Thesis EFECTO DE IMPULSOS DE ALTA TENSIÓN EN ROCAS UTILIZANDO SIMULACIÓN NUMÉRICA
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Date
2022-10
Authors
MARTÍNEZ ORELLANA, CARLOS ENRIQUE
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Abstract
El presente trabajo presenta la simulación de una probeta de andesita con diferente cantidad y distribución de intrusiones de calcopirita, se simulan los esfuerzos generados al ser estimulada por un impulso electromagnético de alto voltaje, esto se realizó a través del software ANSYS de ESSS, en un ambiente 3D. La metodología utilizada contempla el acoplamiento del módulo eléctrico Maxwell, usado para la generación del impulso, obteniendo las fuerzas generadas al interior de la probeta, y el módulo estructural de transición, para determinar las deformaciones y esfuerzos. La descripción de los materiales considero parámetros físicos (densidad), eléctricos (resistencia eléctrica y permitividad relativa) y mecánicos (módulo de Young y Poisson). Para efectos de la simulación se consideraron simplificaciones para el modelo: las intrusiones fueron tratadas como esferas, se omite la interacción del impulso con el medio y no se consideró la duración del impulso eléctrico. Se estudió el instante peak tanto para los valores de campo eléctrico como de esfuerzos. El análisis contempló la caracterización cualitativa de la distribución de los esfuerzos en la probeta, así como la evaluación de esta técnica para generar el 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 según el escalamiento macizo de roca del criterio de Hooke & Brown, resultó en un 53.15%. Este valor es cercano a lo indicado por otros autores (valores del orden de 60-80%). Esto indicaría que la metodología propuesta en la simulación es potencialmente un mecanismo de debilitamiento o incluso falla a través este fenómeno. Los resultados de este trabajo dan pie a una serie de trabajos posteriores enfocados en la mejora, calibración y validación del modelo creado, mediante la utilización de resultados experimentales de comparación y verificando el efecto en los resultados de las diferentes simplificaciones. Específicamente se detecta el potencial de aplicar esta técnica experimentalmente como método de fractura a través de fatiga o bien como un pretratamiento para la reducción de las capacidades resistentes del material y permitir mejoras en el consumo energético de los procesos mineros de conminución.
Description
Keywords
ALTO VOLTAJE , ELECTROMAGNETISMO , ROCAS
