Simulación de transitorios hidráulicos para un sistema de bombeo de un acueducto en la industria del litio.

Abstract

El presente trabajo tiene por objeto el análisis y la simulación del comportamiento hidráulico de un sistema de bombeo, tanto en régimen permanente como durante eventos transitorios asociados a cierres de válvulas, arranque y parada de bombas. La evaluación se realiza a partir de un modelo hidráulico basado en las condiciones de operación en estado estacionario, sobre el cual se analizan distintos escenarios transitorios y la evolución temporal de presiones y velocidades en la conducción. A partir de los resultados obtenidos, se identifican sectores hidráulicamente críticos del sistema, caracterizados tanto por caídas significativas de presión durante los transitorios —con potencial aparición de fenómenos de cavitación y separación de columna— como por incrementos de presión asociados a la propagación y reflexión de ondas, que pueden generar sobrepresiones relevantes en determinados tramos de la conducción. En función de este diagnóstico, se analizan alternativas de mitigación orientadas a reducir los efectos del golpe de ariete y mantener las variables hidráulicas dentro de los rangos admisibles de operación, proponiendo la ubicación y el tipo de dispositivos de protección más adecuados

This work aims to analyze and simulate the hydraulic behavior of a pumping system, both under steady-state conditions and during transient events associated with valve closures, pump start-up, and pump shutdown. The evaluation is based on a hydraulic model developed from steady-state operating conditions, upon which different transient scenarios are analyzed, as well as the temporal evolution of pressure and velocity along the pipeline. Based on the results obtained, hydraulically critical sections of the system were identified, characterized by significant pressure drops during transient events —with potential occurrence of cavitation and column separation phenomena— as well as by pressure increases associated with wave propagation and reflection, which may generate relevant overpressures in certain sections of the pipeline. According to this diagnosis, mitigation alternatives are analyzed in order to reduce the effects of water hammer and maintain hydraulic variables within admissible operating ranges, proposing suitable protection devices and their strategic location within the system.