• Mediante simulación computacional, el investigador del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad, Alejandro Gutiérrez, busca dilucidar el proceso de separación de las partículas de cobre en los denominados “hidrociclones”, con el fin de optimizar los procesos de producción en la industria minera.

Un hidrociclón es un equipo utilizado en la minería para separar las partículas provenientes de un proceso de molienda, la cuales contienen porcentajes de minerales. Éste se compone por una cámara superior cilíndrica, por donde ingresa el flujo de material, y una cónica. Su fin es separar partículas grandes de las pequeñas gracias a la rotación  del flujo que por el efecto centrífugo, envía las partículas de menor tamaño por la abertura superior, overflow; y las de mayor tamaño por la abertura inferior, underflow.

La minería basa prácticamente el 80 por ciento de su actividad en movimiento de material granular. “Dentro de ese material granular aparece una tronadura y la dinamita rompe el material en diferentes tamaños, cualidad fundamental a la hora de separar el material que necesitamos de los otros. Después de una serie de procesos, las partículas son muy pequeñitas y por efecto de gravedad ya no permite la separación. Es, en ese momento, donde aparecen los denominados hidrociclones”, señala el Dr. Alejandro Gutiérrez.

Sin embargo, existe algo llamado “cortocircuito”, donde las partículas de mayor tamaño suben, pasando a un proceso donde sólo pueden estar las pequeñas, arruinándolo. Es este fenómeno el que llamó la atención del académico del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Santiago de Chile, Alejandro Gutiérrez, llevándolo a desarrollar el proyecto Dicyt “Modelación y simulación computacional de un separador de partículas sólidas”.

“En ese proceso nosotros estamos haciendo simulaciones que van a permitir desplazar los enfoques que se hacen hoy día en forma experimental. Sin embargo, desplazar no significa que los vamos a eliminar completamente, pero a partir de simulaciones podemos determinar un prototipo. De esta manera, se puede probar de forma mucho más eficiente y certera”, señala el Dr. Gutiérrez.  

Las dudas que llevaron a este académico con tres estudiantes tesistas de la carrera de Ingeniería mecánica, se deben, como ellos declaran, al secretismo por parte de las empresas que desarrollan los hidrociclones. “Es algo que es de su know-how, de su valor. Nosotros como Universidad queremos en cierta medida liberar esa incertidumbre, caracterizando de mejor forma el comportamiento de estos elementos”, indica el profesor.

La investigación comenzó este año y finalizará el 2014. En estos ocho meses de trabajo, se ha logrado desarrollar las aproximaciones a la técnica y el desarrollo de simulaciones computacionales iniciales.  Para esto, se usa una representación de las partículas en forma de esferas, a las cuales se les dan las características del material y sus propiedades mecánicas; en este caso del cobre.    

La finalidad de este estudio es aportar al conocimiento de este tipo de procedimientos, los que podrán ser utilizados en la optimización de los procesos mineros. Sin embargo, el Dr. Gutiérrez cree que los datos recabados podrán ser usados por otras áreas del saber, ya que el comportamiento de las partículas es algo más general y no se reduce a la  industria del cobre.

No obstante, el investigador indica “el conocimiento de cómo separar partículas puede tener muchas aplicaciones; por ejemplo, las médicas en la separación del flujo sanguíneo. Esto de la separación puede parecer trivial, pero podría tener aplicaciones realmente impactantes”.