RESPUESTA DINÁMICA DE SUELOS BAJO CARGAS DE IMPACTO CAUSADAS POR EQUIPOS CHANCADORES DE LA GRAN MINERÍA

Diariamente en la industria minera se procesa grandes cantidades de material a través del uso de máquinas, las cuales no son del todo perfectas y suelen inducir vibraciones y cargas dinámicas en su operación, las cuales deben ser soportadas por estructuras preparadas para ello. Entre los distintos procesos uno de gran importancia es el chancado, en donde a través del chancador se muele la roca hasta obtener un tamaño deseado.Entre otras cosas los chancadores se caracterizan por ser máquinas de gran tonelaje que inducen cargas de gran magnitud, por lo que su correcto diseño presenta un gran reto para la ingeniería, la cual desea limitar las vibraciones de la estructura a fin de evitar que esta se vea sometida a posibles daños.En este estudio a través de la teoría de fundaciones de máquinas y también a través de la metodología de diferencias finitos se presenta el análisis dinámico de una fundación sujeta a las cargas producidas en la operación de un chancador de cono de la marca Metso (modelo MP800).De manera previa se realiza un análisis de sensibilidad del modelo numérico, lo cual permite posteriormente validar y demostrar que la metodología de diferencias finitas implementada a través del software FLAC3D es válida para analizar este tipo de problemas.En cuanto al análisis de la estructura sometida a las cargas del chancador se estudia la importancia relativa de diferentes variables, frecuencia de carga, profundidad de enterramiento, largo y ancho de la fundación y espesor de esta, de la cual se determina que la frecuencia de carga es la principal variable que considerar en un diseño, la cual se estudia a través de la razón de frecuencia que permite estimar que tan alejado se está de la frecuencia natural. También se concluye que la expresión propuesta por Barkan para estimar la frecuencia natural entrega resultados con un error aceptable y por lo tanto puede ser usada para estimar de manera previa la frecuencia natural.En cuanto a las dimensiones de la estructura se analiza un caso correspondiente al norte de Chile de la cual se concluye que dimensiones de 5[m]x5[m]x2[m] son adecuadas para soportar máquinas de este tipo, ya que posee dimensiones suficientes para la máquina considerada y posee una respuesta dinámica adecuada.También se estudia la interferencia dinámica entre dos fundaciones del mismo tipo de lo cual se concluye que en el caso de que ambas máquinas estén en operación la interferencia destructiva entre las ondas generadas produce una respuesta favorable respecto el comportamiento de una fundación aislada.Finalmente, se realiza un breve análisis sobre la influencia de un talud en la respuesta estática y dinámica de la fundación, de lo cual se concluye que el grado de influencia del talud depende del factor de seguridad de este, en el caso de que no posea un factor muy elevado se puede presentar asentamientos diferenciables considerables en la fundación.
 Daily in the mining industry huge amount of material are processed through different kinds of machine, which in mechanical terms are not perfect and they often induce vibrations and dynamic loads in his operation, which are supported by structures prepared for it. Among the different processes one of great importance is the crushing, where through crushers the rock is milled until obtaining a desired size.Among other things the stone crushers are characterized for being machine of huge tonnage that produces loads of great magnitude, for this reason its correct design presents a challenge for engineering.In this study through the theory of machine foundation and also through the methodology of finite difference is presented the dynamic analysis of a foundation subject to the loads produced in the operation of a cone crusher of the Metso brand (model MP800).A sensitive analysis of the numerical model is performed previously, which allows subsequently validating and demonstrating that the finite difference methodology implemented through FLAC3D software is valid to analyze this kind of problems.Regarding the analysis of the foundation subject to the stone crusher loads, the relative importance of different variables as, load frequency, embedment depth, length and width and thickness of the foundation are studied, these analysis conclude that the load frequency is the main variable to consider in a design, which is studied through the frequency ratio that allows to determinate how far away is the natural frequency of the system from the frequency of operation of the machine. It is also concluded that by the expression proposed by Barkan, used to determinate the natural frequency of the system, results were obtained with an acceptable error and therefore this expression can be used to estimate the natural frequency.Regarding the dimensions of the structure, for the case of the north of Chile, It is concluded that a foundation of 5[m]x5[m]x2[m] has adequate dimensions since it has an adequate dynamic behavior.It is also studied the dynamic interference of two foundation of the same type. From this analysis It is concluded that when both machines are in operation the destructive interference of the waves generated by the operation of both machines produce a favorable dynamic response in comparison to an isolated foundation.Finally, a brief analysis is made on the influence of a slope in the static and dynamic response of the foundation, from which it is concluded that the degree of influence of the slope depends on the factor of safety of this, in the case that it does not have a high factor of safety, the foundation can present considerable differentiable settlements.