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Bombas para Minería: Drenaje, Agua de Proceso y Auxiliares en Minas Brasileñas

Selección de bombas para la periferia de agua de la minería — drenaje de mina, agua de proceso y de recirculación, recuperación de agua de presa, utilidades e incendio — con los límites documentados de las series FBCN y FBME y la frontera con las bombas de pulpa dedicadas usadas en concentradores y en el transporte de relaves.

Respuesta técnica FB Bombas

Las bombas para minería forman dos familias: las de pulpa, del proceso mineral, y las de agua, de la periferia de la mina y de la planta. FB Bombas atiende la segunda y no declara bomba de pulpa. La centrífuga normalizada FBCN, indicada en el manual MTEC-03/00 para líquidos limpios o turbios y con la minería entre sus aplicaciones, cubre drenaje de mina con sedimento controlado, agua de proceso y de recirculación clarificada, recuperación de agua de presa y utilidades, con máximos de serie de 2.200 m³/h y 135 m, no simultáneos. Para alturas mayores, la multietapa FBME llega a 300 m en los datos generales del MTEC-08/01; los conjuntos FBFS atienden el combate a incendios. Con sólidos en suspensión, los manuales de las dos series piden consultar a FB antes de la selección (ítem 2.3). La descarga de molino, la flotación, el underflow de espesador y el relave quedan con la bomba de pulpa dedicada. El límite entre los dos alcances sale del análisis del fluido: contenido, dureza y tamaño de los sólidos, pH y cloruros.

1. Bombas para minería: pulpa mineral versus agua de periferia

La comprensión de la frontera entre bomba de pulpa y bomba de agua es el punto de partida para cualquier especificación correcta en minería. La bomba de pulpa atiende fluidos con alto contenido de sólidos abrasivos en suspensión: descarga de molino, pulpa de flotación, underflow de espesador en alta densidad, relave bombeado a disposición.

Lo que caracteriza la pulpa es el conjunto de contenido de sólidos, dureza y tamaño de las partículas y densidad de la mezcla — datos que vienen de la caracterización del proceso de cada planta, no de un rango genérico.

La FBCN es una centrífuga de proceso con impulsor radial de simple succión y anillo de desgaste (MTEC-03/00, ítem 2.2), indicada para líquidos limpios o turbios; el manual pide consultar a FB para fluidos con sólidos en suspensión (ítem 2.3). En pulpa abrasiva, impulsor, anillos de desgaste y carcasa se desgastan rápidamente — por eso ese servicio queda fuera de la aplicación de la serie, y FB no publica vida útil para él.

Las bombas de pulpa pueden emplear revestimientos, aleaciones y pasos diseñados para la abrasión y sólidos del proceso. Esa construcción no está demostrada en los catálogos FB analizados. Los planos y materiales FBCN no deben usarse como prueba de aptitud para descarga de molino o relave concentrado.

Atención

Criterio práctico: si el fluido es pulpa de proceso (descarga de molino, flotación, underflow, relave), el servicio es de bomba de pulpa. Si es agua clarificada o de drenaje con sedimento fino, la FBCN se evalúa con el análisis de sólidos — contenido, dureza y tamaño —, y FB confirma si la aplicación cabe en la serie.

2. Bombas de drenaje de mina: hidráulica, infiltración y pH ácido

El proyecto de drenaje debe identificar entradas de agua, niveles admisibles y escenarios de lluvia e infiltración propios de la mina. Caudal continuo, almacenamiento y capacidad de contingencia resultan de ese balance; no debe suponerse que toda mina tenga el mismo régimen o necesite bombeo continuo.

En una mina subterránea profunda, el drenaje puede involucrar varios niveles de bombeo en cascada, con caudales que se acumulan de nivel en nivel — cada nivel recibe el drenaje del siguiente más la infiltración local, y bombea hacia arriba.

Mida composición, pH, sulfatos, cloruros, temperatura y sólidos, además de la altura por nivel. FBCN documenta hierro fundido, WCB y CF8M; el pH aislado no aprueba ninguno. La serie publica hasta 135 m, y FBME hasta 300 m y 400 m³/h como máximos independientes. Consulte a FB sobre sólidos antes de seleccionar; S2/S3 son disposiciones de sellado, no aprobación para cualquier agua abrasiva. En bombas en serie, compruebe aspiración y presión total de cada conjunto.

En una cascada, cada estación trabaja dentro del rango de su modelo. El manual FBCN limita el caudal entre 0,1 y 1,1 veces el caudal del punto óptimo (Qot) en los soportes de cojinetes 30 y 40, y entre 0,15 y 1,1 Qot a partir del soporte 50, con hasta 10 bar en la succión (MTEC-03/00, Tabla 1).

En la FBME, el caudal mínimo es 0,2 Q óptimo, la succión admite 10 bar y la descarga, 30 bar a caudal nulo (MTEC-08/01, Tabla 1). Un sumidero que se llena y se vacía desplaza el punto a lo largo del ciclo; el control de nivel y la lógica de arranque y parada deben mantener cada bomba dentro de ese rango.

La construcción back-pull-out de la FBCN permite retirar la parte del cojinete de la voluta sin desconectar ni desalinear la tubería, lo que el manual asocia a un montaje, desmontaje y mantenimiento más fáciles (MTEC-03/00, p.1). El accionamiento puede ser motor eléctrico o diésel (ítem 5); la elección, como la reserva de bombas, sale del plan de contingencia de la mina.

Las piezas de desgaste están identificadas en el manual: la carcasa tiene anillo de desgaste del lado de la succión, y el impulsor, del lado de la presión, excepto en los tamaños 25-150, 32-125 y 32-125.1 (ítems 2.1 y 2.2). Son esas holguras las que se miden en las paradas del drenaje.

3. Agua de proceso y recirculación: el circuito de agua de la flotación

Las plantas de beneficio por flotación consumen grandes volúmenes de agua, en gran parte recirculada de espesadores y presas. El balance hídrico de la planta define caudales y presiones de cada punto.

La mayor parte de esos puntos trabaja con agua clarificada — es el campo de la FBCN. Lo que cambia de punto a punto es el contenido de sólidos que escapa de la clarificación y la química del agua recirculada, que acumula reactivos y sales; los dos vienen del análisis.

Los puntos principales de agua en la planta de beneficio son: (1) captación de agua recuperada de la presa o de la cuenca de decantación; (2) agua de proceso para acondicionamiento y flotación; (3) agua clarificada de relaves recirculada al proceso; (4) agua de lavado y rociado — cuando la presión requerida supera el envolvente de la FBCN (135 m, cerca de 13 bar en agua), se evalúa la FBME, con hasta 300 m, u otra tecnología; y (5) agua de sellado y de enfriamiento de equipos de proceso, como molinos y trituradoras.

En todos, sólidos y química se confirman en el análisis antes de la selección.

La propia bomba entra en ese balance cuando su sellado usa agua externa. Con empaquetadura, el manual FBCN indica cerca de 1 l/min de líquido de sellado en los arreglos S1 y S2 y cerca de 3 a 5 l/min de lavado en el S3, siempre de fuente externa y hasta 105 °C (MTEC-03/00, Tabla 1 e ítem 10). Sumado bomba a bomba, ese caudal entra en la red de agua de sellado del punto (5).

4. Presa de relaves: qué es FB y qué no

Después de las roturas de Mariana (2015) y Brumadinho (2019), la Ley nº 14.066/2020 modificó la Política Nacional de Seguridad de Presas (Ley nº 12.334/2010) y prohibió la construcción y el recrecimiento de presas mineras por el método aguas arriba, exigiendo la descaracterización de las existentes en un plazo que la entidad reguladora puede prorrogar por inviabilidad técnica. La regulación y fiscalización de la actividad corresponden a la ANM, junto con el licenciamiento ambiental.

Desde el punto de vista del bombeo, la presa convencional tiene tres líneas distintas: la descarga del relave (pulpa, territorio de la bomba de pulpa dedicada); la recuperación de agua clarificada del espejo de agua (agua, campo de la FBCN); y el desagote controlado del embalse en mantenimiento o descaracterización, cuyos caudales y niveles vienen del plan aprobado de la estructura.

FB atiende la recuperación de agua clarificada y el desagote con FBCN en el material indicado por el análisis — hierro fundido, acero al carbono WCB o inoxidable CF8M.

En instalaciones sobre flotador, el proyecto de la balsa, del anclaje, de la tubería flexible y de la alimentación eléctrica es de la ingeniería de la mina o del integrador; FB suministra la bomba o el conjunto motobomba para el punto de operación y verifica el NPSH con la variación de nivel del espejo y la posición de la succión.

5. Materiales y desafíos de corrosión/abrasión en minería

Incluso en agua "limpia" de beneficio, material y sellado dependen de la química y del sedimento. Los materiales de carcasa documentados de la FBCN son hierro fundido, acero al carbono WCB e inoxidable CF8M (MTEC-03/00); la elección viene del análisis del agua — pH, sulfatos, cloruros, iones metálicos disueltos — y del historial de corrosión de la operación.

Para drenaje ácido, compruebe composición completa, concentración y temperatura con datos de corrosión e inspecciones de operación. CF8M no resiste cualquier ácido o mezcla. Si las opciones documentadas no sirven, confirme viabilidad y disponibilidad de otra construcción antes de especificar una aleación especial.

El agua alcalina — circuitos con soda cáustica, como en la refinación de alúmina — tiene temperatura y alcalinidad propias; el material sale de la tabla de corrosión para la condición real, y no de una regla general.

Abrasión: el sedimento fino desgasta impulsor y anillos de desgaste con el tiempo.

Criterios del manual FBCN: arreglo de sellado S2 o S3 para partículas; velocidad periférica limitada por el material del impulsor (40 m/s en hierro fundido, 60 m/s en nodular o acero al carbono, 80 m/s en inoxidable — ítem 6); y una rotación menor reduce la velocidad de las partículas — un impulsor de 250 mm gira a cerca de 22,9 m/s a 1.750 rpm, frente a 45,8 m/s a 3.500 rpm.

FB no publica ganancia de vida útil por esas medidas; el efecto se mide en el historial de la operación.

La Tabla 1 del manual FBCN prevé un sobreespesor de corrosión de 3,3 mm, que no sustituye la elección del material por el análisis. La rotación máxima también cambia con el tamaño: 3.500 rpm en los soportes de cojinetes 30 y 40, como en la 80-250, y 1.750 rpm a partir del soporte 50, como en las 100-315 y 150-400 — en esos tamaños, la rotación menor contra la abrasión ya es el límite de la tabla.

6. Contexto del sector minero brasileño

La minería en Brasil es regulada y fiscalizada por la ANM (Agencia Nacional de Minería), con licenciamiento ambiental federal (Ibama) o estatal, y la seguridad de presas sigue la Ley nº 12.334/2010, modificada por la Ley nº 14.066/2020. Para la especificación de bombas, eso se traduce en documentación de suministro trazable y planes de mantenimiento que la operación pueda demostrar.

En el proceso principal, las bombas de pulpa son el equipo central; en la periferia de agua, FB suministra FBCN y, para alturas mayores, FBME, fabricadas en Cabreúva-SP con mecanizado CNC, montaje y banco de ensayo de desempeño conforme a ANSI/HI 14.6, la norma de ensayo de bombas rotodinámicas como las dos series. La curva y el FAT certificados se incluyen cuando forman parte del alcance contratado.

Los conjuntos contra incendios FBFS siguen proyecto según NFPA 20 o ABNT NBR 16704 cuando se especifica.

La documentación, los ensayos, el plazo y la disponibilidad de repuestos se definen en cada propuesta; FB no compara plazos con proveedores importados ni publica lista de clientes del sector.

Para cotizar una bomba para minería, describa cada punto por separado: origen del agua (drenaje, agua recuperada, agua de proceso o de sellado); contenido, dureza y tamaño de los sólidos; pH, sulfatos y cloruros; temperatura; caudal y altura con las condiciones de succión; régimen de operación y accionamiento disponible.

Con esos datos, FB confirma si el punto cabe en la FBCN o en la FBME, en qué material y arreglo de sellado — o informa que el servicio es de bomba de pulpa.

¿Listo para cotizar su bomba centrífuga?

Indique el fluido, el caudal y la altura manométrica para evaluar la línea FBCN. Para una sustitución, incluya la placa y el plano de la bomba instalada. Ingeniería confirma el modelo y las interfaces en la propuesta.

Solicitar cotización FBCN

Preguntas frecuentes

Respuestas técnicas sobre selección, instalación y operación en esta aplicación.

¿Puedo usar FBCN para bombear pulpa mineral directamente del molino?

No. La descarga de molino es pulpa con alto contenido de sólidos duros — servicio de bomba de pulpa dedicada, con revestimientos y aleaciones resistentes a la abrasión y pasajes anchos, fuera del alcance de los catálogos FB analizados. La FBCN está indicada para líquidos limpios o turbios, y el manual MTEC-03/00 pide consultar a FB para fluidos con sólidos en suspensión.

¿Qué material especificar para drenaje ácido de mina (pH 3)?

pH 3 no es una especificación de material. Informe sulfatos, cloruros, otros componentes, concentración, temperatura y sedimento. El manual FBCN documenta hierro fundido, WCB y CF8M, pero no una clasificación universal de resistencia para toda agua ácida. Compare datos de corrosión y defina también impulsor, eje, juntas y sellado. Otra aleación requiere confirmar viabilidad y disponibilidad.

¿FB Bombas suministra bombas flotantes para recuperación de agua de presa?

FB suministra la bomba o el conjunto motobomba para instalación sobre flotador; la balsa, el anclaje, la tubería flexible y la alimentación eléctrica los proyecta la ingeniería de la mina o el integrador, según viento, variación de nivel y acceso de cada presa. FB verifica el punto de operación y el NPSH con la variación de nivel del espejo y la posición de la succión. La configuración flotante no es ítem de catálogo.

¿Qué altura manométrica máxima puedo alcanzar con FBCN en drenaje?

El máximo de la serie FBCN es 135 m en los datos generales del MTEC-03/00, no simultáneo con el caudal máximo; cada modelo tiene su curva. Por encima hay tres caminos: la FBME multietapa (hasta 300 m y 400 m³/h en los datos generales del MTEC-08/01, con sólidos bajo consulta), bombas en serie en el mismo nivel o niveles de bombeo en cascada. En serie, verifique la presión de succión de cada bomba — FBCN y FBME admiten hasta 10 bar — y la presión de descarga con los límites de cada manual.

¿Cómo afectaron las tragedias de Mariana y Brumadinho a la selección de bombas?

La Ley nº 14.066/2020 prohibió las presas mineras construidas o recrecidas por el método aguas arriba y exigió la descaracterización de las existentes; la ANM regula y fiscaliza. Para las bombas, eso trajo desagote controlado de embalses y más agua de proceso en tecnologías como filtración y disposición de relave desaguado — puntos de agua clarificada donde se aplica la FBCN. La pulpa y el relave siguen con bombas de pulpa. Los caudales y niveles de desagote salen del plan aprobado de cada estructura.

¿Qué sellado especificar para agua de drenaje con sedimento abrasivo?

Con empaquetadura, el manual FBCN prevé el arreglo S2 (lubricación y sellado por líquido externo) para partículas sólidas o pequeñas fibras y el S3 (lavado con líquido limpio externo) para partículas abrasivas, ambos hasta 105 °C (MTEC-03/00, ítem 10). Con sello mecánico, el arreglo y el plan de sellado — simple con lavado o doble con fluido de barrera — se definen con el fabricante del sello; el principio es mantener líquido limpio en las caras. Informe contenido y tamaño del sedimento en la consulta.

¿Cuál es la vida útil esperada de FBCN en servicio de drenaje de mina?

FB no publica vida útil para drenaje de mina: depende del sedimento, de la química del agua, del punto de operación y del mantenimiento. El indicador confiable es el historial de la propia mina — registre horas, desgaste medido de impulsor y anillos en las paradas y fallas de sellado, y ajuste los intervalos con esos datos. Mejorar la decantación en los sumps y operar cerca del BEP son las palancas más directas contra el desgaste.

¿FB Bombas atiende a grandes mineras brasileñas?

FB no publica lista de clientes ni historial de suministro por minera. Lo que se puede verificar es el alcance técnico: FBCN y FBME en la periferia de agua y conjuntos FBFS en combate a incendios, con documentación, ensayos y plazo definidos en la propuesta. Las referencias de suministro, cuando el comprador las solicita, se tratan en el proceso comercial.

¿Cómo calcular el NPSH disponible en el drenaje de sump de mina?

El NPSH disponible es la presión atmosférica en el nivel del sump, menos la altura de succión (desnivel entre el espejo de agua y el eje de la bomba), menos las pérdidas de carga en la línea de succión, menos la presión de vapor del agua a la temperatura real, todo en metros de columna del líquido. Cuanto mayor la altura de succión, menor el NPSH disponible. La recomendación es instalar la bomba ahogada, por debajo del nivel mínimo del sump, y comparar el NPSH disponible con el NPSH requerido de la curva del modelo al caudal máximo; el margen es criterio del proyecto.

¿Cómo dimensionar una bomba para drenaje de mina?

Determine afluencia, almacenamiento y niveles de proyecto. Calcule altura entre origen y destino, incluidas pérdidas de aspiración e impulsión y diferencias de presión. Verifique NPSH, rango de operación y potencia en las curvas, y materiales según composición, temperatura y sólidos. Los máximos FBCN de 2.200 m³/h y 135 m no son simultáneos. Fuera del rango de un modelo, compare FBME u otra disposición comprobando la presión de cada etapa. Con sedimento, informe contenido, dureza y tamaño de los sólidos: en los manuales FBCN y FBME, el fluido con sólidos en suspensión requiere consultar a FB (ítem 2.3), y el arreglo de sellado de la FBCN sale del ítem 10 del MTEC-03/00.

¿Cuál es el costo operacional de una bomba de drenaje de mina?

Use caudal, altura, rendimiento y horas reales. Ejemplo hipotético con agua de 1.000 kg/m³: 360 m³/h a 100 m exige unos 98,1 kW hidráulicos; con rendimiento de bomba del 75%, son 130,8 kW en el eje. En 8.760 h equivale a unos 1.146 MWh en el eje, antes de pérdidas del motor y accionamiento. Para energía comprada, use rendimiento del conjunto o medición eléctrica. Sume adquisición, mantenimiento y paradas en las mismas condiciones para comparar el costo total. El material también cuenta: con impulsor inoxidable de paso de hasta 12 mm, el manual FBCN descuenta 3 puntos del rendimiento de la curva (ítem 7, Tabla 4). En el ejemplo, 72% en lugar de 75% llevan la potencia en el eje a unos 136,2 kW y el año a unos 1.193 MWh, frente a 1.146 MWh.

Su proceso. La especificación correcta.

Informe el fluido, el caudal, la presión y la temperatura de operación. Incluya las condiciones de succión y los datos del equipo instalado, cuando exista. Con este contexto, el equipo FB Bombas evalúa su aplicación.

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Para iniciar la evaluación

  • Fluido y condiciones de operación
  • Caudal y presión requeridos
  • Instalación y equipo actual