Validación experimental de modelos físico-matemáticos del secado natural de mena laterítica
Palabras clave:
dise´ño de experimentos, validación experimental, modelos matemáticos, secado natural, mena lateríticaResumen
El proceso de secado natural de la mena laterítica ha sido objeto de modelación con el propósito de perfeccionar la tecnología usada en su implementación. Sin embargo, los modelos actualmente utilizados para el análisis energético del proceso no han sido validados experimentalmente. Para dar solución a este problema se realiza el presente trabajo en el cual, mediante la implementación de un diseño de experimentos multifactorial, se desarrolló la validación experimental de los modelos físico-matemáticos del secado natural de la mena laterítica. Se corroboró que los modelos describen la realidad física del proceso con elevada precisión (93,43 %), la cual puede ser mejorada a través de la modelación multidimensional (2D y 3D) de los procesos de transferencia de calor y masa que caracterizan al objeto de estudio.Descargas
Citas
Bergues-Ricardo, C. & Díaz-López, J. (2014). Diagramas de tendencia para la generalización sostenible de secadores solares directos de productos agropecuarios. Tecnología Química, 34(2), 143-151. Disponible en: http://revistas.uo.edu.cu/index.php/tq.
Blanco, J. & Llorente, G. (2004). Informe técnico sobre investigaciones ingeniero-geológicas e hidrogeológicas de la Base Minera Punta Gorda. Holguín: INRH. 54 p.
Brito-Vallina, M., Alemán-Romero, I., Fraga-Guerra, E., Para-García, J. & Arias-De Tapia, R. (2011). Papel de la modelación matemática en la formación de los ingenieros. Ingeniería Mecánica, 14(2), 129-139.
Carmenate, J., Rodríguez, R. & Linares, R. (2009). Interfaz agua-aire en los suelos lateríticos de la región de Moa. En: 3ra Convención cubana de Ciencias de la Tierra. La Habana.
Çengel, Y. A. & Ghajar, A. J. (2015). Heat and Mass Transfer: Fundamentals & Applications. 5th Edition. New York, USA: McGraw-Hill Education. 1208 p.
Choubey, P., Sinhmar, H., & Tiwari, S. (2025). A review on machine learning assisted solar drying system with phase change material. Journal of Energy Storage, 119, 116403. https://doi.org/10.1016/j.est.2025.116403
De Miguel, C. (2007). Influencia de procesos hidrogeológicos en la formación y posterior enriquecimiento mineral de yacimientos cobalto-niquelíferos en lateritas. En: Memorias del II Congreso Cubano de Minería. La Habana.
De Miguel, C. (2009). Cálculos del drenaje y efecto económico en yacimientos hierro-cobalto-niquelíferos en lateritas con ejemplo del yacimiento Punta Gorda en Moa, Cuba. En: Memorias del III Congreso Cubano de Minería. La Habana.
Espinosa, M. & Pérez, N. (2010a). Evaluación del estado técnico de las muestras extraídas y depositadas en áreas de la mina de la empresa Ferroníquel Minera, para los trabajos de secado solar y homogenización. Informe de investigación presentado en el Consejo Técnico de la empresa Ferroníquel Minera SA. 30 p.
Espinosa, M. & Pérez, N. (2010b). Resultados obtenidos en pruebas de secado solar realizadas por el Centro de Investigaciones del Níquel a la empresa Ernesto Che Guevara. Informe de investigación presentado en el Consejo Técnico de la empresa Ferroníquel Minera SA. 20 p.
Estenoz S.; Alderí, A., Batista, N. & Donatién, A. (2005). Resultados en la industria minera del secado solar y la homogeneización de minerales en pilas a la intemperie. Santiago de Cuba. En: Memorias en CD del Evento CIEMA´05, noviembre 8-11. ISBN 959-2007-198-5.
Estenoz, S. & Espinosa, M. (2003). Procedimiento y equipo para secado solar de materiales a la intemperie. OCPI. Cuba, patente de invención No. 175.
Estenoz, S. & Espinosa, M., Pérez, N. (2004). Uso de energías renovables en la industria cubana del níquel. En: Memorias del evento CUBASOLAR. Guantánamo.
Estenoz, S. (2001). Desarrollo sostenible en la minería a través del aprovechamiento integral de los yacimientos lateríticos. Tecnología Química, 21(3), 54-60.
Estenoz, S. (2009). Sistema integral de explotación minera para desarrollo sostenible de recursos naturales y su procesamiento tecnológico. Casos de estudio. En: Memorias del III Congreso Cubano de Minería. La Habana.
Estenoz, S., Alderí, A., Batista, N., Donatién, A. & Pérez, N. (2007b). Aplicación del secado solar y la homogeneización en la industria niquelífera Comandante Ernesto Che Guevara. En: II Congreso Cubano de Minería. La Habana.
Estenoz, S., Alderí, A., Reyes, A., Lovaina, Y. & Pinto, H. (2007a). Uso racional de los recursos con la explotación de los depósitos de estabilización de la calidad en la empresa Ernesto Che Guevara. En: II Congreso Cubano de Minería. La Habana.
Estenoz, S., Pérez, N. & Ramírez, I. (2006). Secado solar y homogeneización de minerales a la intemperie en la industria cubana del níquel. En: Memorias del evento CUBASOLAR. Villa Clara.
Fuentes, B. & Estenoz-Mejía, S. (2020). Comportamiento del secado solar de lateritas a la intemperie en condiciones de clima húmedo tropical. Holos, 7, 1-14.
Guerra, C., Menéndez, A., Barrera, R. & Egaña, E. (2003). Estadística. La Habana: Félix Varela. 376 p.
Javaherdeh, H.; Deylami, M.; Hanifi, K. & Naghashzadegan, M. (2006). Drying charactristics of Banana: Theoretical modelling and experimental verification. Journal of Food Engineering, 15(3), 1-7.
Jiménez, H. (1999). Modelamiento matemático de los procesos de transferencia de momentum, calor y masa en medios porosos. (Tesis Doctoral, Universidad Autónoma Metropolitana). 289 h.
Karadirek, I. E., Erkaya, O. & Ciggin, A. S. (2025). Comparative life cycle assessment of sewage sludge drying by solar and thermal drying technologies. Waste Management, 201, 114826. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2025.114826
Legrá, A. & Silva, O. (2011). La investigación científica: Conceptos y Reflexiones. La Habana: Félix Varela. 445 p.
Legrá, A. (2022). Elementos teóricos y prácticos de la investigación científico-tecnológica. La Habana: Félix Varela. 456 p.
Lucenko, B. (1984). Modelación matemática de los procesos tecnológicos químicos en máquinas analógicas. Moscú: Izdat. 359 p.
Martínez-Pinillos, E. (1997). Diseño y ensayo de un secador solar para madera. Madera y Bosques, 3(2), 13–28.
Miller, I.; Freund, J. & Jonson, R. (2005). Probabilidades y estadísticas para ingenieros. La Habana: Félix Varela. 2 t.
Miranda, J. (1996). Composición y conjugación de métodos de determinación de humedad de la industria del Níquel. Minería y Geología, 13(2), 39-45. Consultado: 19/05/2025. Disponible en: www.ismm.edu.cu/revistamg.
Montgomery, D. (2004). Diseño y análisis de experimentos. La Habana: Félix Varela. 325 p.
Montoya, J. & Jiménez, E. (2006). Determinación de la curva de secado al aire libre mediante modelación matemática y experimental de la Guadua Angustifolia Kunth. Scientia et Technica, 12(30), 415-419.
Morya, P., Agarwal, M. & Agarwal, G. D. (2025). A comprehensive insight into solar drying systems for agricultural and industrial applications. Solar Energy, 293, 113494. https://doi.org/10.1016/j.solener.2025.113494
Nnamchi, O. A., Tom, C. N., Godwin, A., Umunna, M. F., Offiong, U. D., Mathew, I. & Ndukwu, M. C. (2025). Solar Dryers: A review of mechanism, methods and critical analysis of transport models applicable in solar drying of product. Green Energy and Resources, 100118. https://doi.org/10.1016/j.gerr.2025.100118
Ochoa, Y. (2008). Argumentación hidrogeológica y cálculos del drenaje del yacimiento cobalto-niquelífero Yagrumaje Norte. Informe de investigación. ISMMM. 50 h.
Odoi-Yorke, F., Davis, J. E., Nyarkoh, R., Abbey, A. A., Agyekum, E. B., Lamptey, F. P. & Atepor, L. (2025). A review of research trends, innovations, and future directions in phase change materials for energy storage in solar drying systems: A bibliometric approach. Journal of Energy Storage, 118, 116233. https://doi.org/10.1016/j.est.2025.116233
Pandey, S., Kumar, A. & Sharma, A. (2024). Sustainable solar drying: Recent advances in materials, innovative designs, mathematical modeling, and energy storage solutions. Energy, 132725. https://doi.org/10.1016/j.energy.2024.132725
Parra-Coronado, A; Roa-Mejías, G. & Oliveros-Tascón, C. (2008). Modelamiento y simulación matemática en el secado mecánico de café pergamino. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 12(4), 415-427.
Polyanin, A. D.; Manzhirov, A. V. (2022). Handbook of Mathematics for Engineers and Scientists. Chapman & Hall/CRC. FL, USA: Taylor & Francis Group. 1543 p.
Rao, B., Zhao, T., Tu, H., Zhang, Y., Yu, S., Cheng, S., & Zhou, F. (2025). Mechanistic exploration of activated carbon synergistic solar drying through theoretical analysis coupled with experimental validation. Waste Management, 197, 50-60. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2025.02.024
Retirado-Mediaceja, Y. & Legrá, A. (2011). Modelación matemática del área de exposición y del volumen de las pilas de menas lateríticas expuestas a secado solar natural. Minería y Geología, 27(2), 84-108. Disponible en: www.ismm.edu.cu/revistamg.
Retirado-Mediaceja, Y. (2012). Modelación matemática del proceso de secado natural de las menas lateríticas. (Tesis doctoral, Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa). 183 h.
Retirado-Mediaceja, Y., Legrá-Lobaina, A. A., Laurencio-Alfonso, H. L., Gilbert-Hernández, A., Zalazar-Oliva, C., Osorio-Laurencio, L. & Gresesqui-Lobaina, E. (2017). Aplicación informática basada en modelos matemáticos del secado natural de la mena laterítica. Revista Cubana de Ciencias Informáticas, 11(2), 102-116. Disponible en: www.ismm.edu.cu/revistamg.
Retirado-Mediaceja, Y., Legrá, A., Lamorú, M., Torres, E. & Laurencio, H. (2012a). Optimización del secado solar de la mena laterítica en la industria cubana del níquel. Minería y Geología, 28(2), 30-46. Disponible en: www.ismm.edu.cu/revistamg.
Retirado-Mediaceja, Y., Legrá, A., Lamorú, M., Torres, E., Laurencio, H. & Góngora, E. (2012b). Modelación y simulación del proceso de secado natural de la mena laterítica. Minería y Geología, 28(4), 1-19. Disponible en: www.ismm.edu.cu/revistamg.
Retirado-Mediaceja, Y., Legrá, A., Lamorú, M., Torres, E., Laurencio, H. & Góngora, E. (2014). Distribución de temperatura en pilas de mena laterítica expuestas a secado natural. Minería y Geología, 30(1), 33-50. Disponible en: www.ismm.edu.cu/revistamg.
Retirado-Mediaceja, Y., Legrá, A., Lamorú, M., Torres, E., Laurencio, H. & Góngora, E. (2015) Velocidad de secado en pilas de mena laterítica almacenadas a la intemperie. Minería y Geología, 31(3), 45-61. Disponible en: www.ismm.edu.cu/revistamg.
Retirado-Mediaceja, Y., Laurencio-Alfonso, H. L., Salazar-Corrales, M. F., León-Segovia, M. A., León-Segovia, M. A., Falconí-Borja, M. A. & Vega-Peñafiel, J. P. (2018). Perfeccionamiento de la tecnología de secado natural de la mena laterítica. Minería y Geología, 34(2), 195-209. Disponible en: www.ismm.edu.cu/revistamg.
Retirado-Mediaceja, Y., Legrá, A., Gilbert, A., Salazar, E., Salazar, J. & Mendoza, M. (2016). Influencia de la inclinación de las pilas en el secado natural de la mena laterítica. Minería y Geología, 32(3), 113-127. Disponible en: www.ismm.edu.cu/revistamg.
Salinas, C., Ananías, R. & Ruminot, P. (2008). Modelación fenomenológica de las curvas de secado por alta temperatura de Pino Radiata. Maderas, Ciencia y tecnología, 10(3), 207-217.
Sandoval-Torres, S. (2009). Modelación matemática del secado convencional de madera. Madera y Bosques, 15(1), 75-89.
Tijonov, O. (1978). Modelos matemáticos sencillos en los procesos metalúrgicos (idioma ruso). San Petersburgo: Instituto de Minas. 398 p.
Viera, R., López, S. & Noemí, M. (1988). Modelación matemática para ingenieros químicos. La Habana: Pueblo y Educación. 240 p.
Vinardell, J. (2011). Implementación del secado solar natural de las menas lateríticas en las empresas niquelíferas cubanas. (Tesis de Maestría, Universidad de Moa). 63 h.
Xu, G. & Liu, H. (2025). Efficiency Analysis of Solar Drying System Integrated with Flat-plate Solar Collector and Thermal Storage Units. Renewable Energy, 122569. https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.122569
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