Introducción

Los tanques de pulpa de mineral suelen tener agitadores para homogeneizar la pulpa antes de bombearla a la siguiente fase del proceso de tratamiento del material. Estos agitadores introducen fuerzas cíclicas en el lateral que, dependiendo de la geometría del tanque, la velocidad de rotación del agitador y la potencia, pueden provocar vibraciones excesivas en el equipo. Estos niveles de vibración pueden reducir drásticamente la vida útil del activo y generar un alto riesgo de colapso por propagación de grietas. En casos como estos, el análisis de vibraciones mediante imágenes del tanque puede proporcionar información crucial para analizar la situación, ayudando a proponer medidas reactivas para mitigar el problema.

Caso

El cliente se dio cuenta de que sus tanques, en unas condiciones específicas de nivel de purines y rotación del agitador, presentaban grandes amplitudes de vibración visibles a simple vista. Esta vibración, en poco tiempo de funcionamiento del tanque, era capaz de provocar grietas en la base de hormigón. Por ello, se contrató a Kot para evaluar los posibles daños en la estructura metálica y proponer soluciones para mitigar el problema.

Para medir la vibración del equipo sobre el terreno, Kot utilizó la tecnología de amplificación del movimiento que proporciona la cámara IRIS MTM de RDI Technologies. La aplicación de la cámara IRIS en este caso es muy ventajosa, ya que permite medir la vibración de varios puntos del tanque en sólo unos minutos, determinando las frecuencias de vibración del tanque y los desplazamientos en varios puntos de la estructura. Más información sobre el análisis de vibraciones por imagen haciendo clic aquí.

Figura 1: Medición de vibraciones con la cámara IRIS.

Además, es posible determinar el modo complejo en el que vibra la estructura en unas pocas grabaciones alrededor del tanque. Para obtener este modo de vibración con los métodos de medición tradicionales, como la acelerometríasería necesario instalar varios acelerómetros al mismo tiempo alrededor de todo el lateral. Esto no sería factible en este caso, debido al tiempo necesario para instalar los sensores en el tanque y el tiempo necesario para procesar las señales.

Figura 2: Vibración del tanque - cámara IRIS.

La figura siguiente (Figura 3) muestra una imagen amplificada de la vibración del tanque captada por la cámara IRIS.

Figura 3: Vibración amplificada del tanque - cámara IRIS.

También se observó que la vibración provocaba la elevación del fondo del depósito con respecto a la base civil, como se muestra en la figura 4 siguiente:

Figura 4: Estudio del fondo del tanque - cámara IRIS.

Los datos de vibración recogidos sobre el terreno se utilizaron para calibrar un análisis de vibración forzada mediante el método de los elementos finitos (MEF). método de los elementos finitos (MEF). El análisis MEF proporcionó datos de desplazamiento, tensión y deformación para todos los puntos del depósito, lo que permitió medir los efectos de la vibración observada sobre el terreno en la estructura.

Figura 5: Análisis de vibraciones forzadas.

Uma análise de fadiga de alto ciclo da estrutura do tanque demonstrou que a condição de vibração medida em campo, é severa o suficiente para reduzir a vida útil do tanque. Caso o equipamento opere nessa condição por cerca de 200 horas, existe o risco de aparecimento de trincas nas soldas do costado, comprometendo a integridade estrutural do ativo.

Solución

La solución presentada fue un cambio en el procedimiento de funcionamiento del tanque. Para los niveles de lodo críticos para la vibración, se propuso una reducción de la velocidad de rotación del agitador. Esta medida aleja la frecuencia de la fuente excitadora de la frecuencia natural de la estructura, reduciendo la vibración en el lateral del tanque unas 40 veces. Con este cambio, no se espera que aparezcan grietas en la estructura durante la vida útil del activo.

Vale destacar que essa simples modificação não gera impactos na produtividade da operação do cliente, visto que a nova velocidade selecionada para o agitador não compromete a qualidade de homogeneização da polpa. Além disso, evita os custos relacionados a instalação de reforços, que incluem tanto a construção desses, quanto o lucro cessante pela paralização do ativo.

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