Ingeniero Civil / En el proceso de diseño de sistemas de transporte de concentrado de mineral, es primordial contar con una metodología base para el cálculo hidráulico que se ajuste al comportamiento que tendrá el sistema cuando entre en operación. En particular, el cálculo de la pérdida de carga en concentraductos impacta en la selección de equipos de bombeo, como también en la selección de espesores de la tubería y en el diseño de estaciones de disipación. Esto afecta el costo de inversión del proyecto, como también los costos operacionales que tendrá durante su vida útil. Este trabajo comienza con una revisión bibliográfica sobre los métodos de pérdida de carga friccional en mezclas sólido-líquido transportados por tuberías. Enfocándose en los supuestos que cada método utiliza en su construcción, se elige el método de Wasp como un buen punto de inicio de comparación y análisis de la dependencia que tiene sobre ciertos parámetros. La definición de estos parámetros es usualmente el principal desafío de un proyecto de ingeniería del diseño de un mineroducto y sus elementos importantes. En base a evidencia empírica correspondiente a datos operacionales de pruebas en un sistema de recirculación de concentrado de bauxita o circuito de prueba, se calcula la pérdida de carga friccional y se compara con la predicción entregada por diferentes formas del método de Wasp, entregándose finalmente una recomendación respecto del método que presente el mejor ajuste. El análisis metodológico se basa en la bibliografía disponible aplicable al cálculo de la pérdida de carga de mezclas sólido-líquido, donde es posible notar la baja cantidad de información de laboratorio o de instalaciones en faenas mineras de cobre, hierro o bauxita (presentes en la industria minera sudamericana), en claro contraste con otras actividades como dragado o extracción de crudo de cobre en diferentes lugares del mundo. Los datos de laboratorio de autores cuyos trabajos integran las bases teóricas del diseño de concentraductos están construidas sobre experiencias con materiales como mezclas de agua con arenas, grava y carbón, relave de zinc actual en compañías de ingeniería en Chile y el mundo. Esto genera la necesidad de crear factores de ajuste usualmente aplicados a través de función lineal. A la luz de lo anteriormente expuesto, nace la necesidad de, en primer lugar, evaluar el desempeño de las pruebas de datos operacionales disponibles . Luego, de acuerdo a las bandas de error obtenidas y la variabilidad de los parámetros de cada método, se ha optado por presentar un modelo semi-ajustado basado en el método de Wasp, y otro ajustado, de acuerdo a la bibliografía consultada, para posteriormente evaluar y proyectar la continuidad en futuros trabajo dirigido a modelos que representen cada vez de mejor manera este fenómeno.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / En la minería nacional existe una creciente demanda por el uso de agua para procesos, debido, entre otros factores, a una futura predominancia de plantas de concentración de cobre, que tienen un uso intensivo del recurso hídrico. El equipo responsable del mayor consumo de agua en las plantas de concentración es la celda de flotación, en la cual bajo principios físicos y químicos, se logra separar la ganga del mineral de interés, en este caso cobre. Bajo este escenario, en el departamento de Ingeniería Civil de Minas de la Universidad de Chile se está desarrollando un prototipo de celda de flotación, que es diferente a las celdas tradicionales tanto geométrica como operativamente, con el fin de llegar a un diseño que sea capaz de trabajar con pulpas más espesas y así poder disminuir el consumo de agua en el proceso. Dicho lo anterior, el tema de memoria tiene por objetivo general estudiar y caracterizar el comportamiento fluidodinámico transiente de nuevos prototipos de celdas de flotación cónicas utilizando una metodología CFD. Por otro lado, los objetivos específicos son: Estudiar el comportamiento de las celdas de flotación frente a distintas concentraciones de sólidos en la pulpa. Estudiar el comportamiento de las celdas de flotación frente a distintos caudales de inyección de aire. Caracterizar el comportamiento de las celdas de flotación estudiadas. Definir las directrices de diseño que debe tener una celda de flotación cónica. La metodología de trabajo contempla una revisión bibliográfica, seguida de simulaciones CFD a 2 geometrías de celdas de flotación cónicas inspiradas en un una celda experimental, para así identificar problemas de diseño y elaborar una nueva geometría que logre definir las directrices de diseño que hay que seguir para construir celdas de flotación cónicas más eficientes, todo respaldado por simulaciones de condiciones de operación representativas. Los resultados arrojan que las geometrías cónicas existentes, desarrolladas por el departamento de Ingeniería Civil de Minas, tienen un desempeño hidráulico deficiente en cuanto a la separación de fases, debido a el gran diámetro de la celda que causa campos de velocidades tangenciales bajos, lo cuales no propician la separación hidráulica. Se concluye que las geometrías experimentales actuales no cumplen con los requisitos de operación mínimos y deben hacerse cambios significativos en el diseño, disminuyendo la relación largo/diámetro de la celda y modificando la disposición de sus entradas y salidas.