Ingeniería Civil Mecánica

Este proyecto tiene como finalidad principal crear un modelo simulado mediante las técnicas CFD de una bomba monocelular modelo CDXM\A 70/05, de la marca EBARA, perteneciente al departamento de Ingeniería Mecánica (DIMec) de la Universidad del Bío-Bío, el cual represente las condiciones reales que presenta la bomba cuando esta entra en condiciones de cavitación. En este contexto, para la realización de este proyecto, fue necesario el estudio de distintas alternativas de un banco de ensayos en el cual sea posible inducir la cavitación en la bomba, llegando a la determinación de un modelo en el que se utiliza la variación y aumento de las pérdidas de carga mediante la regulación de una válvula de bola. Con el banco de ensayos establecido fue posible medir las condiciones de presión de vacío, caudal de funcionamiento y estado de cavitación en distintas mediciones realizadas. Para validar las condiciones de cavitación en la bomba se utilizaron las técnicas provenientes del análisis de vibraciones, donde se analizó principalmente el espectro de frecuencias producido por la transformada de Fourier, en donde principalmente se estudió las vibraciones de banda ancha de alta frecuencia (pasto vibratorio) de cada medición. Por otro lado, en el ámbito de las simulaciones, se utilizó el programa ANSYS Fluent, para realizar dos tipos de esta, estudiando la caída de presión por efecto de la regulación de la válvula en el ensamblaje, y estudiando los efectos de la presión obtenida en el rodete cuando este se encuentra funcionando. Para esto se utilizó como dato el caudal obtenido en las mediciones reales. Comparando los resultados obtenidos en las mediciones reales y en las simulaciones del ensamblaje se observó que presentan una mínima variación entre ambos resultados, siendo la mayor variación igual a un 14% y la mínima igual a un 1.7%. Mediante un análisis de los resultados obtenidos en la simulación del rodete, fue posible verificar las condiciones de cavitación en cada escenario, los que sólo concuerdan con los resultados obtenidos, por el análisis de vibraciones, en las mediciones 1, 4 y 5.

Una evaluación y actualización de la red de aire comprimido del área de fibra y energía de la empresa CMPC Pulp Planta Laja, se desarrolló en el marco de la presente habilitación profesional. El estudio además consideró, propuestas que permitirán algunas mejoras en el funcionamiento y rendimiento de la red. Parte del análisis se realizó a partir de un levantamiento, para poder determinar el nivel de consumo por área y problemas operacionales de la red actual. En paralelo, a través de la información proporcionada por el departamento de ingeniería y lo visualizado en terreno, se obtuvieron los resultados de las pérdidas de presión que afectaban las líneas de la red de aire comprimido. Mientras que, los datos provenientes de los compresores, fueron entregados por la empresa ATLAS COPCO, los cuales fueron utilizados para determinar la capacidad instalada actualmente. Los resultados obtenidos sirvieron de base para adquirir el conocimiento necesario de la situación actual del sistema, logrando con ello el planteamiento de recomendaciones para mejorar la red. Entre las que destacan: el rediseño de un área con un circuito cerrado, seleccionando accesorios, equipos, material y dimensionamiento, para así asegurar la uniformidad del flujo de aire y evitar la presencia de impurezas y condensado, en conjunto con la instalación de un nuevo compresor de reemplazo por uno que presentaba fallas de manera recurrente y que había completado su vida útil. Finalmente, se integró al proyecto un estudio de costos asociado a la compra del nuevo compresor, permitiendo respaldar la inversión e identificar los beneficios que éste presentará en términos de ahorro energético y continuidad de operación de la planta.