Los lodos de estiércol en aplicaciones de biogás tales como
los digestores de granja típicamente están mezclados con materiales de la cama
de los animales y con el agua de lavado. También pueden contener agua de
lluvia. Los lodos de estiércol contienen también típicamente arena o sólidos de
mayor tamaño como rocas, trozos de hormigón, etiquetas de identificación y restos
de pezuñas. Las masas fibrosas de paja y otros grandes sólidos originan
obstrucciones en las bombas y previenen el asiento de las válvulas La arena
incrementa la abrasión de las superficies de tuberías, bombas, válvulas y otros
componentes.
Los lodos de estiércol tienden a ser ácidos, lo cual puede
afectar al sello de las bombas y otros componentes. Debemos estar seguros al
discutir este asunto con los fabricantes para asegurar que los materiales de la
válvula y bomba son apropiados para la aplicación.
Mejorando la capacidad de bombeo de lodos de
estiércol
Es posible bombear lodos de estiércol con contenidos de
sólidos tan altos como un 10 % o más. Un contenido de sólidos por encima del 8
% da como resultado muy altas pérdidas en el bombeo.
Nótese que no es el contenido de sólidos lo que afecta a la
capacidad de bombeo, sino también mezclas y tamaños particulares en el lodo. Un
contenido de sólidos del 8 % puede ser más difícil de bombear un día que un 10
% otro día en la misma granja.
Para mejorar la capacidad de bombeo y evitar sedimentación y
atascos podemos seguir las siguientes indicaciones:
- Si bien se requiere alguna dilución del lodo, debe evitarse una dilución excesiva del lodo.
- Mantener suficiente velocidad del fluido para arrastrar los sólidos. La velocidad óptima variará dependiendo de las características del estiércol. Considerando que los lodos típicamente contienen grandes sólidos que son propensos a la sedimentación, una velocidad de diseño de 1,5-1,8 m/s es a menudo recomendada. En lodos con consistencia más uniforme la velocidad requerida es algo menor (hasta 0,9 m/s).
- La disposición de la tubería de PVC al extremo del gasómetro es dirigido hacia la bomba de suministro.
- Después de transferir lodos de estiércol, las tuberías deben limpiarse de efluentes.
- Usar bombas diesel de velocidad variable y variadores de velocidad con bomba eléctrica para dar la flexibilidad para opera la bomba a la mejor velocidad.
Curvas de bombas y sistema
Las curvas del sistema y de la bomba – que muestran la
relación entre el caudal y la altura – son usadas para dimensionar tuberías,
seleccionar bombas y analizar el uso de energía. En las curvas del sistema, la
altura total representa la suma de la elevación estática (es decir, la distancia
vertical del sistema debe ser elevada) más la presión de operación más las
pérdidas de fricción o caídas de presión debidas al movimiento de fluido a
través de la tubería, válvulas, y accesorios. La intersección de las curvas de
la bomba y el sistema indican que la altura total que la bomba debe ser capaz
de proporcionar al caudal especificado dadas las características del sistema.
Curvas de bombas están disponibles de los fabricantes de
bombas. Las curvas del sistema deben calcularse para el sistema de tuberías y
se basan en la longitud de la tubería y el diámetro, número y tipo de válvulas
y accesorios, material de tuberías, diferencias en elevación, y características
del fluido. En el procedimiento de diseño, las curvas del sistema a menudo se
trazan respecto a varios diámetros de tuberías. Luego, se selecciona un
diámetro de forma que la velocidad del fluido cae dentro de un rango
recomendado y son razonables las pérdidas de fricción.
CÁLCULO DEL SISTEMA DE BOMBEO
Altura dinámica total
La altura dinámica total que una bomba debe desarrollar para
mover un fluido a través de un sistema de tuberías a un caudal particular es la
suma de los siguientes componentes:
- Presión de operación.
- Altura de descarga estática (igual a la elevación de la superficie del líquido en el tanque de descarga, o la salida de descarga si se abre al aire, menos la elevación del dato de la bomba).
- La altura de succión estática (igual a la elevación del dato de la bomba menos la elevación de la superficie del agua en la línea de succión, es decir, el tanque de almacenamiento.
- La altura de velocidad hv en la boquilla de descarga de la bomba donde:
- Pérdida de la altura de fricción hf
- Estos componentes son bastante sencillos excepto por la pérdida de fricción, que requiere un cálculo ligeramente más detallado.
Estos componentes son bastante sencillos excepto las pérdidas
de presión, que requieren un cálculo ligeramente más detallado.
Presión de operación
La descarga de boquillas, accesorios y rociadores requiere
presiones para operar apropiadamente, referidas como la presión de operación.
El rango de la presión de operación varía dependiendo del tipo de boquilla o
altura manométrica. Los sistemas de alta presión, tales como los pivots o
sistemas sprinkler pueden requerir presiones de operación de hasta 100 psi
(6,89 bares). Los sistemas atomizadores de baja presión pueden requerir entre
15 (1,03 bares) y 50 psi (3,45 bares). Para la mayoría de los
sistemas de irrigación, la presión de operación es constante.
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