Modelación Numérica de la Tasa y el Patrón de Desgaste Abrasivo Mediante el Método de Elementos Discretos

Abstract

El método de elementos discretos (MED), es un método computacional utilizado para describir el movimiento de un gran número de partículas de distintos tamaños y formas, que interactúan mediante un modelo de contacto. Entre otras aplicaciones, el MED se utiliza como una forma efectiva de abordar problemas de ingeniería para modelar el comportamiento de materiales granulares, mecánica del polvo y rocas principalmente. En el ámbito de la minería, el MED se ha utilizado mayoritariamente en predicción de la trayectoria del material al interior de molinos SAG y en chutes de traspaso de mineral. Dentro de las aplicaciones de interés en este rubro, está también la modelación del desgaste. Existen muchos procesos donde el desgaste limita fuertemente la vida útil de los equipos, afectando su productividad y costos de operación. Contar con una herramienta numérica para predecir el desgaste, permitiría reducir los costos en la etapa de diseño y operación de equipos mineros, buscando configuraciones apropiadas para las condiciones reales de trabajo. En el presente trabajo se implementa el MED para modelar el desgaste abrasivo en placas de acero que interactúan con sólidos a granel, como el mineral de cobre chancado. Se utilizó el modelo de Archard para predecir la tasa y el patrón de desgaste en una placa de acero estructural A37-24 ES bajo distintas condiciones de granulometría del mineral de cobre. Una de las etapas claves consiste en la correcta caracterización del medio granular para poder calibrar el modelo numérico. Los resultados numéricos que se obtienen se comparan favorablemente con los valores experimentales, lo que permite establecer que el modelo es capaz de predecir correctamente el fenómeno del desgaste abrasivo.