Rediseño del cuerpo de rodamientos en bomba centrífuga del sistema de bombeo flotante para recuperación de aguas de relave

Abstract

La empresa Pinto Glavich Ingeniería y construcción (PGIC) se dedica a la fabricación y distribución de equipos y sistemas de bombeo, con un enfoque específico en minería. Dentro de esta industria, es común la recuperación de agua desde los tranques de relave, para lo cual se requieren equipos especialmente diseñados para esa tarea y entorno. Estos equipos corresponden a bombas instaladas sobre balsas. Considerando este contexto, en el presente trabajo de título se desarrolló el diseño mecánico de una bomba vertical en disposición VS5 (Norma API-610), capaz de ser montada sobre una balsa ya determinada. Para esto, se consideró el desarrollo de 4 modelos de diferentes tamaños, con el fin de estandarizar el diseño para una gamma de rodetes existentes y así, funcionar en un rango de operación ya establecido por otro equipo similar. En primer lugar, se calcularon las cargas axiales y radiales producidas por los rodetes considerandos. Estos cálculos, se realizaron en base a la norma ANSI H.I 1.3 para el diseño de bombas. Posteriormente se obtuvieron las reacciones sobre el eje en las zonas de interés y, a través de un estudio de resistencia a la fatiga, se calcularon los diámetros requeridos para el eje. Considerando las cargas y diámetros obtenidos, se seleccionaron los rodamientos correspondientes. Con el eje y los rodamientos determinados, se realizó un primer prototipo para la estructura general de la bomba. Este proceso se desarrolló para 4 modelos de distinto tamaño, obteniendo (para cada uno) un eje resistente a la fatiga bajo las cargas consideradas, 2 rodamientos con una vida estimada superior a 40.000 [hr], y una estructura para el equipo en base a 3 columnas principales. Esta estructura, el eje y los rodamientos fueron modelados en 3D y se generaron sus planos de fabricación. Finalmente, se realizó un análisis de costos y fabricación del equipo, obteniendo valores de fabricación aproximados de 2.000[USD] y 4.500[USD] para el modelo más pequeño y el más grande respectivamente.