Modelación de la sedimentación en la reología de suspensiones de partículas finas

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de MinasDebido a la escasez de agua, cada vez se hace necesario movilizar pulpas con una mayor concentración de sólidos, lo que aumenta la viscosidad y por ende los costos energéticos debido a su transporte. Para aumentar la eficiencia energética es necesario determinar cuánto es el esfuerzo requerido para que la pulpa fluya mediante un análisis de la viscosidad. La medición de la viscosidad de una suspensión sólido-líquido posee una serie de problemas, como el control de la temperatura, tixotropía y sedimentación de las partículas de sólido entre otros. Esta memoria se enfoca en estudiar la viscosidad de una suspensión dada la sedimentación que ocurre en el equipo a través de la modelación del fenómeno, de modo que se puedan aplicar correcciones en el procedimiento de la medición de la viscosidad de suspensiones y se pueda interpretar de mejor manera los datos. Para ello, se elaboró un modelo de sedimentación para suspensiones cuyo sólido es resina o microesferas de vidrio, y su líquido es glicerina o miel; cuyo objetivo es predecir lo que ocurrirá en el equipo a partir de los líquidos utilizados, la concentración en volumen de sólidos y el tamaño de las partículas sólidas que están entre los 100 y los 500 micrómetros , donde se considerará que las partículas son esféricas. Se realizaron pruebas con diferentes suspensiones sólido-líquido a tasas de deformación constante, analizando como el torque leído por el reómetro disminuía con el tiempo. Con las pruebas realizadas se logró comprobar que el modelo permite determinar cuando la sedimentación ocurrirá en el equipo con una exactitud del 15%. Por otra parte, el modelo tiene un error aproximado del 40% en cuanto a los valores obtenidos del torque, en que las mayores fuentes de error corresponden a las variaciones de temperatura y a una mala elaboración de muestras. Es por ello que también se buscó elaborar un protocolo, para disminuir la incertidumbre de las variables que afectan a la viscosidad. Futuros trabajos deben incorporar las diferencias de temperatura entre la muestra y el reómetro, además de los efectos de difusión hidrodinámica, con lo que el modelo quedaría más completo