Simulação DEM de Materiais Granulares e Peneiras: Desafios e Soluções com o Altair EDEM

Aplicação do Método dos Elementos Discretos (DEM) na previsão do comportamento de materiais granulares em equipamentos de processo

Na engenharia de processos, o manuseio de materiais granulares, como minérios, solos, grãos, fertilizantes e pós industriais, representa um desafio recorrente em diversos setores, da mineração ao agronegócio e à indústria química. O comportamento coletivo dessas partículas, regido por interações complexas de contato, atrito, coesão e energia dissipada, influencia diretamente a eficiência, o desempenho e a durabilidade de equipamentos industriais. Para compreender e otimizar esses fenômenos, a aplicação de métodos de simulação numérica baseados no Método dos Elementos Discretos (DEM) tornou-se essencial. Nesse contexto, o Altair EDEM destaca-se como uma das ferramentas CAE mais robustas para análise e otimização de processos envolvendo sólidos particulados, permitindo o estudo detalhado de peneiras, misturadores, moegas, transportadores e outros equipamentos sujeitos a fluxos granulares complexos.

Simulação de material granular – by Altair

A simulação computacional com o Altair EDEM possibilita observar e quantificar o comportamento de cada partícula em movimento, revelando fenômenos que dificilmente poderiam ser medidos experimentalmente. O engenheiro pode investigar o fluxo, a segregação, o entupimento, a deposição e o desgaste de componentes, além de avaliar o impacto de diferentes geometrias, condições operacionais, velocidades e propriedades físicas das partículas. Essas análises tornam-se fundamentais para prever o desempenho de equipamentos e otimizar projetos, reduzindo a necessidade de testes físicos demorados e onerosos, permitindo explorar virtualmente uma ampla gama de cenários antes da fabricação do primeiro protótipo e acelerando o ciclo de desenvolvimento com base em dados de engenharia.

A precisão de uma simulação DEM depende da correta definição dos parâmetros de contato partícula-partícula e partícula-superfície, incluindo coeficientes de restituição, atrito e rigidez. Além disso, o dimensionamento das partículas, o tipo de distribuição granulométrica e a calibração experimental são etapas determinantes para garantir que o modelo represente adequadamente o comportamento físico real do material. Em aplicações acopladas, o Altair EDEM pode ser integrado a ferramentas de análise estrutural (FEA) e dinâmica multicorpos (MBD), permitindo avaliar os esforços gerados pelo impacto das partículas sobre as superfícies dos equipamentos. Essa abordagem acoplada possibilita identificar pontos críticos de fadiga, vibração e desgaste, promovendo um projeto mais eficiente e durável.

O uso do Altair EDEM traz ganhos significativos em todo o processo de desenvolvimento e operação, desde a redução de custos e tempo de prototipagem, ao substituir parte dos testes físicos e permitir ajustes rápidos de design e parâmetros operacionais, até o aumento da eficiência e vida útil dos equipamentos, por meio da análise detalhada de fluxo e impacto que revela regiões críticas passíveis de otimização. Integrado às demais ferramentas Altair, como Inspire, MotionSolve e OptiStruct, o EDEM oferece uma visão holística do sistema, combinando movimento, impacto e resposta estrutural de forma integrada e coerente.

As aplicações do Altair EDEM abrangem praticamente todos os setores que lidam com materiais sólidos a granel, incluindo mineração e metalurgia, com simulações de peneiramento, britagem e transporte de minérios; o agronegócio, com modelagem de semeadoras, silos e transportadores de grãos; a construção civil, com análise do fluxo de agregados e cimento em equipamentos; e a indústria química e farmacêutica, com estudos de mistura, granulação e revestimento de partículas.

A simulação de materiais granulares com o Altair EDEM está transformando o modo como engenheiros projetam, otimizam e validam equipamentos industriais, pois, ao capturar fenômenos antes invisíveis, o comportamento interno das partículas, suas interações e impactos, torna-se possível converter esse conhecimento em vantagem competitiva, assegurando projetos mais seguros, eficientes e sustentáveis.

Deixe um comentário