El Director Ejecutivo de SAXUM, Dr. Ing. Guillermo Etse, presentó una Charla Técnica denominada “Moderación y análisis de la interacción sísmica dinámica en sistemas suelo cimentación-molienda” en el marco de las XXVII Jornadas Argentinas de Ingeniería Estructural llevadas a cabo en Rosario durante el mes de Septiembre 2022.
RESUMEN:
La industria de procesamientos de minerales tales como plantas mineras de minerales metalíferos (cobre, oro, plata, etc.) y plantas cementeras, requiere dentro de su proceso de fabricación de sistemas de molienda con alta capacidad de producción. Moliendas de 100.000 ton/día de capacidad en plantas mineras, o mayores, son requisitos estándares en la actualidad. Estas altas capacidades de producción tornan a los sistemas de molienda en componentes críticos para la operación de plantas de procesamiento de minerales, debido a que una eventual parada por falla o colapso, implica una pérdida económica significativa.
Desde el punto de vista de capacidades estructurales y del diseño de sus fundaciones, las altas de molienda demandan equipos cuyas características involucran complejidades diversas y de considerable dificultad. Los sistemas de molienda de plantas mineras, en diferentes niveles, utilizan los molinos de bolas y semiautógenos (SAG). Debido a sus considerables dimensiones y fuerza dinámica involucrada, estos molinos requieren fundaciones de envergadura, las que desarrollan una intensa interacción dinámica con los suelos circundantes.
En este aspecto un elemento critico a considerar es el air-gap o luz entre el estator y el molino, que circunda casi todo el perímetro del molino y tiene dimensiones milimétricas. Por lo tanto, un eventual desbalance o vibración descontrolada del molino podría dar lugar a impactos entre este y el estator, y a daños irreversibles del mismo, como ya aconteció en algunas plantas mineras. Como consecuencia, surgen dos dificultades al momento del diseño de fundaciones de molinos bolas y SAG. Por un lado, que el comportamiento dinámico del sistema molino-fundación-suelos sea tal que resulten vibraciones controladas en la fundación para evitar afectar la operación del propio molino y, paralelamente, que el nivel de vibraciones transmita a los suelos de fundación no afecte la operación de otros molinos y equipos dinámicos en la vecindad. Por otro lado, en el caso de plantas mineras ubicadas en zona con alto riesgo sísmico, el diseño de estas fundaciones deberá resistir apropiadamente los movimientos y esfuerzos adicionales que les impone la acción sísmica para evitar afectar el air-gap, y generar daños en el estator, molino y/o los componentes de sus apoyos.
Para llevar a cabo un análisis dinámico y sísmico preciso de sistemas estructurales de molinos bolas y SAG se puede proceder mediante una modelación detallada del conjunto de elementos que componen los mismos, siendo los más importantes la fundación, el estator, la estructura del molino con el material de la molienda, y los apoyos del molino y estator en la fundación. Según la experiencia de los autores de este trabajo, determinar precisamente todos los parámetros del estator, de los apoyos y del mismo molino, fundamentales para una modelación avanzada, es altamente complejo o imposible, principalmente por conflictos con la propiedad intelectual de las empresas fabricantes de molinos y estatores. Existen, sin embargo, ciertos datos que si pueden ser obtenidos de los fabricantes, tales como las rigideces de apoyos, y las secciones y masas del molino y del estator, los cuales no violan en principio la confidencialidad de su información.
En esta presentación y a partir de esta información mínima y accesible, se presenta un procedimiento de modelación simplificado y eficiente para analizar las propiedades dinámicas fundamentales del sistema molino-fundación-suelos y, en particular, llevar a cabo una verificación estructural suficientemente precisa del molino, estator, air-gap, apoyo del molino hacia la fundación, y del diseño de las fundaciones de estos molinos frente a acciones dinámicas sísmicas severas. Asimismo, se presentan predicciones numéricas del desempeño sísmico de los sistemas dinámicos reales correspondientes a un molino de bolas y a un molino SAG mediante la consideración de sus componentes principales (molino, estator, apoyos del molino y fundación), de sus interfaces y de la interacción del suelo con la fundación, con el objetivo de reducir el nivel de complejidad de la modelación hacia un modelo simplificado.
Los resultados muestran la precisión y eficiencia del procedimiento de modelación simplificada propuesta y la factibilidad de su uso para el análisis del comportamiento dinámico de sistemas de fundación de equipos de molienda y trituración.
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