Cálculo y diseño estructural DV Raw Ore Transfer House mediante software STAAD Pro

Abstract

La minería es clave para el desarrollo económico y tecnológico a nivel mundial, y las estructuras mineras cumplen un rol crucial en la eficiencia, seguridad y sostenibilidad de las operaciones. Estas estructuras que incluyen desde túneles y piques hasta instalaciones en superficie para el transporte y tratado de material, no solo facilitan la extracción de recursos, sino que también garantizan la estabilidad de las operaciones y la protección de trabajadores y el medio ambiente. En este contexto, las torres de transferencia son estructuras en superficie esenciales para el traspaso y manejo de materiales, optimizando el flujo de los recursos y mejorando la productividad de la operación. Este trabajo de título se enfoca en el cálculo y diseño de una torre de transferencia para la segunda etapa del proyecto minero Jansen Potash (JS2) ubicado en Canadá. El objetivo principal es desarrollar una propuesta de diseño para la estructura principal en acero de la torre de transferencia DV Raw Ore Transfer House, en el marco de la ingeniería conceptual del EDR 30% (Engineering Design Review) del proyecto, realizando un análisis estructural en el software STAAD Pro. El diseño se basa en la normativa canadiense, especialmente la National Building Code of Canada 2020 y la CSA S16 2019, abordando dos casos de estudio: límite de estado último (ULS) y límite por estado de servicio (SLS). En el proceso de estructuración, se consideraron los espacios y apoyos necesarios para los equipos mecánicos, como chutes para el traspaso de material y equipos de mantenimiento. Dado que en esta etapa no se disponía de información certificada sobre los equipos, las cargas se estimaron a partir de la primera etapa del proyecto (JS1), con un incremento del 30% para garantizar un margen de seguridad adecuado. El diseño estructural se desarrolló asegurando que la estructura pudiera soportar las cargas previstas y cumpliendo con los requisitos del proyecto. El diseño final alcanzó un factor de utilización de 0.9 en los elementos estructurales y las deflexiones se mantuvieron dentro de los rangos permitidos. Sin embargo, se observó que la estructura resultó levemente más robusta de lo necesario, lo que llevó a un mayor uso de acero de lo previsto. Esto sugiere que en etapas posteriores de ingeniería básica y de detalle, podría optimizarse el diseño de los perfiles de acero mediante el uso de cargas certificadas para los equipos mecánicos, reduciendo la incertidumbre y mejorando la eficiencia de la estructura. Finalmente, este trabajo ha sentado las bases para un diseño estructural sólido y eficiente, proporcionando una guía clara para las etapas posteriores del proyecto. La propuesta desarrollada no solo cumple con los objetivos iniciales, sino que también ofrece un camino claro hacia la optimización y mejora continua del diseño estructural.