“Diseño de un silo rectangular con tolva

inferior”

Autor: Hugo Eduardo Prieto Moyano

Profesor Guía: Ambrosio Olivos Pérez

Curicó, 22 de abril de 2016

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El proyecto se desarrolla para el área de Sewell, al interior de “La División El Teniente” de Codelco. Consiste en el diseño de un silo para el acopio de mineral de cobre, proveniente del alimentador. La muestra se obtiene desde el alimentador de mineral fino que alimentaba al molino N°1.Todas las consideraciones para el cálculo de cargas son obtenidas del Eurocodigo 1 “Bases de Proyecto y Acciones en Estructura Metálica”- Parte 4 “Acciones en silos y depósitos”.

Resumen

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CAPITULO 1 INTRODUCCION.

1.1 ANTECEDENTES Y MOTIVACIONES.

La motivación que presenta el desarrollar este proyecto apunta a minimizar los riesgos de accidentabilidad que existen actualmente. En la actualidad, el traspaso de material se desarrolla con un contenedor que requiere manualmente la apertura de la compuerta lateral, por lo que el operador debe subir a la zona de descarga, en el interior de la batea del camión, donde no cuenta con estructuras de seguridad tales como cuerda de vida o barandas de protección, al margen de la apertura violenta de la compuerta.

CAPITULO 1 INTRODUCCION.

1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA.

Actualmente las Cintas transportadoras de la línea de mineral fino poseen balanzas con las cuales se contabiliza constantemente el tonelaje que se desplaza por ellas. Estas balanzas no pueden poseer un margen de error superior a un 2%, por lo cual deben ser verificadas regularmente para respetar dicho porcentaje. En base a lo anterior nace la necesidad de un método para verificar si la cantidad de mineral que contabilizan las cintas es el real.

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CAPITULO 1 INTRODUCCION.

1.3 OBJETIVO GENERAL.• Realizar el diseño estructural de un silo

rectangular con tolva inferior, con una estructura soportante que permita el ingreso de camiones bajo la tolva para su llenado.

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CAPITULO 1 INTRODUCCION.

1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.• Definir las cargas máximas a las que estará sometido el silo y

su estructura soportante, en base a lo estipulado en el Eurocodigo 1.

• Diseñar la estructura del silo.• Diseñar la estructura soportante. • Diseñar el sistema de compuertas.• Diseñar las fijaciones a la base soportante. • Elaborar planos asociados al proyecto.• Elaborar la memoria de cálculos.

• Elaborar las conclusiones. 6

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CAPITULO 2 DISEÑO CONCEPTUAL.2.1 SITUACIÓN ACTUAL.

Figura 1 Layout actual.

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CAPITULO 2 DISEÑO CONCEPTUAL. 2.2 PROPUESTA DE SOLUCIÓN.

Figura 2 Layout propuesto.

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CAPITULO 2 DISEÑO CONCEPTUAL. 2.3 NORMATIVAS DE APLICACIÓN

La normativa a la que se debe apegar el proyecto es el siguiente: UNE-ENV 1991-4 : Eurocodigo 1-Parte 4 “Acciones en silos y depósitos”NCH 427: “Especificaciones para el cálculo, fabricación y construcción de estructuras de acero”.NCH 428: “Ejecución de construcción de acero”.NCH 203: “Aceros para uso estructural”. NCH 697: “Acero-Barras y perfiles livianos- Clasificación y tolerancias”NCH 701: “Planchas delgadas de acero al carbono laminadas en frio- tolerancia”

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CAPITULO 2 DISEÑO CONCEPTUAL.

2.4 ALCANCES Y MATERIAL ENSILADO.

El proyecto contempla el diseño del silo rectangular presentado en el apartado 2.2, no así el diseño del stacker que se utiliza para su llenado. Se contemplara una excentricidad del material ensilado de 0.2 m para términos de cálculo. El material ensilado es mineral de cobre con un tamaño inferior a 1 ½ pulgada, cuyas propiedades se definen a continuación: δ = 1840 kg/m3

ϕ = 43°μm= 0.3ϕw = arctg μm = 17°Ks = 0,50Co = 1,61

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CAPITULO 3 ASPECTOS TEÓRICOS..

3.1 CLASIFICACIÓN DE SILOS POR PATRÓN DE FLUJO  El Eurocódigo 1 realiza una clasificación de los silos por su

patrón de flujo, en el se pueden identificar dos tipos de flujos, estos son representados en la figura 3.

Figura 3 Patrones de flujo.

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CAPITULO 3 ASPECTOS TEÓRICOS..

3.1 FLUJOS DE MASA.

Figura 4 Gráficos de determinación de flujo de masa

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CAPITULO 3 ASPECTOS TEÓRICOS..

3.1 CLASIFICACIÓN DE SILOS. Las cargas que produce el material que se está almacenando en el silo son uno de los puntos a tomar en cuenta a la hora de diseñarlo. La relación que existe entre la altura y el diámetro de una tolva influye directamente en las cargas que produce el material sobre la tolva. El Eurocódigo 1 les da una clasificación de esbeltos si h/dc > 1,5 y cortos si h/dc < 1,5.

 

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CAPITULO 3 ASPECTOS TEÓRICOS..

3.2 EUROCÓDIGO 1 - REGLAS PARA EL CÁLCULO DE LAS CARGAS DEBIDAS AL MATERIAL ALMACENADO.• El Eurocódigo 1 da reglas detalladas para el cálculo de las cargas debidas al

material almacenado en los silos, sujetas a las limitaciones siguientes:

• La excentricidad de la entrada y la salida se limita a 0,25 dc donde dc es el diámetro del contenedor o la longitud del lado más corto.

• El impacto de las cargas durante el llenado son pequeñas.• Los dispositivos de descarga no tienen influencia en la distribución de las

presiones.

• El material almacenado fluye libremente y presenta una baja cohesión.

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CAPITULO 3 ASPECTOS TEÓRICOS..

3.2 EUROCÓDIGO 1 - REGLAS PARA EL CÁLCULO DE LAS CARGAS DEBIDAS AL MATERIAL ALMACENADO.

Existen reglas para el cálculo de cargas en silos esbeltos, compactos y homogéneos. Las cuatro cargas siguientes están especificadas y pueden definirse utilizando las abreviaturas que muestra la figura 5.

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CAPITULO 3 ASPECTOS TEÓRICOS..

Figura 5 Cargas en silos esbeltos, compactos y homogéneos.

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CAPITULO 3 ASPECTOS TEÓRICOS..

3.3 METODOLOGÍA DE CALCULO.

Calculo de la presión de llenado.En sección de paredes verticales. En sección de paredes inclinadas.

Calculo de la presión de vaciadoEn la sección de paredes verticales.En la sección de paredes inclinadas.

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CAPITULO 3 ASPECTOS TEÓRICOS..

3.4 DISTRIBUCIÓN DE LAS CARGAS.

Figura 6 Distribución de las cargas.

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CAPITULO 3 ASPECTOS TEÓRICOS..

3.3 MÉTODO SIMPLIFICADO.

• En silos en los que dc sea menor de 5,0 m, se puede aplicar un método simplificado para la consideración de los procesos de llenado y vaciado. Con este método, las presiones locales indicadas en los apartados 4.3.1 y 4.3.2 se pueden eliminar, incrementando las presiones horizontales.

• En silos de hormigón, con rigidizadores, o de sección transversal no circular, los incrementos de la presión horizontal de llenado (phf,s) y de vaciado (phe,s) son:

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CAPITULO 3 ASPECTOS TEÓRICOS..

3.3 MÉTODO SIMPLIFICADO.

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POR SU ATENCIÓN. MUCHAS GRACIAS.

MM