Caracterización computacional de flujos de material en botaderos de ripio

Abstract

Chile es un país que se caracteriza por ser uno de los principales productores de cobre a nivel mundial. Teniendo la mayor producción de cobre del planeta al igual que la mayor cantidad de reservas de cobre a nivel mundial. La minería en Chile está acompañada de una gran cantidad de desechos los cuales de no ser manejados adecuadamente pueden producir un gran impacto ambiental. En particular, la minería puede producir botaderos de ripio, los cuales son un tipo un desecho de material granular químicamente tratado. Estos presentan avalanchas, los cuales son sucesos poco estudiados, y que, debido a la extensa magnitud de los botaderos, se vuelve importante entender porque traen consigo una serie de problemáticas. Es por esto por lo que la presente memoria de título tiene por objetivo caracterizar los flujos de material granular en botaderos de ripio mediante simulación computacional CFD. Para lo anterior se desarrolla una metodología de simulaciones computacionales a través del software COMMSOL, el cual permite estudiar el comportamiento de fluidos mediante la variación de diversos parámetros. En la presente memoria se estudiaron la densidad, la cohesión y la viscosidad del ripio, como parte de los parámetros reológicos analizados. Mientras que se estudió también el área del material granular. Todos estos parámetros permitieron la relación de estos parámetros con la distancia de detención del medio granular. A partir de la metodología se obtuvo que la cohesión está estrechamente relacionada con la distancia de detención, puesto que a medida que la cohesión aumenta la distancia máxima disminuye y viceversa. Del mismo modo se determinó que la densidad también participa en la distancia de detención sin embargo a cohesiones altas la densidad deja de afectar de forma significativa en el flujo. Por último, se obtuvo un modelo multivariable que permite relacionar el comportamiento de las variables estudiadas en relación con la distancia de detención del material. Dicho modelo cuenta con un coeficiente de determinación de 0.95315.