Diseño hidráulico en régimen permanente de un sistema de bombeo con capacidad de 100 m³/h para el drenaje de aguas de infiltración y residuales en mina subterránea

Abstract

El presente trabajo de suficiencia profesional tiene como objetivo principal desarrollar el diseño hidráulico de un sistema de bombeo para el drenaje de aguas en una mina subterránea. Inicialmente, se describieron los principales componentes e infraestructura requeridos para un sistema de drenaje en interior mina, junto con los principios y parámetros hidráulicos fundamentales para su diseño. Asimismo, se detallaron las bombas comúnmente empleadas en este tipo de aplicaciones. Luego, se evaluaron las características del fluido y se estimó el caudal de diseño, considerando tanto el aporte hidrogeológico como las aguas residuales generadas por las operaciones mineras, determinándose un valor máximo de 100 m³/h. Con base en el diseño de la mina, se definieron la ubicación y la configuración del sistema de bombeo, conformado por tres estaciones principales dispuestas verticalmente a intervalos de 175 a 185 metros. Este esquema permite una operación en cascada inversa, en la que el agua es impulsada progresivamente desde la estación ubicada en el nivel más profundo hasta la última estación de bombeo, situada en el nivel más cercano a superficie, para finalmente ser descargada en el depósito de relaves. La configuración propuesta se representó mediante un diagrama unifilar del sistema de drenaje. Posteriormente, se realizaron los cálculos hidráulicos de cada tramo de impulsión, lo que permitió dimensionar las tuberías, seleccionar materiales y espesores, y definir los parámetros de operación de los equipos de bombeo. A partir de ello, se efectuó una preselección de bombas mediante cotizaciones a nivel budget, con el fin de validar la viabilidad técnica y comercial de la solución. Finalmente, se elaboraron los planos de planta y sección de las estaciones de bombeo e infraestructura complementaria, así como los diagramas P&ID y el metrado de materiales correspondientes a tuberías, válvulas y accesorios.