El consumo de energía en plantas concentradoras de mineral es significativo, pues representa entre el 60 al 80 % de los costos operativos y un 30 % del precio de venta del concentrado mineral. Por lo tanto, el objetivo principal del presente proyecto involucra la determinación de concentraciones de pulpa mineral, basadas en su caracterización reológica, minerológica y morfológica, en los procesos de molienda de una planta concentradora con la finalidad de reducir los costos energéticos asociados. Así, a partir de los resultados de la referida caracterización, se procederá al desarrollo de modelos matemáticos de alta fidelidad, los que representarán el comportamiento fluidodinámico de la pulpa mineral durante los procesos de transporte y molienda en los molinos de barras y bolas de la planta concentradora. Los resultados de las simulaciones numéricas, obtenidos mediante los modelos desarrollados, serán contrastados con ensayos experimentales realizados en una planta piloto de flujo continuo. Con el conjunto de resultados, numéricos y experimentales, se determinarán las concentraciones de pulpa mineral en función de sus propiedades reológicas que permitan reducir el consumo de energía en los procesos de molienda de las plantas concentradoras de mineral. En términos de impactos o beneficios, las concentraciones de pulpas minerales determinadas en este proyecto reducirán el consumo de energía en la molienda de minerales. La disminución en el consumo de energía originará beneficios sustanciales debido a que el consumo de energía en estas plantas concentradoras de mineral es significativo. Los referidos beneficios serán tanto económicos como ambientales para la sociedad en su conjunto. Así, los resultados numéricos y experimentales obtenidos en este proyecto serán escalables para un centro minero en particular y otros centros mineros en el Perú, con lo que se multiplicará el impacto de estos resultados.

El tema relacionado al consumo de energía asociado a la quiebra de partículas sólidas en los molinos de barras y bolas, usados en plantas concentradoras de minerales, y el transporte de la pulpa mineral resultante genera, constantemente, interés científico e industrial. Este interés surge de la necesidad de establecer relaciones matemáticas que permitan cuantificar la cantidad de energía necesaria a ser suministrada a un determinado sistema para quebrar un volumen de partículas sólidas y transportar subsecuentemente la pulpa mineral resultante de este proceso. Similarmente, el transporte de pulpas minerales a través de ductos es también importante debido a su bajo costo operacional. La tecnología de transporte de pulpas por tuberías es una alternativa de transporte seguro que minimiza los impactos en las comunidades locales y en el medio ambiente, ello debido al uso de una única planta de concentración. Sus beneficios incluyen menores costos de operación y niveles de contaminación comparados con otros sistemas de transporte (vehicular, ferroviario). De esa forma, el transporte de pulpas minerales a través de sistemas de tuberías ofrece una solución sustentable.

El consumo de energía eléctrica asociado al procesamiento de las pulpas minerales en la etapa de molienda representa entre el 60 y el 80 % de los costos operativos de la planta, dependiendo del tamaño de partícula para liberar la parte valiosa, y hasta un 30 % del precio de venta del concentrado mineral. En tal sentido, el presente proyecto se justifica desde el punto de vista energético, ambiental y económico, debido a que se espera reducir el tiempo de molienda con la selección adecuada del porcentaje de sólidos en la pulpa mineral, lo cual reduciría el consumo de energía eléctrica, los costos de molienda y las emisiones de dióxido de carbono en la generación de energía. Los resultados numéricos y experimentales a ser obtenidos en este proyecto serán escalables a nivel industrial, con lo que se multiplicará el impacto de estos resultados.

Modalidad de proyecto: Proyecto de investigación avanzado

Los proyectos deben ser presentados de manera asociativa (con una o más entidades asociadas).

La conformación mínima es la siguiente:

• Un investigador principal
• Un coinvestigador
• Un tesista de posgrado
• Un gestor tecnológico
• Un coordinador administrativo

Tipo de proyecto: Investigación aplicada

Subsector: Minería y su Manufactura

Sector: Estratégico

Lugar de ejecución del proyecto: Lima

Fecha de inicio:  03/12/2018

Fecha de cierre:  03/12/2021

Plazo de ejecución (meses): 36

Objetivo principal

Determinar las concentraciones de pulpa mineral basadas en su caracterización reológica, minerológica y morfológica en los procesos de molienda de una planta concentradora. Ello con la finalidad de reducir los costos energéticos asociados. La caracterización reológica comprenderá la determinación de las propiedades físicas de la pulpa, tales como la viscosidad y la densidad; mientras que la caracterización minerológica permitirá determinar la composición mineral del material procesado. Así mismo, la caracterización morfológica involucrará la estimación del tamaño y forma de las partículas minerales que componen el concentrado. Basado en estos resultados, se procederá al desarrollo de modelos matemáticos de alta fidelidad que representarán el comportamiento fluidodinámico de la pulpa mineral durante los procesos de transporte y molienda en los molinos de barras y bolas de la planta concentradora. Los resultados de las simulaciones numéricas obtenidos mediante los modelos desarrollados serán contrastados con ensayos experimentales realizados en una planta piloto de flujo continuo. Con el conjunto de resultados, numéricos y experimentales, se determinarán las concentraciones de pulpa mineral en función de sus propiedades reológicas que permitan reducir el consumo de energía en los procesos de molienda de las plantas concentradoras de mineral.

Objetivo específico 1

Determinar cuantitativamente los componentes de una mezcla mineral y estimar cualitativamente los parámetros morfológicos en una mezcla mineral

Objetivo específico 2

Caracterizar reológicamente concentraciones representativas de pulpa mineral usando reómetros rotacionales de alta precisión

Objetivo específico 3

Desarrollar modelos matemáticos de alta fidelidad, basados en métodos de elementos finitos y métodos de elementos discretos, que representen el comportamiento fluidodinámico de la pulpa mineral durante los procesos de transporte y molienda

Objetivo específico 4

Cuantificar los parámetros energéticos en una planta piloto de flujo continuo utilizando diferentes concentraciones representativas de pulpa mineral, contrastarlos con el modelo desarrollado y estimar numéricamente los parámetros energéticos en función de las propiedades reológicas de la pulpa mineral que permitan reducir el consumo de energía en los procesos de molienda de concentrados

Institución responsable del proyecto

Pontificia Universidad Católica del Perú

RUC: 20155945860

Tipo de entidad: Universidades que se encuentren licenciadas o en proceso de licenciamiento por la SUNEDU

Régimen: Privado

Tipo de organización: Sin fines de lucro

Departamento: Lima

Provincia: Lima

Distrito: Lima

Dependencias: Laboratorio de Energía, Sección de Ingeniería de Minas

Institución asociada

Compañía Minera La Margarita (COMLAMAR) S.A.C.

RUC: 20551473539

Tipo de entidad: Empresas

Régimen: Privado

País: Perú

Departamento: Lima

Provincia: Lima

Distrito: Lima

Institución asociada

Pontificia Universidad Católica de Río de Janeiro

RUC: –

Tipo de entidad: Universidades extranjeras

Régimen: Privado

País: Brasil

Departamento: –

Provincia: –

Distrito: –

Investigador principal

Nombres: Cesar

Apellido paterno: Celis

Apellido materno: Pérez

Grado académico: Doctorado

Nombre del grado académico: –

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Dependencia: Laboratorio de Energía

Coinvestigador

Nombres: Julio Cesar

Apellido paterno: Cuisano

Apellido materno: Egusquiza

Grado académico: Doctorado

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Dependencia: Laboratorio de Energía

Coinvestigador

Nombres: Adolfo

Apellido paterno: Pillihuaman

Apellido materno: Zambrano

Grado académico: Doctorado

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Dependencia: Sección de Ingeniería de Minas

Coinvestigador

Nombres: Luis Ricardo

Apellido paterno: Chirinos

Apellido materno: García

Grado académico: Doctorado

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Dependencia: Laboratorio de Energía

Coinvestigador

Nombres: Danmer Paulino

Apellido paterno: Maza

Apellido materno: Quiñones

Grado académico: Doctorado

Entidad: Pontificia Universidad Católica de Río de Janeiro

Dependencia: Grupo de Investigación en Micro-hidrodinámica

Coinvestigador

Nombres: Marcio

Apellido paterno: Da Silveira

Apellido materno: Carvalho

Grado académico: Doctor

Entidad: Pontificia Universidad Católica de Río de Janeiro

Dependencia: Grupo de Investigación en Micro-hidrodinámica

Tesista

Nombres: Tesista no identificado 5

Apellido paterno: –

Apellido materno: –

Tipo de tesis: Licenciatura

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Tesista

Nombres: Tesista no identificado 4

Apellido paterno: –

Apellido materno: –

Tipo de tesis: Maestría

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Tesista

Nombres: Tesista no identificado 3

Apellido paterno: –

Apellido materno: –

Tipo de tesis: Maestría

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Tesista

Nombres: Tesista no identificado 4

Apellido paterno: –

Apellido materno: –

Tipo de tesis: Maestría

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Gestor tecnológico

Nombres: Lizeth

Apellido paterno: López

Apellido materno: –

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Coordinador administrativo

Nombres: Úrsula

Apellido paterno: Zevallos

Apellido materno: Tuesta

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Técnico

Nombres: Manuel

Apellidos: Shishido Sánchez

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Técnico

Nombres: Iván

Apellidos: Fuentes Alván

Entidad: Compañía Minera La Margarita (COMLAMAR) S.A.C.

Técnico

Nombres: Joel Martin

Apellidos: López Bonilla

Entidad: Pontificia Universidad Católica del Perú

Rubros financiables

• Recursos humanos (hasta 50% del monto financiado)

1. Incentivo monetario para el investigador principal y coinvestigadores: no debe sobrepasar el máximo de S/ 2,000 mensuales por investigador.
2. Pago a los tesistas: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,500 mensuales por tesista.
3. Pago al personal técnico o asistente de investigación: no debe sobrepasar el máximo de S/ 1,000 mensuales por técnico.
4. Honorarios o incentivos para un gestor tecnológico: no debe de sobrepasar el máximo de S/. 1,500 mensuales.

• Equipos y bienes duraderos (hasta 20% del monto financiado)

Corresponde a la adquisición de equipos menores para el proyecto de investigación.

• Materiales e insumos

1. Materiales, insumos, reactivos, accesorios, componentes electrónicos o mecánicos, bienes no inventariables.
2. Material bibliográfico, tales como manuales, bases de datos, libros especializados, otros, y/o suscripciones a redes de información (en físico o electrónico).
3. Software especializado para el desarrollo de los proyectos de investigación.

• Viajes

Corresponde a los gastos de viajes relacionados a actividades propias del proyecto de investigación.

Los gastos que aplican para este rubro son los siguientes:

1. Pasajes: terrestres, aéreos, nacionales e internacionales, en clase económica.
2. Viáticos: comprenden los gastos por concepto de alimentación, hospedaje y movilidad (hacia y desde el lugar de embarque), así como el desplazamiento en el lugar donde se realizan las actividades. El concepto de viáticos es aplicable para estancias cuya duración sea menor a los quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en el Anexo 2.
3. Manutención: comprenden los gastos de alojamiento, alimentación y movilidad local durante su permanencia en el lugar sede del objeto del beneficio otorgado, o desplazamientos relacionados con el mismo. El concepto de manutención es aplicable siempre que se trate de una estancia cuya duración sea mayor o igual a quince (15) días calendario, considerando los topes máximos diarios detallados en la convocatoria.
4. Seguro de viaje: el seguro es de carácter obligatorio y su valor debe estar de acuerdo al precio de mercado. La cobertura típicamente incluye gastos médicos de emergencia, muerte accidental, invalidez e imprevistos logísticos durante el viaje (retraso de vuelos, demora o pérdida de equipaje, robos, etc.). El precio del seguro puede variar en función a la edad, duración del viaje y el destino. Se puede financiar hasta un máximo de S/ 2,000.

• Servicios de no consultoría.

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades de índole técnica especializada, consideradas como críticas para lograr el buen resultado del proyecto de investigación: servicios de laboratorio, colección de datos, procesamiento de muestras, análisis y diseño.

• Otros servicios

Corresponde a los gastos de contratación de personas naturales o jurídicas para la ejecución de actividades complementarias del proyecto de investigación, tales como:

1. Actividades de difusión:

1. Gastos de organización de taller de cierre del proyecto.
2. Costo de publicación de artículos en revistas indizadas.

• Costo de inscripción para participar en eventos o para discutir los resultados con personal interesado o calificado.

1. Actividades complementarias de la investigación:

1. Gastos de importación y desaduanaje de materiales, insumos o equipos relacionados al proyecto de investigación que se adquieran en el extranjero.
2. Gastos relacionados a la obtención del título o grado.

• Gastos relacionados a la solicitud de patentes.

1. Gastos de mantenimiento correctivo para los equipos adquiridos u otro equipo de laboratorio que deba usarse en el proyecto.

• Gastos de gestión (hasta 10% del monto financiado)

Corresponde al incentivo monetario para el coordinador administrativo, útiles de oficina y servicios de imprenta.