DISEÑO DE UN SISTEMA NEUMÁTICO PARA EL MANTENIMIENTO Y LIMPIEZA DE CINTAS TRANSPORTADORAS DE ALTO TONELAJE

El Desarrollo de esta tesis se inserta en el estudio de un sistema neumático, que utiliza presión negativa, el cual tiene como objetivo recolectar el concentrado de cobre que cae desde las correas transportadoras. Se describen los tipos de sistemas de transporte neumático, presentando las distintas clasificaciones. Primero, se definen de acuerdo con las fases - fase diluida y fase densa -, luego con el modo de operación - presión positiva y presión negativa o vacío -. Además de la definición de operación del sistema neumático, se profundiza en el comportamiento de los sólidos a granel dentro de estos sistemas, definiendo conceptos clave como ángulo de reposo, fricción, fuerza cohesiva, etc. El material por recolectar en este sistema es el concentrado de cobre, el cual posee una densidad entre 1.6 – 1.8 ton/𝑚3 y el ángulo de reposo a utilizar es 35º [Anexo A]. Luego, de definir el funcionamiento de los sistemas neumáticos, el comportamiento de los sólidos a granel y el material a transportar, se procede a la descripción de las variables clave que comandan la dinámica de partícula en sistemas bifásicos. Se selecciona la metodología de cálculo propuesta por el ingeniero John Fisher [Anexo B]. Esta metodología se basa en el cálculo de las diferentes energías necesarias para mover el fluido bifásico al punto final. Con el total energético requerido es posible calcular la potencia necesaria para el sistema. El arreglo de piping se conecta al sistema neumático, compuesto por un generador de vacío con filtro, que es proporcionado por el camión Supersucker [Anexo D]. Se selecciona este sistema, debido a flexibilidad que proporciona un sistema móvil. La configuración para utilizar en este sistema es un arreglo de cañerías situado a lo largo de la correa transportadora ubicada en Puerto Ventanas. En este arreglo se encuentran varias conexiones donde el usuario podrá conectar las mangueras, y así realizar el mantenimiento. Con la metodología de cálculo, el sistema de vacío y el arreglo seleccionados, se procede a realizar el cálculo de la potencia. El resultado de este cálculo, de acuerdo con los parámetros nombrados anteriormente, es de 92 HP. Además, se realizó el cálculo de erosión en los codos de las cañerías. Este cálculo no tuvo éxito, debido a que los métodos de cálculo de erosión consideran variables muy distintas a las que tenemos en el modelo, generando valores muy por encima de la realidad. En el capítulo “cálculo de la erosión”, se demuestra esta situación realizando el cálculo de acuerdo con dos metodologías. Se propone un plan de mantenimiento para el sistema. Primero, sugiriendo en el caso del arreglo de piping utilizar un sistema ultrasónico para monitorear el espesor de las cañerías. Segundo, se indica un listado con todas las piezas a mantener en el camión Supersucker. La inversión realizada en el sistema se obtiene sumando el valor del camión y otros vehículos necesarios para instalación. Luego, al valor obtenido se le agrega un 20% más por concepto de materiales e instalación del arreglo de piping, y, además, 10% por concepto de herramientas que se deban utilizar. Además, se agrega el costo de mantenimiento del sistema. Este valor se calcula de acuerdo con un plan de mantenimiento propuesto y suponiendo el costo de la hora hombre en una jornada de trabajo regular. El total por invertir es de aproximadamente $395,000,000 millones y el costo de mantenimiento es de $57,000,000. Se concluye que este valor, más bien no es marginal, pero se justifica en zonas que necesiten control de material. Un multa o suspensión de la producción tiene costo impacto mucho mayor que la inversión mostrada.