BOMBEO DE AGUA EN MINA SUBTERRANEA.

BOMBEO DE AGUA, EN MINA SUBTERRANEA.TERMINOLOGIAS EN BOMBEO DE AGUASAgua Dulce.- Agua continental, por oposicin a la del mar, y con ms propiedad, agua potable, sea cual fuere su origen.

Agua Potable.- Agua que por carecer de principios nocivos y no tener mal olor ni sabor, puede servir para la bebida y utilizarse en la elaboracin de alimentos.Aforar.- Es calcular la capacidad de un recipiente o depsito. Es medir el caudal de una corriente de agua o la cantidad de lquido o de gas que pasa por una tubera.

Caudal.- Gasto, cantidad de fluido lquido o gaseoso suministrado por un aparato durante la unidad de tiempo.

Densidad.- Relacin entre la masa de un cuerpo slido o lquido y la masa de agua, a la temperatura de 4 C, que ocupa el mismo volumen. Sin Unidad. El agua = 1.

Desaguar, avenar.- Extraer el agua de un sitio. Vaciar el agua acumulada en un sitio.

Fretico.- Dcese de las aguas subterrneas cuando ningn estrato impermeable se interpone entre ellas y la superficie.

Grifo, Llave, Vlvula.- Dispositivo que se monta en las tuberas para abrir o cerrar el paso a un lquido o gas o para regular su gasto.

Permeabilidad.- Propiedad de los terrenos que absorben o dejan pasar los lquidos y los gases.

ORIGEN DE LAS AGUAS SUBTERRANEAS.Las aguas subterrneas tienen como origen la filtracin de aguas superficiales que penetran a travs de estratos porosos y circulan lentamente, tanto en sentido lateral como descendente, hasta alcanzar la zona de equilibrio o de fuentes profundas. PROPIEDADESEl poder corrosivo del agua tiene una gran importancia, puesto que influye en la seleccin de los materiales usados para bombas, tuberas, vlvulas y accesorios; por tanto es importante analizar el grado de acidez o alcalinidad del agua.

CARACTERISTICAS QUIMICAS DE LAS AGUAS SUBTERRANEASLos procesos y factores que influyen en la evolucin de la calidad de las aguas subterrneas pueden ser intrnsecos o extrnsecos al acufero. En principio, el agua subterrnea tiende a aumentar las concentraciones de sustancias disueltas a medida que se infiltra y aumenta su recorrido en los distintos acuferos. Adems de otros factores que interfieren en la composicin del agua, como clima, composicin del agua de recarga, tiempo de contacto del agua con el medio fsico, etc, adems de la contaminacin causada por el hombre.

CARATERISTICAS FSICASTemperatura: poco variable y responde a la media anual de las temperaturas atmosfricas del lugar. En profundidad depende del gradiente geotrmico, que aumenta 1 cada 30m de profundidad.Conductividad elctrica: Es la medida de la facilidad de un agua para conducir la corriente elctrica y su valor aumenta con el tenor de sales disueltas en forma de iones. En aguas subterrneas los valores de conductividad son del orden de 10-6 mhos/cm, o micromho/cm (mhos/cm a 25C). Este parmetro aumenta con la temperatura.Color: Es el resultado de las sustancias disueltas en agua, principalmente provenientes de la disolucin de la materia orgnica.Olor y sabor: Estn ntimamente relacionados entre s y frecuentemente lo que se llama gusto es realmente percibido como olor. Son parmetros subjetivos, pero en general se puede decir que aguas con ms de 300 mg/l de cloruros tienen sabor salado, con ms de 400 mg/l de SO4-2 tienen sabor salado y amargo, etc.Turbidez: es la dificultad del agua para transmitir la luz y se debe a la presencia de slidos en suspensin (limos, arcillas, materia orgnica, etc) que dificultan el pasaje de la luz.

CARACTERISTICAS QUIMICASPH: es la medida de la concentracin de hidrogeniones del agua o de la solucin, estando controlado por las reacciones qumicas y por el equilibrio entre los iones presentes.En agua subterrnea vara entre 6,5 y 8,5.Demanda qumica de oxgeno (DQO): mide la capacidad de un agua de consumir oxgeno durante procesos qumicos. Los valores comunes en las aguas subterrneas se sitan de 1 a 5 mg/l de O2.Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO): es la medida de la cantidad de oxgeno necesario para consumir la materia orgnica contenida en el agua mediante procesos biolgicos aerbicos. Es una medida importante de la contaminacin del agua y debe referirse a un cierto tiempo (24 horas, 5 das, etc). Valores superiores a 1 ppm de O2 indican contaminacin.Constituyentes inicos principales y secundariosLa gran mayora de las sustancias disueltas en agua subterrnea se encuentran en estado inico. En el agua subterrnea los cationes y los aniones fundamentales son los siguientes:Cationes: Sodio (Na+), Potasio (k+), Calcio (Ca+2), Magnesio (Mg+2).Aniones: Cloruro (Cl-), Sulfato (SO4-2), Bicarbonato (HCO-3) Carbonato.El potasio, el nitrato y el carbonato suelen considerarse dentro de los iones fundamentales aunque sus concentraciones sean pequeas.Los constituyentes minoritarios, se encuentran en concentraciones inferiores al 1% en relacin a los iones fundamentales. Algunos de estos constituyentes son: Boro (B+3), Bromuro (Br-), Compuestos fenlicos, Fosfato (PO4-3), Manganeso (Mn), Slice (Si), Circn (Zr+2), y Cobre (Cu+), Hierro (Fe+2).

CALIDAD DEL AGUA SBTERRANEALa calidad del agua es definida por su composicin y por el conocimiento de los efectos que pueden causar sus constituyentes. El conjunto de todos los elementos que la componen permiten establecer patrones de calidad de agua, clasificndola as de acuerdo con los lmites establecidos y los usos para la que es apta (humano, agrcola, industrial, o abrevadero de ganado).

CONTAMINACION DEL AGUA SUBTERRANEA.La contaminacin es la alteracin de las propiedades fsicas, qumicas y/o biolgicas del agua por la accin de procesos naturales o artificiales que producen resultados indeseables. La contaminacin puede ser natural artificial y sta ltima directa o inducida

ACTIVIDADES QUE CONTAMINANNatural: Es la producida por contacto con formaciones sedimentarias marinas y salinas o por yacimientos metalferos, radioactivos y/o petrolferos. En estos casos se incorpora al agua subterrnea, las sustancias que integran estas formaciones.Artificial: Es la ms comn y se la puede clasificar de acuerdo al sitio donde se produce (urbana y rural) o a la actividad que la genera (domstica, industrial, agropecuaria).Artificial urbana: Se genera por vertidos domsticos, perdidas en redes cloacales, lixiviados de vertederos, lixiviados de la industria, etc.Artificial rural: Se genera debido al empleo indiscriminado de agroqumicos, a causa de efluentes no tratados de tambos, corrales, etc.Artificial inducida: Se genera por salinizacin de un acufero, debido a una sobreexplotacin de pozos en reas costeras.

PROTECCION DEL AGUA FRENTE A LA CONTAMINACION Considerando que el agua subterrnea tiene una dinmica mucho ms lenta en comparacin con el agua superficial, los procesos de contaminacin insumirn tiempos mucho ms prolongados en producirse y en manifestarse (aos).Es por esto que las medidas de proteccin del agua subterrnea frente a la contaminacin deben estar orientadas a la prevencin del recurso.

TIPOS DE AGUAS SUBTERRANEASSegn su origen, podemos tener hasta cuatro tipos de aguas subterrneas: Aguas de Infiltracin.- En este caso las aguas subterrneas tienen como origen la filtracin de las aguas metericas, controladas por cantidad de precipitaciones pluviales, por la existencia de nieves en las partes altas y a la filtracin de aguas contenidas por los ros, lagos y lagunas aprovechando la existencia de fisuras en sus lechos. Aguas de Condensacin.- Son las aguas subterrneas que son evaporadas en la profundidad debido a las altas temperaturas existentes, introducindose en los poros, diaclasas, fisuras, etc. en forma de vapor.Aguas Congnitas o Fsiles.-Son aguas que antiguamente eran marinas o lacustres que han quedado atrapadas dentro de Lacorteza terrestre en forma de bolsonadas, las cuales no se han evaporado, pasando a formar aguas subterrneas aprisionadas que no discurren. Aguas Magmticas o Juveniles.-Su origen se atribuye a productos gaseosos que emanaron del magma durante su enfriamiento. Estos vapores al ponerse en contacto con temperaturas ms bajas se condensan pasando al estado lquido para luego depositarse en las diferentes estructuras, grietas, etc.Las temperaturas relativamente altas y la presencia de componentes voltiles como el gas carbnico o compuestos de azufre en algunas zonas, corroboran en parte esta teora.

PERMEABILIDAD EN ROCASLas masas rocosas porosas o fisuradas son consideradas siempre como posibles depsitos de agua en profundidad.Las rocas del tipo pizarras arcillosas son prcticamente impermeables y pueden cerrar el paso a flujos ascendentes de agua; o si el agua est por encima de ellos, cerrar el paso a zonas ms bajas.La mayora de las rocas sedimentarias compactas y las rocas gneas que contienen mucha agua son impermeables, salvo que estn fracturadas o fisuradas.Los materiales aluviales como arenas y gravas son porosas y permiten el movimiento libre de las aguas al igual que las calizas que son permeables. En las cadenas montaosas la distribucin de las aguas subterrneas es errtica y a veces se encuentran caudales insospechables en las labores mineras.

LABORES DE DESAGUEDesage con BombasLas aguas que se encuentran a nivel inferior a los drenajes por gravedad, se recoge en depsitos recolectores para luego ser evacuados por medio de bombas.Los puntos de drenaje se distribuyen en lugares convenientes y las cmaras de bombas se sitan prximas a los pozos. Bombas auxiliares desagan en canales que conducen las aguas a los depsitos colectores. Se utilizan canales y tuberas. En minas profundas las aguas se bombean por etapas que van de 150 a 600 metros y an superiores a 900 metros. Grandes alturas de impulsin representan grandes presiones, que obligan a emplear bombas, as como accesorios especiales. Reducir la altura de impulsin exige el uso de bombeo en serie.

PUERTAS ALTA PRESINCon la finalidad de prevenir las grandes venidas de aguas subterrneas que podran pasar los lmites de capacidad de bombeo o inundar los niveles de drenaje de las minas, se disean Puertas de Seguridad que soportan altas presiones, las mismas que se instalan en lugares estratgicos. El objetivo es cerrar el paso a fuertes irrupciones de aguas y regular la salida. Estas puertas, se disean e instalan de modo que permitan el paso de las locomotoras. Pueden ser de accionamiento manual o mecnico y generalmente son de acero tanto el marco como la hoja, con tiras de jebe o material especial para lograr el hermetismo entre el marco y la hoja. Cuando se prev fuertes presiones, se emplean puertas de acero fundido de seccin ovalada y con nervaduras de refuerzo. La instalacin de estas puertas es con concreto, sin descuidar las tuberas para el transporte de aire, agua, electricidad, etc.

BOMBASSon mquinas que crean el flujo en los medios lquidos (agua, lodos) es decir desplaza y aumenta la energa del lquido.Durante el funcionamiento de la bomba, la energa mecnica (recibida por un motor) se transforma en energa potencial y cintica, y en un grado insignificante, en calorfica, del flujo lquido.

CLASIFICACION DE BOMBASConceptos actuales y basados en normas tcnicas, dividen a las bombas en 2 clases principales: 1.-Volumtricas: EmboloSimple accinDoble accinDiafragmaRotativasDe placasHelicoidales

2.-Dinmicas:CentrfugasAutocebantesAxialesDe torbellino o Vortex

DESCRIPCION1-.De mbolo Son aquellas que tienen un pistn dentro de un cilindro que corre a lo largo de su eje, expulsa el agua por delante y aspira la carga por detrs, al mismo tiempo que la carrera.Al efecto de expulsin de agua y al mismo tiempo de aspiracin de carga, se llama Bomba de Doble Accin o Efecto.Si la bomba tiene dos o tres cilindros en paralelo montados unos al lado de otros, se le llama DUPLEX, TRIPLEX, etc.2.-De diafragma La parte central del diafragma flexible se levanta y se baja por medio de una biela, que est conectada a una excntrica.Esta accin absorbe el agua a la bomba y la expulsa. Debido a que esta bomba puede manejar agua limpia o agua conteniendo grandes cantidades de lodo, arena y basura, es popular como bomba de construccin. Es adecuada para usarse en obras donde la cantidad de agua vara considerablemente.El diafragma, que es muy accesible, puede cambiarse rpidamente3.-Rotativas de placas El rotor macizo con ranuras longitudinales y placas rectangulares que son empujadas hacia la periferia por las propias fuerzas centrfugas, son colocados excntricamente en el cuerpo. Al girar el rotor, el lquido se aspira a travs del tubo de alimentacin a la cavidad interior, siendo expulsado por el tubo de impulsin.La bomba es reversible. La frecuencia de rotacin es considerable. Pueden contar con mayor nmero de placas rectangulares.4.-Rotativas de EngranajesLas dos RUEDAS DENTADAS que engranan, cuentan con pequeas holguras en el CUERPO. Una de las ruedas (la conductora) va dotada de un eje que sale del cuerpo; la otra rueda (la conducida) es libre. Al girar las ruedas en la direccin indicada, el lquido de la CAVIDAD DE ASPIRACION llega a las cavidades entre los dientes y se desplaza a la CAVIDAD DE IMPULSION.

DESCRIPCION.5.-Rotativas Helicoidales En el CUERPO CILINDRICO se ha colocado compactamente el TORNILLO, al lado de la PLACA que separa los canales entre las ESPIRAS del tornillo y los tapan hermticamente.Al girar el tornillo, el lquido encerrado en los canales entre espiras, se retiene en los dientes de la placa y se desplaza en direccin axial. De esta manera se realiza la ASPIRACION y la ALIMENTACION.6.-Centrfugas Son aquellas que aprovechan el movimiento rotacional del eje. Pueden impulsar lquidos densos tales como relaves.Estn provistos de rodetes ya sea abiertos o cerrados, de acero y recubiertos de jebe prensado con fines de prevencin a la friccin y la abrasin de partculas.Las PALETAS de trabajo estn unidas rgidamente con los DISCOS o al EJE DE ROTACION, que trasmite la fuerza motriz de rotacin Bajo la accin de las fuerzas centrfugas, el lquido aumenta su energa, se dirige al CANAL ESPIRAL y luego a la TUBERIA DE PRESION.A travs del ORIFICIO DE ADMISION (simple o doble) se aspira continuamente el lquido, perpendicularmente a la tubera de presin.7.-Autocebantes Las bombas centrfugas ms comunes instaladas en las plantas de bombeo de agua potable y de aguas negras, se colocan debajo del nivel del agua.Sin embargo, en las obras de construccin las bombas con frecuencia tienen que colocarse arriba del nivel del agua que se va a bombear. En consecuencia, las bombas centrfugas Autocebantes son ms adecuadas.Cuentan con una vlvula check en el lado de succin de la bomba que permite que la cmara se llene de agua antes de iniciar la operacin de bombeo. Cuando se pone a trabajar la bomba, el agua de la cmara produce un sello que le permite a la bomba absorber aire del tubo de succin.Cuando se detiene el funcionamiento de la bomba, retiene su carga de agua para el cebado indefinidamente.8.-Axiales Las bombas axiales de gran caudal se fabrican con disposicin vertical del rbol. Pueden ser de una o ms etapas.El CUERPO con el DISPOSITIVO GUIA va adosado sobre el BASTIDOR y la BANCADA. En el torneado cnico del extremo inferior del rbol se encaja el CUBO de la rueda de trabajo, que se fija con la ayuda de una chaveta y tuerca y gira a travs de un COJINETE INFERIOR. Las paletas pueden ser sujetadas rgidamente (fijas) o pueden ser giratorias.

DESCRIPCION9.-De torbellino o Vortex Dentro de la carcasa (cuerpo de la bomba) se dispone concntricamente la Rueda de Trabajo (Impulsor de Torbellino); al funcionar la bomba, el lquido es atrado por el Impulsor para salir por la Tubera de Impulsin. La entrada del lquido se realiza en la periferia del Impulsor.10.-Bombas a Chorro para Lquidos El flujo de lquido operante, que porta energa, pasa por el Tubo de Impulsin (1) que al estrangularse aumenta la velocidad del flujo y por lo mismo aumenta la energa cintica. Conforme a la Ley de Conservacin de la Energa, el aumento de la energa cintica condiciona la disminucin de la presin a la salida del Tubo de Impulsin y por consiguiente en la Cmara (2) que se comunica mediante otro tubo inferior al Depsito de Agua (3) bajo la influencia de la diferencia de presiones, la atmosfrica al nivel del agua del Depsito (3) y el lquido sube a la Cmara (2), donde es arrastrado por el chorro de trabajo del lquido operante; se mezcla con , llega al Tubo Divergente (4) y luego por la Tubera al Tanque superior a la altura h.El rendimiento no es muy alto, pero la simpleza de su estructura y la ausencia de piezas movibles contribuyen a su aplicacin en distintas instalaciones industriales.11.-Elevadores Neumticos El medio operante es aire comprimido. La elevacin del lquido al Depsito (1) a la altura del Tanque (2) se efecta por el aire comprimido que ingresa a la Botella (3):Estando cerrada la vlvula de aire comprimido del Depsito de Agua (1), se llena de agua la Botella (3). Se cierra la vlvula de agua del Depsito (1) y se abren las vlvulas de aire comprimido y de la Botella (3); el lquido se expulsa al Tanque (2). El ciclo de alimentacin se realiza peridicamente.