SIMULACIÓN DE PÉRDIDA DE CARGA EN EL TRANSPORTE DE PULPAS MINERAS

Abstract

El transporte de pulpas mineras a través de tuberías es de los métodos más utilizado en la actualidad, dado a su eficiencia, bajos requerimientos energéticos y alta capacidad productiva. Este método utiliza agua como líquido que transporta al mineral, formándose así la mezcla de la fase dispersa (sólido) y la fase dispersante (líquido) que finalmente se denomina pulpa. Con el pasar del tiempo las ventajas mencionadas han ido cambiando hasta llegar a ser un desafío en el proceso, incorporando problemas asociados al consumo de agua y la cantidad de energía que se le debe suministrar. Un uso reducido de agua permite generar un menor impacto ambiental y operacional, ya que disminuye el volumen de relaves y directamente baja el consumo de agua y costos asociados, sin embargo, puede acarrear otros problemas relacionados al uso excesivo de energía producido por pérdidas friccionales, y bloqueos con detenciones dadas por un aumento en la concentración de la pulpa. Adicional a las condiciones de la pulpa, la configuración de la tubería por la cual se transporta la pulpa también es un factor importante que determina la eficiencia del proceso. Además, se debe considerar que durante el transporte existen pérdidas de energía por fricción entre la pulpa y la tubería, y por singularidades asociadas a cambios de la geometría, por lo que no basta con suministrar la cantidad de energía mínima para que la pulpa se movilice, sino la necesaria para que no se estanque con las pérdidas por fricción y singularidades que hay durante el transporte. Dada la complejidad de los estudios sobre fenómenos relacionados a los fluidos, en particular porque las problemáticas modernas se resuelven a partir de soluciones empíricas más que analíticas, se han comenzado a utilizar herramientas computacionales para resolver los problemas. A partir de esto, nace la Fluido Dinámica Computacional CFD, por su sigla en inglés “Computational Fluid Dynamics”, que consta principalmente en la creación de modelos computacionales a partir de métodos numéricos para resolver ecuaciones gobernantes de fenómenos relacionados a los fluidos. La aplicación de este método es de utilidad no solo para estudiar al fluido en sí, sino también para estudiar cómo el fluido afecta en otros procesos, o cómo procesos externos influyen en las características y parámetros del fluido en cuestión (COMSOL, 1998-2018). Por lo anteriormente mencionado surge la necesidad y la motivación de estudiar la reología de pulpas mineras junto con su pérdida de carga para distintos escenarios de transporte utilizando herramientas computacionales, con el fin de darle una solución a las problemáticas medioambientales y operacionales que existen en torno al transporte de pulpas.