Pakito

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL SECCIÓN DE POSTGRADO

“ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS REOLÓGICOS DE PULPAS MINERALES A DIFERENTES CONCENTRACIONES DE SÓLIDOS”

TESIS Presentada por:

IVÁN PAÚL GAITÁN BARREDA

Para optar el grado académico de:

MAESTRO EN CIENCIAS CON MENCIÓN EN INGENIERÍA HIDRÁULICA

LIMA, PERÚ
2010

Dedico esta tesis:

A mis queridospadres: Javier y Vilma; a mis hermanos: Clider, Janeth y Flor, por su constante amor y apoyo.

Ing Iván Paúl Gaitán Barreda

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RECONOCIMIENTOS

Me gustaría reconocer el apoyo de Pipeline System Incorporated durante la realización de esta Tesis de investigación. Ellos mostraron su apoyo para poder realizar los ensayos en su laboratorio de reología de Concord, CA - USA y de la asesoría dealgunos de sus especialistas en el transporte de pulpas minerales y de acceso a estudios e investigaciones afines para poder culminar esta Tesis. También, me gustaría reconocer a mis profesores de Maestría de la UNI, por su invaluable transmisión de conocimientos, que incentiva la investigación a fin de conocer a más detalle los procesos o fenómenos relativos al transporte hidráulico de sólidos.Ing Iván Paúl Gaitán Barreda

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RESUMEN

RESUMEN

La ciencia de la hidráulica de pulpas comenzó a florecer en la década de los 50 con pruebas sencillas de bombeos de arenas y carbón en concentraciones moderadas. Esta ciencia, ha evolucionado gradualmente para abarcar el bombeo de pulpas en la industria alimentaria y de las industrias de procesos, las mezclas de carbón y petróleo comonuevos combustibles y numerosas mezclas de minerales con agua. La diversidad de los minerales bombeados, la amplia gama de los tamaños de las partículas sólidas y las diversas propiedades físicas y químicas de los fluidos transportantes; hacen que la ingeniería de hidráulica de pulpas requiera de diversos modelos matemáticos y empíricos para predecir su comportamiento. Una pulpa es esencialmenteuna mezcla de sólidos y líquidos a diferentes proporciones o concentraciones. Sus características físicas son dependientes de muchos factores tales como: el tamaño y distribución de las partículas sólidas, la concentración de sólidos en la fase líquida, el tamaño de los conductos, el nivel de turbulencia, la temperatura y principalmente de la viscosidad absoluta (o dinámica) del medio transportanteresultante, por mencionar las variables principales. Por lo tanto, para efectuar el transporte hidráulico de una pulpa por una tubería, se requiere conocer, simular o estimar sus características o propiedades físicas y reológicas con mayor aproximación a la realidad, denominándose a este proceso como caracterización de una pulpa mineral, la cual se realiza con el fin de efectuar un diseño óptimopara un sistema de transporte hidráulico de pulpas minerales. Esta Tesis de investigación tiene como objetivo específico lograr estimar los parámetros físicos (distribución granulométrica de partículas y gravedad específica de sólidos) y los parámetros reológicos (esfuerzo de fluencia y viscosidad plástica) de cuatro pulpas minerales típicas (dos de relaves de cobre y dos de concentrado de cobre) adiferentes concentraciones de sólidos y ensayando muestras del mineral más común del Perú, que es el cobre.
Ing Iván Paúl Gaitán Barreda iii

RESUMEN

Finalmente, dado el hecho de que existen muchas variables en el diseño de un sistema de transporte de pulpas minerales, se requiere de más investigaciones de este tipo en nuestro país, a fin de conocer a más detalle estas variables y asípoder diseñar sistemas de transporte hidráulico de pulpas minerales más adecuados.

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Ing. Iván Paúl Gaitán Barreda

ABSTRACT

ABSTRACT

The science of slurry hydraulics started to flourish in the decade of the 1950' s with simple tests on pumping sand and coal at moderate concentrations. This science has evolved gradually to encompass the pumping of slurries in the food and process...