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El consumo de energía en plantas concentradoras de mineral es significativo, pues representa entre el 60 al 80% de los costos operativos de este tipo de plantas, y un 30% del precio de venta del concentrado mineral. Por lo tanto, el objetivo principal del presente proyecto involucra la determinación de concentraciones de pulpa mineral, basadas en su caracterización reológica, minerológica y morfológica, en los procesos de molienda de una planta concentradora con la finalidad de reducir los costos energéticos asociados. La caracterización reológica comprenderá la determinación de las propiedades físicas de la pulpa, tales como la viscosidad y la densidad; mientras que la caracterización minerológica permitirá determinar la composición mineral del material procesado. Así mismo, la caracterización morfológica involucrará la estimación del tamaño y forma de las partículas minerales que componen el concentrado. Basado en estos resultados, se procederá al desarrollo de modelos matemáticos de alta fidelidad que representarán el comportamiento fluidodinámico de la pulpa mineral, durante los procesos de transporte y molienda en los molinos de barras y bolas de la planta concentradora. Los resultados de las simulaciones numéricas obtenidos mediante los modelos desarrollados serán contrastados con ensayos experimentales realizados en una planta piloto de flujo continuo. Con el conjunto de resultados, numéricos y experimentales, se determinarán las concentraciones de pulpa mineral en función de sus propiedades reológicas que permitan reducir el consumo de energía en los procesos de molienda de las plantas concentradoras de mineral.
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Instituciones participantes:
Esta investigación yace en estudio del transporte de fluidos a través de tuberías, específicamente sobre el efecto de pérdida de presión por fricción. La pérdida de presión en un flujo interno turbulento tiene dos orígenes, la pérdida de energía por interacción interna del fluido y la pérdida por fricción entre el fluido y las paredes internas de la tubería. La pérdida de presión en tuberías es un parámetro que ha sido estudiado ampliamente y su determinación, la cual se realiza mediante la ecuación de Darcy-Weisbach, es imprescindible en los diseños de sistemas hidráulicos de transporte de diversos fluidos, pues dependiendo de su magnitud se va a determinar la cantidad de energía necesaria para transportar un fluido de un lugar a otro. La ecuación de Darcy-Weisbach relaciona parámetros como el diámetro interno y longitud de la tubería, la densidad y velocidad del fluido, y un factor denominado factor de fricción. Este factor de fricción ha sido estudiado por numerosos investigadores, quienes han generado ecuaciones y nomogramas que relacionan dicho factor con el Número de Reynolds, el diámetro interno de la tubería y la rugosidad de la superficie interna de la misma. Para todas estas investigaciones se ha experimentado con tuberías que tienen en la superficie interna granos de arena de diámetro definido que otorgan una rugosidad regular, sin embargo las tuberías que se utilizan a nivel industrial tienen una rugosidad geométricamente arbitraria y totalmente distinta a los granos de arena. Es esta la necesidad que convoca esta investigación, buscar un algoritmo que relacione la rugosidad interna de una tubería, cuantificada de tres formas (rugosidad media aritmética, RMS y de máxima diferencia de altura), respecto de una rugosidad equivalente en diámetro de grano de arena. La comparación para hallar dicha equivalencia se efectuaría en función de la rugosidad medida al interior de la tubería y la rugosidad equivalente en grano de arena generada con la pérdida de pr
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