CONTAMININACIÓN MINERA Y DE HIDROCARBUROS

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL

FACULTAD DE INGENIERÍA GEOGRÁFICA, AMBIENTAL   Y ECOTURISMO

                        ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL

CONTAMININACIÓN MINERA Y DE HIDROCARBUROS

PRACTICA N° 04: [pic 4]

DISEÑO DE TUBERIAS

DOCENTE:

• Julio Cesar Minga

CURSO

• Contaminación Minera y de Hidrocarburos

INTEGRANTES        : 

AÑO        :  2016

Contenido

1.        INTRODUCCION        3

2.        OBJETIVOS        3

3.        MARCO LOGICO        4

3.1.        DISEÑO DE ESTACION DE BOMBEO        4

3.1.1.        DISEÑO DE LAS ESTRUCTURAS DE LA ESTACIÓN DE BOMBEO        4

3.2.        DISEÑO DE LA ESTACIÓN DE BOMBEO        8

3.2.1.        SELECCIÓN Y CÁLCULO DE LAS TUBERÍAS        8

3.2.2.        Cálculo de los diámetros de las tuberías        9

3.2.3.        Cálculo de la altura manométrica        11

3.3.        SELECCIÓN Y CÁLCULO DE LA BOMBA        15

3.3.1.        Potencia de la Bomba        16

3.3.2.        Comprovación de la ausencia de Cavitación        16

4.        CONCLUSIONES        17

5.        BIBLIOGRAFIA        17

1. INTRODUCCION

En el presente informe se detallan los trabajos realizados para el diseño y construcción de pozas de bombeo en minas subterráneas.

Para lo cual primero se detallarán los trabajos de construcción de las pozas de Sedimentación y Bombeo. Y luego el diseño teórico de las tuberías y bomba adecuada que permita realizar un esquema de bombeo adeacuado para los requerimientos que se pide

1. OBJETIVOS

• Diseñar el proceso constructivo de una poza de bombeo en minas subterráneas.
• Realizar los cálculos de tuberías y bombas adecuadas para el diseño de un sistema de bombeo en minas subterráneas.
• Mostrar los fundamentos teóricos y técnicos para el diseño y construcción de pozas de bombeo en minas subterráneas.

1. MARCO LOGICO

1. DISEÑO DE ESTACION DE BOMBEO  

Diseñar la poza de estación de bombeo sobre roca para almacenar agua en el Nv 4150 de donde se bombeara al Nv 4250 mediante las bombas eléctricas, la cantidad de agua a almacenarse e es 150 m3 durante la guardia de 8 horas, el agua sera abastecida mediante la cuneta y tendrá material arcilloso en suspensión, el chupón de succión será positiva, indicar el proceso constructivo y las instalaciones necesarias.  

1. DISEÑO DE LAS ESTRUCTURAS DE LA ESTACIÓN DE BOMBEO

Primero se diseñarán las estructuras propias de una Estación de Bombeo en interior mina, para lo cual se mostrará a continuación todos los componentes de esta.

1. DISEÑO DE LA PLATAFORMA PARA LA COLOCACIÓN DE LA BOMBA

Se diseña la plataforma a manera de un parilla metálica, la que va sobre una losa de concreto preprarada sobre la zona donde se va a colocar la bomba.  

La parilla se preparará con perfiles de acero y la bomba va empotrada mediante pernos a la parilla.  

En la siguiente gráfica se muestra el detalle de la parilla y de la loza de concreto.  

[pic 5]

1. DETALLES DE LA BOMBA Y SU COLOCACIÓN EN LA POZA  

En la siguiente figura mostramos los detalles de la Bomba y sus accesorios, además de su colocación sobre la parrilla metálica. La primera imagen muestra el detalle de la Bomba en Perfil y la siguiente muestra la vista en Planta.

[pic 6]

1.  DETALLES DE LA POZA DE SEDIMENTACIÓN  

La camara de sedimentación se construye paralela a la poza de bombeo, en esta cámara se recibe el agua primero para poder sedimentarla y luego por reboce pase a la cámara de bombeo. Para este fín la poza de sedimentación es más profunda que la poza de bombeo, en este caso 0.90 m más profunda.  

A continuación mostramos el detalle de la cámara de sedimentación.  

VISTA EN PERFIL DE LA CÁMARA DE SEDIMENTACIÓN

[pic 7]

1.  DETALLES DE LA POZA DE BOMBEO  

La Cámara de Bombeo, como se mencionó anteriormente se construye paralela a la poza de sedimentación y recive el agua por reboce para posteriormente bombearla a la zona donde se requiere. Además la Cámara de Bombeo debe tener las dimensiones adecuadas para almacenar 150 m3 de agua para bombeo.  

A continuación mostramos los detalles de la poza de bombeo adecuado para almacenar 150 m3.  

[pic 8]

[pic 9]

1.  ESQUEMA DEL SISTEMA DE BOMBEO  

En la siguiente gráfica se muestra el esquema del sistema de Bombeo para que se transporte en agua desde la poza de Bombeo a una poza de acumulación con una diferencia de cotas de 100 metros.  

[pic 10]

1. DISEÑO DE LA ESTACIÓN DE BOMBEO  

1.  SELECCIÓN Y CÁLCULO DE LAS TUBERÍAS  

Primero seleccciónamo las cantidades de los componenetes del circuito de tuberías a utilizar en para transportar el agua entre los diferentes niveles.  

a. Tubería de aspiración  

• Longitud    : 3.1 metros • Válvula a pie con filtro  : 1 unid • Codos a 90º    : 1 unid • Reduccion exéntrica                    : 1 unid . Válvula de globo    : 1 unid  

b. Tubería de impulsión  

• Longitud  : 122.5 metros

 • Válvula de retención : 1 unid

• Válvula de compuerta : 1 unid

• Codos a 90º  : 5 unid  

Una vez definido los datos de partidas, se procede a calcular la instalación de bombeo, esto es, a decidir el tipo y modelo de bomba y los diámetros y tipos de tuberías para la conducción del agua.  

1.  Cálculo de los diámetros de las tuberías  

La expresión que relaciona el diámetro interior de la tubería con el caudal que la atraviesa es la siguiente:  

v  =   354·Q    D2

Siendo:  

• v,  la velocidad del agua, en m/s;
• D,  es el diámetro interior de la tubería, en mm;
• Q,  es el caudal de agua que circula por la tubería, en m3/h.  

Esta expresión permite despejar el diámetro (D) en función de la velocidad del agua (v) y el caudal de suministro (Q).  

a. Diámetro de la tubería de aspiración  

Se recomienda que para las tuberías de aspiración la velocidad del agua debería situarse en torno a los 1,8 m/s. Aplicando este valor y el caudal de 18.75 m3/h requerido a la expresión resulta el siguiente diámetro mínimo que se muestra en la siguiente tabla:

[pic 11]

Del catálogo de conductos de polietileno (HDPE anexo tabla 1) para suministro de agua a presión se elige para la tubería de aspiración la siguiente:  

• Diámetro nominal (DN) :  63 mm
• Tipo    :  PE 100 (PN 20 bar.)
• Espesor de pared del tubo :  7.1 mm
• Diámetro libre interior :  48.8 mm  

Una vez definido el diámetro de la tubería de aspiración se recalcula la velocidad para obtener la real del agua y comprobar que se mantiene dentro del rango recomendado:  

v  =   354·Q    D2

Reemplazando con los siguientes datos:  

• D,  es el diámetro interior de la tubería:  48.8 mm
• Q,  es el caudal de agua que circula por la tubería:  18.75 m3/h  

Obtenemos:

[pic 12]

Diseño no conforme para la tubería de aspiración porque no cumple con el rango de velocidad que es de 1.8 m/s entonces elegimos otro diametro:  

• Diámetro nominal (DN) :  90 mm
• Tipo    :  PE 100 (PN 20 bar.)  Espesor de pared del tubo:  10.1 mm
• Diámetro libre interior :  69.8 mm  

Reemplazando en la fórmula anterior resulta:

[pic 13]

b. Diámetro de la tubería de impulsión  

Para las tuberías de impulsión se recomienda que la velocidad del agua debería situarse en torno a los 2,5 m/s. Aplicando este valor y el caudal de 18.75 m3/h, el diámetro mínimo resultante se muestra en la siguiente tabla:  

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