MODELAMIENTO COMPUTACIONAL DE FLUJOS GRANULARES Y DESGASTE EN CHUTES E TRASPASO Y DESCARGA VALIDACIÓN DE UN DISEÑO EXISTENTE UTILIZANDO EL CÓDIGO LIGGGHTS

Abstract

En los sistemas de transporte de materiales sólidos a granel, los chutes de traspaso entre correas transportadoras, y de alimentación o descarga en equipos de proceso, son los elementos más expuestos a fallar por desgaste; lo cual es connatural a su función propia, y por lo tanto debe ser previsto desde ya en la etapa de diseo. Se debe lograr proponer una solución adecuada a las condiciones de operación, en términos tanto de capacidad y flujo, como de resistencia al desgaste. Dada la diversidad de condiciones, no existen normas o estándares de diseo de chutes; y satisfacer estos varios requisitos, a menudo no es fácil. En este trabajo se presentan los elementos para establecer un método de diseo de chutes que considere tanto los aspectos de flujo como los de desgaste, utilizando recursos de modelación numérica computacional disponibles en la actualidad. Primero, se revisan los criterios empíricos y semi-empíricos de diseo de chutes, a partir de los cuales se puede proponer una solución preliminar, o geometría básica, para determinadas condiciones de operación. En segundo lugar, se ofrece una caracterización de los principales tipos y modelos de desgaste, con énfasis en los que mejor explican el deterioro de los chutes: marco teórico necesario para comprender tanto el fenómeno físico, como el fundamento de los métodos numéricos para cuantificarlo y predecirlo. Posteriormente se presenta LIGGGHTS, un software de código fuente abierto basado en el método de elementos discretos (DEM), pensado especialmente para simular flujos de partículas y provisto de un modelo predictivo de desgaste. Se capacita en su instalación y manejo básico, y se muestra su utilidad para el diseador de chutes como herramienta de corrección y validación de una geometría propuesta, o de modificaciones a un chute existente. Finalmente, se aplica LIGGGHTS al estudio de un problema real: el desgaste acelerado del chute alimentador de un molino SAG en la minería del cobre, a causa de un cambio en sus condiciones de operación. Se elabora un modelo computacional del chute, que se valida según la evidencia del caso real; y a partir de ese modelo, se desarrollan simulaciones de propuestas de modificación del chute, tendientes a resolver el problema.