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UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

SIMULACIÓN FLUIDODINÁMICA COMPUTACIONAL PARA LA
DETERMINACIÓN DE LA VARIACIÓN DE ENERGÍA EN TRAMOS RECTOS DE
TUBERÍAS DE TRANSPORTE DE FLUJOS BIFÁSICOS

MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL MECÁNICO

FRANCISCA DANIELA PINET CABEZÓN

PROFESOR GUÍA:
WILLIAMS CALDERÓN MUÑOZ
MIEMBROS DELA COMISIÓN:
ALEJANDRO ORTIZ BERNARDIN
JAVIER LARRONDO PIÑA

SANTIAGO DE CHILE
JULIO 2012

RESUMEN EJECUTIVO
La actividad minera en Chile crece cada año, aumentando cada vez más su consumo
energético, producto de lo cual las empresas de este rubro han mantenido un interés
creciente por proyectos de generación y recuperación de energía para el abastecimiento de
sus requerimientos en sus procesosreproductivos.
Algunas de las compañías mineras han implementado como medida el transporte del
material extraído como pulpa a través de concentraductos, que van desde el interior de la
mina hacia la planta de secado. Un ejemplo de esto es la Minera Doña Inés de Collahuasi,
que dada su ubicación geográfica existe un diferencia de altura entre la planta de
producción y el puerto (4270 metros), conpendientes que hacen viable técnicamente este
tipo tecnologías desde el punto de vista técnico.
Existe un gran interés por determinar el recurso energético disponible generado por las
pendientes de los concentraductos de pulpa, debido a las grandes diferencias de altura
existentes en la mayoría de los proyectos de la “gran Minería”. En tal sentido, la División
El Teniente (DET), desde el año2009 ha estado realizando ensayos de prueba para
generación eléctrica de a través de pulpa de relaves, por lo que DET se transforma así en la
primera planta piloto de generación eléctrica bajo esta modalidad de tecnología
pretendiendo así llegar a un nivel de generación del orden de los 12 MW.
El objetivo principal de este Trabajo de Título es estudiar la variación de energía disponible
en tramosrectos de concentraductos para poder ser utilizada en generación eléctrica, para
poder llevar a cabo esto, se trabajó con el software ANSYS. Como metodología de trabajo
primero se diseñó una tubería como volumen finito, para continuar así con las simulaciones
realizadas con el programa ANSYS-CFX, siendo éste una aplicación especial del software
para flujos bifásicos, en donde se determinó lapérdida de energía mecánica en
concentraductos para diferentes condiciones de operación (velocidad, viscosidad) y
parámetros de diseño (diámetro, largo, pendiente).
A partir de los datos obtenidos, se construye un modelo matemático que correlaciona la
caída de presión de las simulaciones con las condiciones de operación y parámetros de
diseño real de un análisis utilizando el concepto de ajuste decurva "Curve Fitting", usando
el programa Mathematica 8.
Se concluye que la pérdida de presión cae principalmente debido al aumento del largo de la
tubería o su pendiente (parámetros), y un aumento en la velocidad de la pulpa o viscosidad
ya que provocan una mayor fricción, por un parte entre las mismas partículas que
colisionan entre si y por otra, en el contacto de ellas con la tubería,originando así mayores
pérdidas de presión.

ÍNDICE DE CONTENIDOS
Página
1

INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 1
1.1

ANTECEDENTES GENERALES .......................................................................... 1

1.2

MOTIVACIÓN........................................................................................................ 2

1.3

OBJETIVOS Y ALCANCES .................................................................................. 2

1.3.1 Objetivo General .................................................................................................. 2
1.3.2 Objetivos Específicos .......................................................................................... 2
1.3.3 Alcances...