Efecto de impulsos de alta tensión en rocas utilizando simulación numérica

Abstract

El presente trabajo presenta la simulación de una probeta de andesita con diferente cantidad y distribución de intrusiones de calcopirita, simulando los esfuerzos generados al ser estimulada por un impulso electromagnético de alto voltaje, mediante el software ANSYS de ESSS en un ambiente 3D. La metodología utilizada contempla el acoplamiento del módulo eléctrico Maxwell, empleado para la generación del impulso y la obtención de las fuerzas generadas al interior de la probeta, y el módulo estructural de transición, utilizado para determinar deformaciones y esfuerzos. La descripción de los materiales consideró parámetros físicos, eléctricos y mecánicos, tales como densidad, resistencia eléctrica, permitividad relativa, módulo de Young y coeficiente de Poisson. Para efectos de la simulación se consideraron simplificaciones en el modelo: las intrusiones fueron tratadas como esferas, se omitió la interacción del impulso con el medio y no se consideró la duración del impulso eléctrico. El estudio se enfocó en el instante peak tanto para los valores de campo eléctrico como para los esfuerzos generados. El análisis contempló la caracterización cualitativa de la distribución de esfuerzos en la probeta y la evaluación de esta técnica como mecanismo de fallamiento del material. Al comparar los resultados obtenidos con mecanismos de fallamiento por fatiga, la magnitud relativa de los esfuerzos respecto a la resistencia a la tracción(...).