Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-16T07:54:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:37:54Z : No. of bitstreams: 1 142051.pdf: 4528657 bytes, checksum: 332a18b7d483d775c6e37d35fe00c327 (MD5)

Chile es un país minero por excelencia, requiriendo procedimientos y equipos eficientes. Dentro de los equipos más utilizados se encuentran los molinos de bolas y SAG (Semi Autegenous Grinding), a los cuales se les exige una disponibilidad mayor al 90%. La disponibilidad de los molinos se ve afectada por los procesos de mantención, recambio de revestimientos (liners) y corrección de la alineación del engrane corona-piñón. Este último es un proceso iterativo consistente en agregar o quitar lainas de calibración por debajo de los descansos del eje piñón según corresponda y soltando o reapretando las bases de los contraejes, complicando el alineamiento con embrague. Este proceso es lento y complicado operacionalmente, involucrando inexactitudes en las correcciones por la deformación del molino en condición de operación. Dichas correcciones quedan a juicio del personal encargado de las labores, pudiendo llevar a errores e imprecisiones que aumentan el tiempo de ejecución de la faena y poniendo en riesgo a mediano y largo plazo la vida útil del engrane. El principal objetivo de esta memoria fue generar una metodología para mejorar el procedimiento de alineamiento aplicado en la actualidad, incorporando una calibración de desplazamientos asociados a la condición de operación de un molino, con tal de disminuir los tiempos de detención y así reducir los costos de mantención. La metodología consiste principalmente en construir un modelo computacional del molino, considerando la posición de la carga interna y la fuerza transmitida por el motor en operación y con esto determina las deformaciones en la zona de engrane del molino en operación ocasionadas por la carga interna por medio del método de elementos finitos, para así asociar a dichas deformaciones un grado de corrección del engrane y lograr calibrar de manera teórica el engrane. El modelo computacional construido permite analizar distintas condiciones de operación, bajo la aplicación de condiciones de borde adecuadas y simplificaciones de la geometría. Obteniéndose resultados que permiten comprender cómo se deforma el molino bajo condición de operación y como varía dicha deformación bajo distintas condiciones de carga. Los resultados muestran la importancia de considerar los desplazamientos, dados por las deformaciones en los procesos de alineamiento. De las distintas simulaciones realizadas bajo distintos estados de carga, fue posible observar el aumento progresivo en los desplazamientos de la corona en el sector de engrane. Cabe señalar que para las condiciones de operación de mayor carga se obtuvieron desplazamientos mayores a las tolerancias máximas permitidas en la dirección radial de la corona en la zona de contacto con el piñón, disminuyendo la distancia entre centros del engrane. Estos valores hacen resaltar la importancia de determinar con precisión dichos desplazamientos en los procedimientos de alineación realizados en la actualidad. Finalmente la metodología de alineamiento propuesta permite obtener de manera precisa, los desplazamientos netos que se deben realizar al engrane en el procedimiento de alineación.

Ingeniero Civil Mecánico / La minería representa un gran porcentaje de la actividad económica del país. En este contexto, el estudio del proceso de obtención de mineral puro y los equipos utilizados toman gran relevancia, entre estos los molinos de bolas para el chancado del mineral. Los molinos presentan estructuras de soporte llamados trunnions que se apoyan en una superficie alimentada por aceite a presión para evitar el desgaste. Eventualmente, se ha encontrado que un trunnion del molino presenta desgaste de la superficie interior y fisuras axiales en su superficie exterior. El propósito de esta memoria es estudiar la respuesta de la resistencia mecánica del trunnion a medida que pierde espesor hasta alcanzar un estado con fisuras, cuando está sometido a las cargas de operación nominales. El problema se aborda mediante la teoría de fatiga para el estudio de la aparición de grietas, y con la teoría de la mecánica de la fractura para el avance de grieta, siempre dentro del rango elástico lineal. El estudio es de carácter teórico numérico en base a una modelación CAD del molino con sus principales componentes, que es sometido a simulaciones en elementos finitos para determinar el estado de esfuerzos del molino y en particular del trunnion. El estudio comprende tres casos, que corresponden al molino con sus trunnion sin defectos, al molino con un trunnion desgastado en su superficie interior y finalmente al molino con el mismo trunnion desgastado y con la presencia de una fisura axial. La evaluación de falla al primer ciclo para el trunnion en su estado normal y con desgaste de su superficie interior entrega factores de seguridad de 18,97 y 7,36 respectivamente, por lo que soporta perfectamente los esfuerzos máximos debido al estado de operación nominal. La evaluación de la vida a la fatiga del trunnion en su estado normal entrega un factor de seguridad de 6,27, y en presencia del desgaste uno de 1,86, por lo que el trunnion presenta una vida infinita a la fatiga aun estando desgastado. Dado lo anterior, se cree que la fisura aparece por fallas en el sistema de lubricación que generarían un roce excesivo en el trunnion capaz de provocar la falla de la pieza. Cuando el trunnion está desgastado y con una fisura de longitud menor en la superficie interior que la exterior, se concluye que la fisura avanza por la superficie interior por sus dos puntas. Para detener el avance de la fisura, se propone un redondeo de los frentes de fisura y el relleno con un material adherente que soporte las cargas de operación nominales.

Os moinhos de bolas são equipamentos presentes em plantas de mineração, sendo uma máquina importante no circuito de cominuição de minérios. Em função de inúmeros fatores como, por exemplo, projeto, fabricação, sobrecarga no equipamento, falta de manutenção e procedimentos de operação inadequados, são desenvolvidas descontinuidades nos componentes estruturais desse equipamento. Os componentes estruturais dos moinhos, basicamente, corpo, tampas e munhões, além do custo elevado, possuem prazos de fabricação que podem variar de dois a três anos dependendo da demanda do mercado. Portanto é cada vez mais necessário que as descontinuidades detectadas nesses componentes sejam corretamente avaliadas. Neste trabalho analisaram-se pela mecânica da fratura a criticalidade de descontinuidades, tais como trincas constatadas em um munhão de um moinho de bolas e compararam-se os valores teóricos de taxa de propagação (crescimento) dessas descontinuidades com valores reais obtidos por meio de inspeções periódicas realizadas neste componente. A nucleação das trincas foi causada por falta de lubrificação nos mancais do moinho, gerando esforços térmicos circunferenciais no munhão, em que a temperatura estimada do contato munhão e bucha atingiu a faixa de 100 °C a 150 °C. No período analisado, os resultados obtidos por meio da norma BS7910 mostraram-se mais próximos dos valores reais do que a norma ASME Seção XI, Apêndice A. O tamanho da trinca mais crítica foi aceito pelos critérios da norma BS7910 e aprovado apenas na condição de emergência da norma ASME Seção XI, Apêndice A. / The grinding ball mills are equipments present in mining plants, being important in the ore comminution circuits. Depending on numerous factors, such as, for example, design, manufacturing, overloads, poor maintenance and inadequate operating procedures, flaws are developed in the structural components of this equipment. The structural components of a mill, basically, shell, heads and trunnions, besides high costs, have lead times that might vary from two to three years, according to market demand. Therefore, it becomes increasingly necessary that any flaws in those components to be properly evaluated. This paper analyzed the fracture mechanics of the criticality of flaws, such as cracks observed in a ball mill trunnion and compared the theoretical values of growth rate of these defects with actual values obtained through periodic inspections performed in this component. The cracks nucleation was caused by lack of lubrication in the trunnion bearings, generating circumferential thermal stresses, thus the estimated temperature of the trunnion and bushing contact achieved the range 100 °C to 150 °C. During the analyzed period, the results obtained by the standard BS7910 proved to be closest to the actual values than the standard ASME, Section XI, Appendix A. The most critical crack size was accepted by the criteria of the BS7910 and approved only on emergency condition of ASME Section XI, Appendix A.

El objetivo primordial del Trabajo de Investigación fue bosquejar el “Diseño de una Herramienta de Adaptación a cabezal de Maquina Enlainadora”, que reduzca la exposición del personal a un riesgo de caída de cargas suspendidas durante el desarrollo de actividades programadas de Instalación de Filler Ring en el proceso de cambio de Linners de los Molinos de Bolas instalados en la Planta Concentradora C2 de Sociedad Minera Cerro Verde S.A.A.

La investigación responde al problema ¿Cómo Influye la matriz de seguridad en energía en la producción del molino de bolas en la planta concentradora de la unidad minera Atacocha?, como objetivo determinar la influencia de la matriz de seguridad en energía en la producción del molino de bolas en la planta concentradora de la unidad minera Atacocha y como hipótesis se asume la matriz de seguridad en energía influye positivamente en la producción del molino de bolas en la planta concentradora de la unidad minera Atacocha. El diseño fue el de tipo comparativa longitudinal, en la muestra de los resultados del funcionamiento del molino de bolas mediante la matriz de seguridad en la planta concentradora, a quien se aplicó la experimentación, basado en el análisis de criticidad que permitió mejorar la confiabilidad operacional de la planta concentradora en la unidad minera Atacocha. Concluyendo que la matriz de seguridad en energías mejora el proceso de trabajo en la compañía minera de Atacocha, lo que nos indica que el diagnóstico de sistema de trabajo del molino de bolas con o sin matriz de seguridad en la planta concentradora posibilitó reflejar resultados similares al encontrado en el análisis global; pues los resultados estadísticos permiten aseverar (muestra total) un incremento en la producción, como consta en la tabla 4, donde antes de la implementación de la matriz de seguridad en energías el molino de bolas en la planta concentradora tenía una producción de 11 274 420 Tn y una vez implementado el modo de trabajo del molino de bolas con la matriz de seguridad en energías se tuvo una producción de 12 242 634 Tn, de ello se desprende que la Matriz de seguridad en energías permite una eficiencia en el funcionamiento permitiendo una producción por encima del promedio.

Ingeniero Civil Mecánico / El proceso de molienda en minería, en donde se procesa el mineral para pasar de una granulometría del orden de 1/2 pulgada, hasta aproximadamente 180 micrones, es un proceso que puede llegar a representar del orden del 35% del consumo energético de una mina. Por esto, sumado a la gran complejidad de esta operación, es de sumo interés realizar estudios en torno a ella, y en particular, predecir la potencia de consumo de los molinos de trituración. Los molinos usados en minería, son grandes equipos giratorios, con forma de cilindro orientado horizontalmente, que mediante el movimiento del mineral al interior de ellos, son capaces de reducir su granulometría. En este trabajo de título, se busca obtener un modelo matemático, que con información acerca de ciertas variables clave en el funcionamiento de un molino para molienda, es capaz de predecir potencia de consumo. El modelo busca ser capaz de incorporar variaciones en la geometría de la carga a lo largo de un molino, además de ser válido para un amplio rango de diámetros de molinos, así como distintos tipos de estos (SAG, AG y de bolas). Para obtener dicho modelo, se seleccionan variables que tengan relevancia física en la dinámica al interior del molino. Con esto, se describe una porción de la potencia que se quiere predecir realizando un balance energético para la carga al interior del molino, y la potencia restante se predice usando datos experimentales y el software Eureqa. Con estas ecuaciones, integrando numéricamente a lo largo del molino, se obtiene un programa en Matlab que es capaz de predecir la potencia de consumo de un molino de molienda. Luego, utilizando 77 mediciones de 66 molinos industriales, se estudia la capacidad predictiva del modelo. El modelo resultante muestra buena congruencia con los datos experimentales con los que se cuenta. Se destaca también, que se encuentran indicios que hacen pensar que las ecuaciones que describen los molinos de alta y baja relación de aspecto deben ser distintas.

TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE MAGÍSTER EN ADMINISTRACIÓN / Daniel Maldonado Vera [Parte I], Hernán Rodrigo Wong Suazo [Parte II] / Calibr68e es una iniciativa que pretende contribuir al desarrollo del “Paintball” en Chile combinando la importación y la fabricación de bolas de pintura para este deporte, para abastecer al mercado nacional y a otros países de la región. Las personas hemos cambiado nuestros hábitos de consumo, se están trasladando hacia actividades que satisfacen otro tipo de necesidades, no tan solo de primera necesidad sino que cada vez se consumen mas actividades al aire libre o deportivas, buscando mejorar la calidad de vida de las personas. En este quehacer, y si bien se trata de un nicho de mercado pequeño, se han examinado sus características y hábitos de consumo, se ha investigado a cada actor relevante e identificando las necesidades insatisfechas que dan cuerpo al presente modelo de negocios. Actualmente las bolas de pintura para Paintball en Chile representan un tamaño de mercado equivalente a los usd 840.000 y para seis años más se estima que alcance al millón cien mil dólares, con un crecimiento anual estimado en un 3% de manera constante. Según estimaciones “Calibr68e" cuenta con la capacidad de conseguir el 15% del mercado local al término del primero año de operaciones, y hasta alcanzar el 65% de mercado después del quinto año. En forma adicional a la importación y comercialización inicial de bolas de pintura, se sumará la fabricación local y la exploración de otros mercados de la región. Las estimaciones financieras entregan favorables indicadores; Rentabilidad que parte en un 5% el primer año hasta un 12% al cabo del sexto año, un VAN de MM$72 y una TIR del 47%. Se necesita una inversión inicial de MM$30 en capital de trabajo principalmente para la primera compra de productos, y para la segunda etapa MM$80 el tercer año para la adquisición de maquinaria.

Os moinhos de bolas são equipamentos presentes em plantas de mineração, sendo uma máquina importante no circuito de cominuição de minérios. Em função de inúmeros fatores como, por exemplo, projeto, fabricação, sobrecarga no equipamento, falta de manutenção e procedimentos de operação inadequados, são desenvolvidas descontinuidades nos componentes estruturais desse equipamento. Os componentes estruturais dos moinhos, basicamente, corpo, tampas e munhões, além do custo elevado, possuem prazos de fabricação que podem variar de dois a três anos dependendo da demanda do mercado. Portanto é cada vez mais necessário que as descontinuidades detectadas nesses componentes sejam corretamente avaliadas. Neste trabalho analisaram-se pela mecânica da fratura a criticalidade de descontinuidades, tais como trincas constatadas em um munhão de um moinho de bolas e compararam-se os valores teóricos de taxa de propagação (crescimento) dessas descontinuidades com valores reais obtidos por meio de inspeções periódicas realizadas neste componente. A nucleação das trincas foi causada por falta de lubrificação nos mancais do moinho, gerando esforços térmicos circunferenciais no munhão, em que a temperatura estimada do contato munhão e bucha atingiu a faixa de 100 °C a 150 °C. No período analisado, os resultados obtidos por meio da norma BS7910 mostraram-se mais próximos dos valores reais do que a norma ASME Seção XI, Apêndice A. O tamanho da trinca mais crítica foi aceito pelos critérios da norma BS7910 e aprovado apenas na condição de emergência da norma ASME Seção XI, Apêndice A. / The grinding ball mills are equipments present in mining plants, being important in the ore comminution circuits. Depending on numerous factors, such as, for example, design, manufacturing, overloads, poor maintenance and inadequate operating procedures, flaws are developed in the structural components of this equipment. The structural components of a mill, basically, shell, heads and trunnions, besides high costs, have lead times that might vary from two to three years, according to market demand. Therefore, it becomes increasingly necessary that any flaws in those components to be properly evaluated. This paper analyzed the fracture mechanics of the criticality of flaws, such as cracks observed in a ball mill trunnion and compared the theoretical values of growth rate of these defects with actual values obtained through periodic inspections performed in this component. The cracks nucleation was caused by lack of lubrication in the trunnion bearings, generating circumferential thermal stresses, thus the estimated temperature of the trunnion and bushing contact achieved the range 100 °C to 150 °C. During the analyzed period, the results obtained by the standard BS7910 proved to be closest to the actual values than the standard ASME, Section XI, Appendix A. The most critical crack size was accepted by the criteria of the BS7910 and approved only on emergency condition of ASME Section XI, Appendix A.

[pt] Essa tese analisa a narrativa da toy art, com foco na sua história e relações com a cultura Pop. A análise propõe questões sobre seu papel no enfrentamento aos mi-tos urbanos contemporâneos, assim como dialoga e se relaciona com a manifesta-ção dos Bate-bolas dos subúrbios do Rio de Janeiro. A toy art é um suporte ex-pressivo contemporâneo que contém elementos do grafite, do design, e da street art. Apresenta uma narrativa da cidade com violência e humor ácido. O consu-mismo e a pós modernidade são necessariamente investigados ao se estudar o uni-verso da toy art, ou designer toy, assim como as tribos urbanas. Sua forma é a de um brinquedo e sua narrativa é explicitamente adulta. A pesquisa aplicada produz uma linha de toy arts baseados na estética dos Bate-bolas do subúrbio carioca, uma manifestação cultural tradicional do carnaval. O intuito é conhecer os processos que envolvem a produção do objeto assim como as possibilidades de conexões entre o universo pop e a cultura urbana em uma dimensão regional e nacional. / [en] This thesis analyzes the narrative of toy art, focusing on its history and relations with Pop culture. The analysis proposes questions about its role in confronting contemporary urban myths, as well as dialogues and relates to the manifestation of the Bate-bolas in the suburbs from Rio de Janeiro. Toy art is a contemporary expressive medium that contains elements of graffiti, design, and street art. It pre-sents a narrative of the city with violence and acid humor. Consumerism and postmodernity are necessarily investigated when studying the universe of toy art, or designer toy, as well as urban tribes. Its shape is a toy shape and its narrative is explicitly adult. The applied research produces a line of toys based on the aesthetics of Bate-bolas in the suburb of Rio, a traditional cultural manifestation of carnival. The aim is to know the processes that involve the production of the object, as well as the possi-bilities of connections between the pop universe and urban culture in a regional and national dimension.