas más
finas (0,15 mm), pero al mismo tiempo es menos sensible a residuos
degrandesdimensionesqueelcaucho.Ofreceunrendimientomáximo
con desgaste angular bajo y lecho deslizante. Normalmente se usa en
bombas de circuitos de flotación, cuando se utilizan reactivos como
el petróleo o los hidrocarburos.
En la página siguiente se presenta una tabla con otros cauchos
sintéticos.

Material Propiedades Propiedades Propiedades
físicas químicas térmicas
Velocidad Resistencia Agua caliente, Acidos fuertes Aceites, Temp. máxima de servicio
máx. punta al desgaste ácidos diluidos y oxidantes hidro- (o
C)
del impulsor carburos Continuo Ocasional
(m/s)
Caucho Natural 27 Muy buena Excelente Suficiente Mala (-50) to 65 100
Cloropreno 452 27 Buena Excelente Suficiente Buena 90 120
EPDM 016 30 Buena Excelente Buena Mala 100 130
Butil 30 Suficiente Excelente Buena Mala 100 13
Poliuretano 30 Muy buena Suficiente Mala Buena (-15) 45-50 65
Si desea información más precisa sobre la resistencia química, consulte la tabla de la Sección 19.
Información sobre revestimientos cerámicos
Aunque la cerámica presenta una alta resistencia al desgaste, la
temperatura y a la mayoría de productos químicos, realmente nunca
ha sido aceptada como material estándar para uso diario en bombas
para pulpa.
Se quiebra con facilidad y su fabricación es cara.
Aún se trabaja para desarrollar este material en un intento de lograr
su aceptación.

7-37 Sellos
7. SELLOS
Silosdiseñosdelimpulsor-carcasasonfundamentalmenteigualesparatodaslasbombasparapulpa,
no ocurre lo mismo con los sellos de estos sistemas hidráulicos.
Parámetros críticos para la elección de sellos
Horizontal: Fugas de lodo (succión inundada), filtraciones de aire
(altura de succión), deflexión del eje y carga de entrada.

Vertical: Diseño sin sellos de eje.

Sumergible: Fugas de lodo, conexiones eléctricas

7-38Sellos
Sellos del eje
En el punto de paso del eje al interior de la carcasa, las fugas (de
aire o lodo) se evitan con los sellos del eje.
“El sello del eje es la función más importante en cualquier bomba
para pulpa.
“Laeleccióndelsellocorrectoparacualquieraplicaciónesesencial.
Función básica del sello del eje
La función básica del sello del eje es simplemente tapar el agujero
por donde se introduce el eje en la carcasa para minimizar (o detener)
cualquier fuga.
Tipo de fugas
Conlasuccióninundada,lasfugassuelensergeneralmentedelíquidos
que salen de la bomba, mientras que las filtraciones en la succión
pueden tratarse de aire que entra en la bomba.
Tipos de sellos y su ubicación
Los sellos se ubican en una carcasa o caja prensaestopas. Existen tres
tipos básicos :
• Sello de empaquetadura blanda (sello con prensaestopas)
• Sello mecánico (sujeto con resortes, caras planas)
• Sello dinámico

7-39 Sellos
Los sellos flushing (inyección de líquido)
En la mayoría de las bombas para pulpa, el líquido de sellado es agua
limpia. Para que el sello dure lo máximo posible, el agua debe ser de
buena calidad y no contener partículas sólidas.
Cuando es posible diluir el lodo, normalmente la primera elección
son los sellos de empaquetadura blanda que ofrecen dos opciones:
Inyección de agua de caudal completo, cuando sea posible diluir el
lodo sin ningún problema.
Cantidades típicas de agua que se inyectan a flujo completo:
10-90 litros/min (dependiendo de tamaño de la bomba)
Inyección de agua de bajo caudal, cuando la dilución es un problema
menor
Cantidades típicas de agua que se inyectan a caudal bajo:
0,5 - 10 litros/min (dependiendo del tamaño de la bomba).
Nota:
En las bombas para pulpa, la alternativa de empaquetadura
blanda para todo el caudal (cuando sea aplicable) suele durar
más. Prolonga más la vida útil del sello.
Caudal completo Caudal bajo

Los sellos mecánicos también están disponibles con o sin inyección de
líquido. Si se va a emplear este tipo de sellos (las configuraciones son
máseconómicasyfácilesdemantener)siemprehabráqueemplearuna
empaquetadura blanda, siempre que se permita alguna fuga externa
(las configuraciones son más económicas y fáciles de mantener).
Respectoalossellosmecánicossininyeccióndelíquido,enlapágina
siguiente se proporciona más información.

7-40Sellos
Sellos sin inyección de agua
Para lograr un sello fiable sin inyección de agua, se utilizan los sellos
centrífugos (expulsores).
Sellos centrífugos
Un sello centrífugo es una combinación de expulsor y caja
prensaestopa.
Aunquelosselloscentrífugossehanestadoutilizandodurantemuchos
años,losúltimosavancesendiseñoymaterialeshanllegadoaunpunto
en el que una alta proporción de bombas para pulpa incorporan ya
un expulsor.
El sello centrífugo sólo es eficaz cuando la bomba está en
funcionamiento.
Cuandolabombaestáparada,seinstalaunselloestáticoconvencional
en la empaquetadura del eje aunque con un menor número de anillos
que los utilizados en las cajas prensaestopas convencionales.
Expulsor: descripción
El expulsor es, de hecho, un impulsor secundario ubicado detrás del
impulsor principal, en su propia cámara de sello, cerca de la carcasa
principal de la bomba.
El expulsor, que funciona en serie con las paletas de bombeo traseras
del impulsor, impide fugas de líquido en la caja prensaestopas,
garantizado la estanqueidad del sello.
“Este sello seco se logra porque la presión total producida por las
paletas de bombeo y el expulsor es mayor que la presión producida
por las paletas de bombeo principales del impulsor más la presión
de entrada.
La presión en la caja prensaestopas, con un sello centrífugo, se reduce
así a la presión atmosférica.

7-41 Sellos
Limitaciones de los sellos centrífugos
Todos los sellos centrífugos tienen limitaciones respecto a la cantidad
de presión de entrada que pueden sellar en relación con la altura de
bombeo nominal.
El límite de una presión de entrada aceptable está determinado, en
primer caso, por la relación entre el diámetro del expulsor con el
diametro de las paletas del impulsor principal.
Lamayoríadelosexpulsores,convariacionesdependiendodeldiseño,
sellarán, siempre que la presión de entrada no exceda el 10% de la
altura de descarga nominal para impulsores estándar.
Sello dinámico: resumen de ventajas
No requiere inyección de agua
No se produce ninguna dilución por inyección de agua
Fácil mantenimiento de las empaquetaduras
Cero fugas en el prensaestopas durante el funcionamiento
Sellos mecánicos
Los sellos mecánicos sin inyección de agua deben emplearse donde
no sea posible utilizar sellos dinamicos (consultar las limitaciones
descritas anteriormente).
Estos sellos de alta precisión refrigerados por agua, lubricados por
agua, ofrecen una tolerancia tan alta que las partículas de lodo no
pueden penetrar las superficies de sellado y destruirlas.

7-42Sellos

Los sellos mecánicos son muy sensibles a la deflexión del eje y a las
vibraciones. Para lograr un funcionamiento correcto son críticos tanto
el eje rígido como los rodamientos.
Si el sello mecánico no está sumergido en líquido, la fricción entre las
superficies de sellado generará calor, provocando fallos en las caras
en segundos. Esto puede suceder también cuando la eficacia de las
paletas de bombeo traseras es demasiado efectiva.
La mayor desventaja es, por otra parte, su alto coste.
Actualmente se está trabajando para desarollar sellos mecánicos más
económicos y fiables. Este tipo de sello es en la actualidad una opción
viable para las bombas para pulpa.
El sello mecánico: la única opción para las bombas sumergibles
Al sellar los rodamientos de un motor eléctrico en una bomba
sumergible no existe ninguna otra alternativa a los sellos mecánicos.

7-43 Sellos
Elsellosecomponededossellosmecánicosindependienteslubricados
con aceite.
En el lado del impulsor las superficies de sellado son de carburo de
tungsteno/carburo de tungsteno y en el lado del motor carbono/
cerámica.
Nota: estas bombas poseen también un pequeño disco expulsor
sujeto al eje por detrás del impulsor para proteger los sellos.
No se trata del expulsor descrito enlas páginas anteriores para
bombas horizontales.
Se trata más bien de un retenedor o disco de protección mecánica,
que evita que las partículas del lodo dañen el sello mecánico inferior.
Bombas para pulpa sin sellos: diseños verticales
Las dos razones que motivaron el desarrollo de las bombas verticales
para pulpa fueron:
El uso de motores secos, protegidos de la inundación.
Para eliminar los problemas de sellado.

8-45 Ejes y rodamientos
8. EJES Y RODAMIENTOS
Diseños de la transmisión
Bombas horizontales para pulpa
Los impulsores van montados en un eje que a su vez gira sobre rodamientos
anti fricción.
Los rodamientos se lubrican generalmente con aceite o grasa.
En nuestras bombas para pulpa el impulsor va siempre montado al final del
eje (diseño en voladizo).
El accionamiento del eje se realiza normalmente a través de correas y poleas
o de un acoplamiento flexible (con o sin caja de engranajes).
Ejes de las bombas y el factor SFF
Como los impulsores de las bombas para pulpa están sujetos a cargas más
altas que las bombas de agua-limpia, es esencial que el eje ofrezca un diseño
resistente.
El factor de flexibilidad del eje (SFF) depende del diámetro del eje en el sello
del eje D (mm), a la longitud del voladizo (desde el rodamiento del extremo
húmedo a la línea central del impulsor) L (mm) y se define como L3
/D4
.
Esta es una medida de la susceptibilidad a la deflexión (factor crítico para el
sello del eje y la vida de los rodamientos).
LosvaloresSFFtípicosparalasbombashorizontalesparapulpaesde0.2a0.75.
Los valores SFF tipicos para líquidos limpios son de 1 a 5.
Nota
Ladeflexióndelejeocurreenlasbombashorizontalesyverticalesparapulpa,
aunque cuanto más largo sea el “voladizo” mayor será la deflexión con la
misma carga radial.

8-46Ejes y rodamientos
Factores básicos sobre los rodamientos
Vida útil L10
La vida útil de los rodamientos se calcula usando el método ISO 281.
La vida útil calculada es la vida útil L10. Éste es el número de horas en la cual
se espera que 10% de los rodamientos, operando bajo las condiciones, falle.
La vida útil promedio es aproximadamente cuatro veces más que la vida
útil L10
.
La mayoría de las Bombas de Pulpa han sido medidas para una vida útil L10
mínima de 40,000 horas (i.e.: una vida útil promedio de 160,000 hotas).
Los rodamientos fallan, por supuesto, más tempranamente si son contami-
nados por los sólidos.
La configuración de los rodamientos
Las cargas radiales
En los servicios como el llenado de filtros de prensa y presurizado dónde
se encuentran proporciones de flujo bajas a elevadas alturas de cabeza, las
cargas radiales del impulsor son altas y los arreglos dobles de rodamientos
son utilizados en el extremo humedo para dar una vida L10 de 40,000 horas
(es decir 10% de falla en 40,000 horas). Ver capítulo 12 para más detalles
acerca de las cargas radiales.
Las cargas axiales
En los servicios como el bombeo en series multietapas donde cada bomba
sigue inmediatamente a la otra (es decir, las bombas no estan espaciadas bajo
línea), se encuentran proporciones de flujo bajas a elevadas alturas de cabeza,
las cargas radiales del impulsor son altas y los arreglos dobles de rodamientos
son utilizados en el extremo humedo para dar una vida L10
de 40,000 horas (es
decir 10% de falla en 40,000 horas). Ver capítulo 12 para más detalles acerca
de las cargas radiales.
Las cargas axiales
En los servicios como el bombeo en series multietapas donde cada bomba
sigue inmediatamente a la otra (es decir, las bombas no estan espaciadas bajo
línea), se encuentran cargas axiales altas debido a la altura en la alimentación
en la segundo y etapas subsecuentes. Para reunir el requisito minimo de vida
del rodamiento pueden requerirse rodamientos dobles en el extremo seco.
Ver capítulo 12 para más detalles acerca de las cargas axiales.
Los rodamientos y los arreglos de rodamientos
En una bomba para pulpa tenemos fuerzas radiales y axiales que afectan al
eje y a los rodamientos.
La selección de rodamientos sigue dos escuelas de pensamiento:
Elprimerarregloconunrodamientoenelextremohúmedocompensandolas
fuerzasradialesyrodamientoenelextremodelacciomaminetocompensando
las fuerzas axiales y radiales.
El segundo arreglo consiste en emplear rodamientos de rodillos cónicos
(estandar, del tipo de producción masiva) en ambas posiciones compensando
las cargas axiales y radiales.

8-47 Ejes y rodamientos
La selección de rodamientos
En el rango de las bombas para pulpa de Metso se usan ambos arreglos,
variando con el rango de la bomba.
Primer arreglo

Segundo arreglo
En el diseño vertical es donde el voladizo es sumamente largo, el primer
arreglo de rodamientos es usado.

9-49 Accionamientos para las bombas
9. ACCIONAMIENTOS DE LAS BOMBAS
PARA Pulpa
Hay dos diseños básicos de accionamiento para las bombas de pulpa:
1. El accionamiento indirecto se emplea en bombas horizontales
y verticales, comprendiendo el motor (en varios arreglos de
accionamiento) y la trasmisión (correas-V / Polybelt o caja de
engranajes) .
Este concepto da la libertad para seleccionar motores de bajo costo
(4-polos) y componentes para accionamiento según las normas
industriales locales. También ofrece flexibilidad para alterar la
capacidad de la bomba con un simple cambio de velocidad.
2. El acciomamiento directo se utiliza siempre en bombas
sumergibles y cuando sea necesario en la aplicación de las bombas
horizontales y verticales.
Este concepto de accionamiento ha sido una parte integral de las
bombas dando restricciones en el suministro de componentes y del
ajuste de la capacidad de bombeo.

9-50Accionamientos para las bombas
Los accionamientos indirectos
La selección de los motores
El accionamiento más común es, de lejos, el motor de inducción tipo
jaula de ardilla que es barato, fiable y se fabrica en todo el mundo.
En la práctica el dimensionamiento de motores para bombas debe
tener un factor de servicio mínimo sobre la potencia absorbida
calculada de un 15%
Este margen permite variaciones en los cálculos de servicio y
modificaciones de servicio porteriores.
Con los accionamientos de correas V es normal seleccionar motores
de cuatro polos, ya que este ofrecen la configuración más económica.
Los arreglos de accionamientos
Hay varios arreglos de accionamientos disponibles para motores
eléctricos con accionamientos de correa V, es decir, superior, superior
invertida y montaje lateral.
Comentarios acerca de los arreglos de accionamiento
Los arreglos de accionamientos más comúnes son los de los
motores montados lateralmente y superiores. El montaje superior es
generalmente el más barato y el motor se eleva por medio de pernos.
Si la bomba es de diseño de “tiraje trasero“ y ensamblada sobre
una “base de mantenimiento corrediza”, el mantenimiento puede
simplificarse drásticamente.
Las limitaciones del montaje en voladizo.
El tamaño del motor está limitado por el tamaño del armazón (frame)
de la bomba.
Si el montaje superior no puede usarse, use los motores en montaje
lateral (con rieles deslizantes para la tension de las correas).

Las transmisiones de correas V (accionamiento de velocidad fija)
Losdiámetrosdelosimpulsoresdelabombaparapulpa(metalduroo
elastómeros)nopuedenalterarsefácilmente,entoncesparacambiarel
rendimiento es necesario un cambio de velocidad. Esto normalmente
se hace con un accionamiento de correa V. Cambiando una o ambas
poleas es posible realizar un ajuste fino de la bomba para lograr el
punto de servicio incluso cuando se cambian las aplicaciones.
Con tal de que las correas sean correctamente tensadas, los
accionamientos modernos de correas V son entonces sumamente
confiables con una espectativa de vida de 40 000 horas y una pérdida
de potencia de menos el 2%.
Típicamente,comorelaciónmáximadevelocidadparaaccionamientos
de correas en V es 5:1 con motores de 1500 rpm y 4:1 con motores
de 1800 rpm.
Las transmisiones de correas V - las limitaciones
Cuando la velocidad de bombeo es demasiado baja (bombas de
dragado) o cuando la potencia es demasiada alta, las correas V no
son convenientes.
En estos casos deben usarse cajas de engranajes o correas dentadas.
Los accionamientos de correas dentadas están poniéndose más
populares, dando la flexibilidad dinámica de un accionamiento de
correas V en combinación con menor tensión.

Los accionamientos de velocidad variable
Para ciertas aplicaciones (condiciones de flujo variables, largas líneas
de tuberías, etc.) deben usarse accionamientos de velocidad variable.
Con los accionamientos de velocidad variable el flujo de una bomba
centrífugapuedesercontroladoestrechamenteenlazandolavelocidad
aunflujometro.Loscambiosenconcentraciónotamañodelapartícula
tienen un efecto mínimo entonces sobre la proporción de flujo.
Siunalíneadelacañeríaempiezaabloquearse,lavelocidadaumentará
para mantener la velocidad de flujo constante ayudandoa prevenir las
obstrucciones.
Los accionamientos electrónicos modernos, particularmente los
accionamientos con variador de frecuencia tienen muchas ventajas
(puede usarse con los motores normales) y se usan ampliamente.
Las limitaciones de los accionamientos de velocidad variable
¡Sólo el precio, lo cual es considerable, lo cual previene un uso más
frecuente!
Algo sobre los accionamientos por ”motor de combustión”
En las áreas remotas, o los sitios de construcción de terreno,
temporalmente o de emergencia el equipo de bombeo se impulsa
a menudo por motores industriales diesel. Proporcionados listo para
funcionar sobre soportes compuestos para la bomba, una bomba
montada con potencia diesel proporciona una capacidad variable en
relación a la velocidad variable del motor.

10-55 Rendimiento Hidráulico
10. RENDIMIENTO HIDRÁULICO
Para realmente entender una bomba para pulpa y sus sistemas, es esencial tener un entendimiento
básico del rendimiento de una bomba para pulpa y cómo funciona junto con el sistema de tuberías
instalado.
Elrendimientohidráulicodeunabombaparapulpaesdependienteendosconsideracioneshidráulicas
igualmente importantes:
I. Las condiciones hidráulicas dentro de la bomba para pulpa y el
sistema que cubre con la alimentanción:
“la rendimiento de la bomba para pulpa (la altura de descarga y la
capacidad)”
“la tubería de descarga y sistema para pulpa (las pérdidas por
fricción)”
“los efectos del lodo sobre el rendimiento de la bomba”
II. Las condiciones hidráulicas en el lado de alimentación de
cobertura de la bomba:
“la altura de alimentación para pulpa o altura de succión - positiva
o negativa”
“la presión barométrica (dependiendo de la altitud y clima)”
”tubería de alimentación (las pérdidas por fricción)”
“Latemperaturadelapulpa(presióndevaporqueafectaalapulpa)”
¡Para un funcionamiento óptimo estas dos condiciones hidráulicas
deben ser consideradas y son igualmente importantes!

10-56Rendimiento Hidráulico
Las curvas de las bombas
El rendimiento de una bomba para pulpa normalmente se ilustra por
eluso de curvas de rendimiento de agua limpia.
La curva básica para el rendimiento es la curva de Altura/Capacidad
H/Q:Head/Capacity),mostrandolarelaciónentrelaalturadedescarga
de pulpa y la capacidad (el volumen de flujo) a una velocidad del
impulsor constante.
Los tipos de curvas de bombeo H/Q

Comentarios:
Curva ascendente A veces especificado (estable)
para cierre de valvula

Curva descendente A veces inaceptable (instable)
para cierre de valvula

Curva en declive A veces deseable

Curva plana La mayoría de las bombas
de pulpa
Altura
Capacidad
Altura
Capacidad
Altura
Capacidad
Altura
Capacidad

10-57 Rendimiento Hidráulico
El rendimiento hidraulico - ¿qué curvas se necesitan?
Para una descripción completa del rendimiento de una bomba para
pulpa necesitamos las siguientes curvas:
1. La altura de descarga de la bomba como función del flujo
(curva HQ)
2. La curva de eficiencia como función del flujo
3. Potencia (de entrada) como función del flujo
4. Las características de cavitación como función del flujo (NPSH)
¡Nota!
Todas las curvas para la altura, potecia y eficiencia sólo son válidas si
la altura en la alimentación de la bomba es suficiente. Si éste no es el
caso,elrendimientodelabombasereduciráofallará,vermásadelante
mayores detalles sobre NPSH.
CAPACI-Capacidad
Altura

10-58Rendimiento Hidráulico
Curvas H/Q - las leyes de afinidad de la bomba
Para ser capaz de describir el rendimiento de una bomba para pulpa
en varias velocidades o diametros de impulsor necesitamos trazar un
rango de curvas. Esto se hace usando las leyes de afinidad de bombeo.
Leyes para el diámetro del impulsor fijo:
Para el cambio en la velocidad con un diámetro del impulsor fijo las
siguientes leyes se aplican, donde:
H = Altura Q = Capacidad N = Velocidad P = Potencia
Con Q1, H1 y P1 a una velocidad dada N1 y Q2, H2 y P2 a la nueva
velocidad N2 son calculados:
Q1/Q2 = N1/N2 o Q2 = Q1 x N2/N1
H1/H2 = (N1/N2)2
o H2 = H1 x (N2/N1)2
P1/P2 = (N1/N2)3
o P2 = P1 x (N2/N1)3
Permanece aproximadamente la misma eficiencia.
Curva hq n1
Curva de potencia

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