PRESIONES EN LA BASE DE UN STOCKPILE

Abstract

Actualmente existe un fenómeno bastante importante en el diseo de los stockpiles, particularmente para el cálculo de las losas que los sostienen, que es la distribución de presiones en la base, la cual aún no tiene una explicación clara ni un modelo predictivo adecuado para el uso ingenieril. De forma intuitiva se esperaría que el perfil de presiones fuera hidrostático, de forma triangular, con un máximo en el centro y un decaimiento sostenido a medida que se aleja de éste. Sin embargo el fenómeno observado es que existe una disminución en el centro del perfil de presiones y un máximo alrededor del este, similar a la forma de una letra M. Este fenómeno, conocido como el fenómeno de la depresión o del dip (por su traducción al inglés), ha sido estudiado abordando el tema con diferentes técnicas entre las que vale mencionar acercamientos teóricos, experimentales, matemáticos y físicos. Lamentablemente ningún enfoque actual ha permitido obtener un modelamiento práctico para la ingeniería ni adecuado para el fenómeno. En este contexto el objetivo de esta tesis es proponer un método que permita modelar el perfil de presiones en la base de un stockpile y validarlo con experimentos de la literatura y propios. Primero se intentó resolver el problema a través de la generación de un modelo predictivo basado en la ecuación de Janssen. Luego utilizando modelos experimentales diseados para este trabajo, se midió la presión en la base de stockpiles cónicos con diferentes materiales: polenta, azúcar y arena fina. Con los resultados de las experiencias se derivó una ecuación empírica que permite predecir la presión en la base. Además se confirmó la información de la literatura referente a la forma del perfil de presiones y se verificó el modelo predictivo y la ecuación empírica. Los resultados experimentales muestran que la presión máxima ocurre a una distancia entre y del centro de la pila, donde es el radio de la pila, y su magnitud es aproximadamente el 65% de la presión hidrostática máxima. Ambos valores son aceptablemente estimados por la ecuación empírica. La correcta estimación del perfil de presiones, y en particular la magnitud y ubicación del máximo, permite optimizar el diseo de las losas de apoyo de los stockpiles ahorrando material y, por lo tanto, abaratando los costos de la misma.