Figura 1. Diámetro equivalente del área tributaria en función de la distribución espacial de las columnas de grava
Al conjunto formado por una única columna central y el anillo de suelo circundante se le denomina “celda unidad” o “celda unitaria”. Se transforma la porción de terreno que se encuentra alrededor de la columna en el área de un cilindro de diámetro tal que la sección de ambos sea la misma, como se puede ver en la Figura 1.
Por cierto, la Figura 1 es correcta, aunque en un primer momento pueda generar confusión. En efecto, la malla triangular es la encargada de determinar la ubicación de las columnas de grava, formando así un área hexagonal tributaria en torno a ellas. De igual manera, la malla hexagonal cumple una función similar.
Os dejo un problema resuelto en el que se calcula el diámetro equivalente del área tributaria en función de la malla en la que se disponen las columnas de grava. Espero que os sea de interés.
Figura 1. Bomba horizontal de pulpas (Bouso y Martínez-Pagán, 2023)
Una pulpa es una mezcla líquida que contiene partículas sólidas en suspensión. Las características de la pulpa dependen de la naturaleza, el tamaño, la forma, la densidad y la cantidad de las partículas sólidas, así como de la naturaleza, la densidad y la viscosidad del líquido. El flujo de las pulpas difiere del de los líquidos homogéneos, en los que su naturaleza (laminar, transitorio o turbulento) se determina a partir de las propiedades físicas del líquido y de su conductividad. Para calcular un sistema de transporte hidráulico de pulpa, compuesto por una bomba y una tubería, es esencial conocer previamente parámetros como la densidad de sólido y de líquido, la viscosidad, la concentración de sólidos, el tipo de tubería y la topografía del terreno.
La caracterización de una pulpa es más compleja que la de un líquido debido a la presencia de partículas sólidas y su influencia en la mezcla. Es importante tener en cuenta que una pulpa no es una disolución, sino una suspensión de sólidos en líquidos, en la que cada componente está claramente definido. Debemos considerar el fenómeno de sedimentación de sólidos en un líquido, especialmente cuando las turbulencias son bajas o no existen. Este fenómeno puede provocar acumulaciones de sólidos y dificultar las operaciones de transporte o de almacenamiento. En términos generales, las pulpas se pueden clasificar en dos grupos: pulpas sin sedimentación y pulpas con sedimentación.
Figura 2. Bomba de pulpas. https://www.mogroup.com/es/informacion/e-books/manual-de-bombas–para-pulpa/
Las pulpas sin sedimentación, también conocidas como pulpas homogéneas, están compuestas por partículas finas (menores de 50 mm) y forman una mezcla homogénea y estable. No causan desgaste significativo, pero requieren una atención especial en la selección y el funcionamiento de las bombas debido a su mayor viscosidad. Cuando el contenido de partículas es alto, su reología se asemeja a la de líquidos no newtonianos. Ejemplos de este tipo de pulpa incluyen lodos espesados de extracción de áridos, lechadas de cemento y lodos de perforación.
Las pulpas con sedimentación están formadas por partículas gruesas que tienden a formar una mezcla inestable y se comportan como líquidos newtonianos. Generalmente, causan un elevado desgaste y requieren una selección cuidadosa de las tuberías, debido a su tendencia a sedimentar y causar obstrucciones. Este tipo de pulpa es común en el transporte de pulpas y se conoce como pulpa heterogénea, ya que los sólidos no se distribuyen uniformemente en las conducciones horizontales a lo largo de su eje vertical a altas velocidades. Las fases sólida y líquida mantienen su propia identidad, y el aumento de la viscosidad suele ser de poca importancia. Las pulpas heterogéneas suelen ser de menor concentración de sólidos y con partículas de mayor diámetro que las pulpas homogéneas. Ejemplos incluyen pulpas en plantas de tratamiento de áridos y minerales, equipos de dragado, entre otros.
En el transporte de pulpas minerales por tubería, la naturaleza de las partículas y las velocidades de flujo determinan los regímenes de flujo, que pueden ser tanto turbulentos como laminares. Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones, el régimen turbulento, que se produce cuando las partículas son gruesas y tienden a sedimentar, es el más común. Este tipo de fluido se conoce como newtoniano. En cambio, las pulpas con partículas finas y uniformes suelen producir regímenes de flujo laminar.
A continuación, os dejo un artículo, elaborado por Juan Luis Bouso y Pedro Martínez-Pagán, en el que se presenta un ejemplo de cálculo para una operación de bombeo de pulpas. Se exploran las diferentes alternativas de cálculo, que pueden variar debido a las preferencias personales de los técnicos o a la adaptabilidad de un procedimiento específico a las características de la operación de bombeo. Al final del trabajo se incluye un anexo con gráficos y cálculos que pueden resultar muy útiles. Espero que os sea de interés.
BOUSO, J.L.; MARTÍNEZ-PAGÁN, P. (2023). Bombeo de pulpas minerales. Diferentes procedimientos de cálculo. Rocas y Minerales, 605:56-73.
LÓPEZ JIMENO, C. (ed.) (1998). Manual de áridos. Prospección, explotación y aplicaciones. 3ª edición, E.T.S. de Ingenieros de Minas de Madrid, 607 pp.
LÓPEZ JIMENO, C.; LUACES, C. (eds.) (2020). Manual de Áridos para el Siglo XXI. Asociación Nacional de Empresarios Fabricantes de Áridos— ANEFA, Madrid, 1328 pp.
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2005). Temas de procedimientos de construcción. Extracción y tratamiento de áridos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2005.165. Valencia, 74 pp.
El lenguaje metafórico de los ingenieros: cuchara bivalva
Durante mi extensa carrera como profesor universitario en Ingeniería de la Construcción, he recopilado un vocabulario específico de la jerga utilizada por técnicos en el mundo de la construcción, que consiste en una variedad lingüística distinta de la lengua estándar y que a veces resulta incomprensible para los hablantes no familiarizados con ella. Este lenguaje se emplea con frecuencia por diferentes grupos sociales con la intención de ocultar el significado real de sus palabras según su conveniencia.
Mis estudiantes, acostumbrados a las ciencias y no a las letras, a menudo encuentran este lenguaje oscuro y difícil de aprender. Se quejan de tener que estudiar de memoria estas palabras y sus significados, pero es fundamental su conocimiento para desenvolverse con soltura en la profesión. Esto de memorizar no les gusta mucho, pero no hay más remedio. Es como aprender un nuevo idioma. Al principio hay que traducir el significado de las palabras, pero con el uso se aprenden y no hay que volver a traducirlas. Por eso les aconsejo que mantengan una libreta en la que anoten estos términos extraños, como “bentonita”, “sondeo”, “cimbra”, “árido”, “blondín”, “cubilote”, etc. Algunos de estos términos son específicos de determinadas zonas, como “bañera”, que se refiere a un remolque semibasculante, o “maceta”, que significa “martillo” en el lenguaje de los albañiles. Además, les recomiendo que intenten anotar la palabra equivalente en inglés, pues es muy probable que mañana tengan que desenvolverse en otro idioma.
Un truco que utilizo a veces es emplear crucigramas o palabras cruzadas para ayudar a los estudiantes a asociar las nuevas palabras con su significado. Aquí hay un ejemplo de cuando hablamos de sondeos y perforaciones. Os animo a resolverlo.
Figura 1. Dragado mediante una retroexcavadora. https://es.wikipedia.org/
Las operaciones de dragado implican, en esencia, la eliminación de materiales de los fondos marinos y fluviales, así como su transporte y descarga en ubicaciones específicas. Su uso es muy versátil y se centra principalmente en la ingeniería civil y la minería. En un artículo anterior ya se destacó la importancia de las obras de dragado.
En este artículo, clasificaremos las obras de dragado según su objetivo, su ubicación y las características del terreno a trabajar. Es crucial destacar que el dragado es un medio y no un objetivo en sí mismo.
Según el objetivo o destino del dragado
El dragado es de gran importancia en la ingeniería portuaria, ya sea para mantener y mejorar los calados, desarrollar nuevas instalaciones o construir puertos. Muchos puertos requieren trabajos de dragado periódicos para optimizar la navegación. Además, estas obras pueden mantener o ampliar los cauces de los ríos, mejorar su capacidad de drenaje y facilitar la extracción de materiales de construcción y de minerales en ambientes marinos.
Otro empleo cada vez más frecuente de los materiales de dragado es como material de relleno o de sustitución. Estos rellenos son necesarios en diversas obras, como el trasdosado de muelles, la construcción de carreteras, aeropuertos o el reemplazo de terrenos de baja calidad para mejorar las condiciones geotécnicas en la cimentación de muelles y otras estructuras. El dragado también se utiliza para excavar zanjas para tuberías y cables.
En algunos casos, forma parte de proyectos de restauración ambiental, como la limpieza de fondos marinos contaminados o el drenaje de zonas pantanosas. En los últimos años, el dragado ha cobrado importancia en relación con la regeneración y protección de playas mediante la adición artificial de arena
Actualmente, las técnicas de dragado son esenciales en proyectos que buscan ampliar las áreas de uso en el mar, frecuentemente relacionados con el transporte de mercancías y pasajeros, como es el caso de la isla artificial construida en Hong Kong para alojar un aeropuerto (véase la Figura 2).
Figura 2. Aeropuerto Internacional de Hong Kong, China. https://www.guiaviajesa.com/aeropuertos-mas-estranos-en-islas-artificiales/
Según el emplazamiento:
Las condiciones en las que se llevan a cabo las obras de dragado varían según su ubicación respecto de la costa. Pueden realizarse en el mar abierto, en la zona costera o en aguas protegidas, como en el interior de un puerto, un río o un lago.
Según las características del terreno:
Los terrenos a dragar varían en su composición, desde rocas duras hasta fangos, lo que afecta su comportamiento durante la excavación, el transporte y el vertido. Por lo tanto, la naturaleza del material a dragar influye en la elección de la draga y de la técnica de dragado.
He grabado un vídeo explicativo sobre este tema, que espero sea de interés.
Os dejo un vídeo en el que se describe el dragado del Canal de Panamá.
En este otro vídeo vemos la draga en acción en el puerto de Nueva York.
Referencias:
CLEMENTE, J.J.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; YEPES, V.; ALCALÁ, J.; MARTÍ, J.V. (2010). Temas de procedimientos de construcción. Equipos de dragado. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 2010.4038.
SANZ, C. (2001). Manual de equipos de dragado. Ed. Carlos López Jimeno. Madrid, 323 pp.
Figura 1. Parrillas de barras. https://www.mekaglobal.com/es/productos/trituradores-y-cribas/cribas/criba-de-parrilla
Las parrillas de barras, cribas debarrotes o superficies formadas se utilizan en cribados en seco de material grueso o muy grueso antes de la trituración primaria, con tamaños superiores a 150 mm (Figura 1). Algunas de las aplicaciones más comunes de este tipo de cribado incluyen:
Realizar un escalpado, es decir, prevenir la entrada de material de gran tamaño a la trituradora primaria o a un sistema de transporte de material, como una cinta transportadora. Las partículas demasiado grandes podrían atascar las trituradoras.
Eliminar de la alimentación a la trituradora primaria las fracciones inferiores, ya sea para evitar su trituración o para producir un producto específico de cantera.
Estas parrillas son de construcción robusta, compuestas por barras, perfiles o carriles de vía invertidos, hechos de acero. Están dispuestos en paralelo y separados con precisión para cumplir con la clasificación deseada. Para trabajos duros y de alta abrasividad, se emplea acero al manganeso o aleado al cromo. La longitud máxima de las barras se alinea con la dirección del flujo del material y suele tener una sección trapezoidal invertida para evitar obstrucciones. La sección de las barras se va estrechando hacia el final de la criba, lo que provoca una divergencia hacia la salida que impide atascos (ver Figura 2).
Figura 2. Criba de barrotes longitudinales. Detalle de la sección transversal y de la planta.
Las parrillas de barras fijas tienen una inclinación que promueve el avance del material, que va de 20° a 45°. Esto aumenta el caudal de alimentación, pero disminuye su eficiencia. La separación entre las barras puede oscilar entre 25 mm y 250 mm, y la capacidad es proporcional al área, de 0,5-2,5 t/h por m² de superficie útil por mm de abertura.
Una variante son los precribadores de barras móviles. En este caso, las barras están fijas solo en un extremo, por lo que el golpeteo del material genera cierta vibración que mejora su limpieza. Están formados por dos juegos de barras longitudinales alternadas. Se emplean para alimentar machacadoras y molinos de tamaño mediano a pequeño.
Figura 3. Cribas de barras móviles. https://www.eralki.com/maquinas/cribas-vibrantes/
La otra opción son los precribadores vibrantes. Las barras se montan en una estructura vibrante que cuenta con dos o más series de superficies cribadoras formadas por barras. Estas pueden estar situadas una encima de la otra, como en una criba normal (scalper), o dispuestas en varios escalones en cascada (grizzly). Su función principal es evitar la entrada de materiales reducidos y arcillosos antes de que lleguen a la trituradora. En este caso, la separación entre barras varía entre 50 mm y 150 mm y las dimensiones de las bandejas van de 1.200 x 2.000 mm a 2.000 x 6.000 mm. Las potencias van de 11 kW a 30 kW. El scalper está diseñado para soportar impactos de bloques más grandes que los del grizzly.
Figura 4. Criba vibrante de barras tipo grizzly. https://tallereslosan.com/cribas/cribas-vibrantes-barras-grizzlyz/
Os he grabado un vídeo explicativo sobre este tema, que espero os sea de interés.
A continuación os dejo un vídeo de una criba scalper. Espero que os sea útil.
LÓPEZ JIMENO, C. (ed.) (1998). Manual de áridos. Prospección, explotación y aplicaciones. 3ª edición, E.T.S. de Ingenieros de Minas de Madrid, 607 pp.
LÓPEZ JIMENO, C.; LUACES, C. (eds.) (2020). Manual de Áridos para el Siglo XXI. Asociación Nacional de Empresarios Fabricantes de Áridos— ANEFA, Madrid, 1328 pp.
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2005). Temas de procedimientos de construcción. Extracción y tratamiento de áridos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2005.165. Valencia, 74 pp.
Figura 1. Esquema de la piedra V efectiva, también llamada burden o valor de mínima resistencia
En un artículo anterior, presentamos el método de Langefors y Kihlström para voladuras en banco de pequeño diámetro. En él se incluía una fórmula para calcular el valor de la piedra, también conocido como valor de mínima resistencia o burden. Sin embargo, existen otros métodos para calcular este valor.
El problema que se presenta a continuación incluye cinco métodos y dos nomogramas originales para su cálculo. Al comparar los resultados, es evidente que son bastante similares. No obstante, es posible que la piedra calculada tenga un margen de error que puede corregirse en las siguientes voladuras.
Agradezco sinceramente la colaboración de los profesores Pedro Martínez Pagán y Trevor Blight en la elaboración de los nomogramas. A continuación, comparto estos nomogramas junto con la solución correspondiente al problema. Espero que esta información sea de utilidad e interés para mis lectores.
LANGEFORS, U.; KIHLSTRÖM, B. (1963). Técnica moderna de voladuras de rocas. Editorial URMO, Bilbao, 425 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.
Figura 1. Relación entre los parámetros de una criba.
Sea una partícula esférica de diámetro d que cae perpendicularmente a la superficie de cribado. La probabilidad P de que pase a través de la malla, sin considerar los roces o rebotes en los hilos de la malla, puede expresarse como la relación entre el área libre en la que la partícula puede pasar libremente y el área total de la malla, incluida la porción del hilo.
Siendo a la abertura cuadrada de la criba y b el diámetro de los alambres, tal y como se puede ver en la Figura 1, la expresión sería la siguiente:
En la expresión anterior, el primer término se refiere a la proporción del área de paso efectiva, que depende de la relación entre el tamaño de la partícula y la abertura de la malla. El segundo término representa la proporción de la superficie de cribado libre de obstáculos, lo que permite el paso de la partícula.
La probabilidad de ser cribado para un grano de tamaño d<a, cuando se da un número n de rebotes encima de la criba será:
Prob (1) Probabilidad de pasar en un salto
Prob (0) = 1 – Prob (1) Probabilidad de no pasar en un salto
Por tanto, la probabilidad de no pasar en n rebotes será:
Como la suma de la probabilidad de paso más la de no paso es igual a uno, tenemos por diferencia que la probabilidad de paso de una partícula de tamaño d<a, para el total de n rebotes encima de la criba, se obtiene de la siguiente expresión general:
Y, por tanto,
Esta expresión no considera la interacción entre las partículas ni otros factores presentes durante el proceso de cribado; sin embargo, permite deducir propiedades esenciales del funcionamiento de una criba.
A continuación, comparto un par de problemas resueltos que espero os resulten útiles. Se puede ver que las partículas con un tamaño menor que la mitad de la malla de la criba pasan inmediatamente al caer y prácticamente no afectan el cálculo de su capacidad, siempre que su proporción sea baja. Por tanto, en los cálculos de la capacidad de una criba, se consideran los tamaños comprendidos entre 0,5 y 1 vez el tamaño de la malla. Se ha determinado que los granos con tamaños entre 0,5 y 1,5 veces el tamaño de la malla son los que más intervienen en el cribado, causando cierta obstrucción. Estos granos se conocen como tamaños críticos. En general, la criba directa, tanto en seco como en húmedo, se limita a tamaños de hasta 0,5 mm, salvo algunos casos específicos que pueden alcanzar 0,1 o 0,2 mm.
LÓPEZ JIMENO, C. (ed.) (1998). Manual de áridos. Prospección, explotación y aplicaciones. E.T.S. de Ingenieros de Minas de Madrid, 607 pp.
LÓPEZ JIMENO, C.; LUACES, C. (eds.) (2020). Manual de Áridos para el Siglo XXI. Asociación Nacional de Empresarios Fabricantes de Áridos— ANEFA, Madrid, 1328 pp.
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2005). Temas de procedimientos de construcción. Extracción y tratamiento de áridos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2005.165. Valencia, 74 pp.
MARTÍNEZ PAGÁN, P. (2021). Ejercicios resueltos de plantas de tratamiento de recursos minerales. Universidad Politécnica de Cartagena, CRAI Biblioteca, Cartagena, 211 pp.
WILLS, B.A.; NAPIER-MUNN, T. (2006). Mineral Processing Technology. An Introduction to the Practical Aspects of Ore Treatment and Mineral Recovery. Elsevier Science & Technology Books, 7th edition.
Figura 1. Molino de bolas. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ball_mill.gif
La velocidad crítica es aquella a la que una partícula infinitesimal en la periferia interna del molino se centrifugaría (se puede ver en las Figuras 1 y 2). Cuando se alcanza esta velocidad, el molino pierde su capacidad de molienda, ya que una parte de la carga de materiales molturadores deja de funcionar.
Siguiendo la recomendación de Wills y Napier-Munn (2006), se recomienda que el molino opere entre el 50% y el 90% de su velocidad crítica, según factores económicos. Sin embargo, el punto de máxima eficiencia, medido por la potencia requerida para accionar el molino, se sitúa cerca del 75%. Por lo tanto, se suelen utilizar velocidades de rotación del 65-70% en los molinos de bolas y del 50-70% en los molinos de barras.
Figura 2. Equilibrio entre el peso de una partícula y la fuerza centrífuga dentro de un molino de bolas
A continuación, os presento la demostración de dicha velocidad crítica y un problema de aplicación. Podéis observar que esta velocidad crítica es independiente del tipo de material molido. Espero que os sea de interés.
LÓPEZ JIMENO, C.; LUACES, C. (eds.) (2020). Manual de Áridos para el Siglo XXI. Asociación Nacional de Empresarios Fabricantes de Áridos— ANEFA, Madrid, 1328 pp.
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2005). Temas de procedimientos de construcción. Extracción y tratamiento de áridos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2005.165. Valencia, 74 pp.
MARTÍNEZ PAGÁN, P. (2021). Ejercicios resueltos de plantas de tratamiento de recursos minerales. Universidad Politécnica de Cartagena, CRAI Biblioteca, Cartagena, 211 pp.
WILLS, B.A.; NAPIER-MUNN, T. (2006). Mineral Processing Technology. An Introduction to the Practical Aspects of Ore Treatment and Mineral Recovery. Elsevier Science & Technology Books, 7th edition.
Figura 1. Trómel lavador de áridos. https://minerales-maquinaria.com/tromer-lavador-de-aridos-y-minerales/
Las cribadoras tipo trómel son tambores giratorios constituidos por chapas perforadas curvadas o paneles de malla ensamblados en un cilindro que gira alrededor de su eje central o a través de un tren de neumáticos, con entre 4 y 24 ruedas, de las cuales la mitad son motrices. Trabajan tanto en vía seca como en húmeda, aunque es común que sean trómeles lavadores.
La rotación favorece la disgregación del material, desempeñando así un papel de lavado. El rechazo se transporta por el tambor hasta que se descarga por el extremo del equipo. Para facilitar el movimiento del material en su interior, están inclinados entre 5° y 7° respecto a la horizontal y están equipados con deflectores internos que empujan y voltean el material. La limpieza de los orificios se realiza facilitando la caída del grano atascado a su paso por la parte superior de su recorrido, donde la gravedad hace que las partículas caigan con la ayuda de las vibraciones que acompañan el movimiento.
Los tambores giran entre un 30 % y un 45 % de su velocidad crítica, evitando el centrifugado, con una velocidad periférica de 40 a 50 r.p.m. La capacidad de transporte se puede estimar como 32·Di2 (m³/h), donde Di es el diámetro interno del tambor expresado en metros. Estas cribas suministran el material clasificado por tamaños, empezando por la fracción más fina y terminando con la más gruesa. Es por ello que los diámetros de las cribas van de menor a mayor (Figura 2). Los finos se descargan a través de las paredes del cilindro.
Figura 2. Trómel de cribado. https://en.wikipedia.org/wiki/Trommel_screen
Las dimensiones habituales del diámetro interno de estos trómeles varían entre 1,5 y 3 m, con longitudes aproximadas de tres veces este diámetro y potencias entre 22 y 130 kW. Sus capacidades de lavado oscilan entre 50 y 450 t/h cuando la densidad aparente del material es de 1,6 t/m³, admitiendo tamaños máximos de entrada de 150 a 300 mm.
Los trómeles lavadores reciben agua y áridos por la boca más alta, permitiendo el volteo, una atrición que libera las tierras y arcilla que acompañan a los áridos, saliendo limpios por la boca opuesta. Pueden ser de dos tipos: de simple corriente, para áridos de tamaños entre 180 y 400 mm, y a contracorriente, para tamaños entre 90 y 260 mm. El consumo de agua varía entre los 150 y los 2.000 m³/h, dependiendo del tamaño y de si el flujo va en la misma dirección que el material. A contracorriente se emplea menos, aunque su consumo de agua es menor.
El tiempo de permanencia del árido en el cilindro determina el efecto de lavado deseado. Este periodo, para áridos fáciles de lavar, está en torno a un minuto y medio, pero puede más que duplicarse en el caso de que los materiales arcillosos o de aglomerados sean elevados, reduciéndose la capacidad entre un 30 % y un 50 %. A mayor tiempo de permanencia, mayor es el índice de llenado, lo que aumenta la potencia empleada para mover el cilindro con una carga mayor.
Figura 3. Trómel de lavado. https://www.thprocess.com/es/productos/tromel-de-lavado-tl
Las ventajas del trómel son la ausencia de vibraciones, una construcción sencilla y barata, facilidad de separación con una instalación única. Entre los inconvenientes, destacan su capacidad relativamente pequeña y la dificultad de mantenimiento de las superficies de criba. La capacidad de lavado es baja, de 0,1 a 1,5 t/h/m² por mm de abertura, debido a la proporción reducida de la superficie del tamiz que se utiliza durante su giro. Hoy en día se están sustituyendo por una combinación de trómel desenlodador y tamices vibrantes inclinados. Sin embargo, siguen montándose en grupos móviles de machaqueo y clasificación, con pequeña producción (hasta 35 t/h). Aún se conservan en el tratamiento de áridos para producir arenas sin finos y también a la salida del producto de molinos de bolas o barras. Se emplean en plantas de lavado de arenas e instalaciones de clasificación y de reciclado. Otra aplicación es colocarlo en la salida de los molinos de bolas o de barras, evitando que las piezas molturantes desgastadas pasen a las siguientes etapas. En los molinos autógenos y semiautógenos, el trómel retira los guijarros (pebbles) para su posterior trituración.
Se construyen dos tipos de trómeles. Los de construcción ligera, que no presentan revestimiento interior y tienen un gran diámetro de boca, lo que supone un bajo nivel de llenado y una baja potencia de accionamiento, con un bajo efecto de lavado.Los de construcción pesada tienen un revestimiento interior desmontable, un diámetro de boca reducido y una potencia elevada. Estos últimos operan con un alto porcentaje de llenado y un alto efecto de lavado.
He grabado un vídeo explicativo sobre este tema que, espero, os sea útil.
Os dejo algunos vídeos explicativos que espero sean de vuestro interés.
Referencias:
FUEYO, L. (1999). Equipos de trituración, molienda y clasificación. Tecnología, diseño y aplicación. Ed. Rocas y Minerales, Madrid, 360 pp.
MARFANY, A. (2004). Tecnología de canteras y graveras. Fueyo Editores, Madrid, 525 pp.
LÓPEZ JIMENO, C. (ed.) (1998). Manual de áridos. Prospección, explotación y aplicaciones. 3ª edición, E.T.S. de Ingenieros de Minas de Madrid, 607 pp.
LÓPEZ JIMENO, C.; LUACES, C. (eds.) (2020). Manual de Áridos para el Siglo XXI. Asociación Nacional de Empresarios Fabricantes de Áridos — ANEFA, Madrid, 1328 pp.
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2005). Temas de procedimientos de construcción. Extracción y tratamiento de áridos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2005.165. Valencia, 74 pp.
Figura 1. Molino de bolas. https://carbosystem.com/como-funciona-un-molino-de-bolas/
El proceso de molienda es el último paso en la fragmentación del material tras la trituración. Se logra la fragmentación al combinar fuerzas de compresión, corte, percusión y abrasión. Se estima que la molienda consume la mitad de la energía total utilizada en los molinos.
El tamaño de salida en esta etapa de molienda puede variar entre milímetros y micras. La molienda gruesa produce tamaños de 1 a 2 mm; la molienda media, de 200 a 500 micras; la molienda fina, de 50 a 100 micras; y la molienda ultrafina, de 10 micras.
Los molinos de rodamiento de carga, también conocidos simplemente como molinos, realizan este proceso tanto en seco como en húmedo. Estos incluyen cuerpos molturantes como barras, bolas, guijarros de sílex o incluso fragmentos gruesos del material para ayudar en la fragmentación. Por lo tanto, una primera clasificación de los molinos se puede hacer según el tipo de cuerpos molturantes utilizados:
Molinos de barras: se emplean para moliendas más gruesas. Las barras se fabrican en acero de alto contenido en carbono y límite elástico.
Molinos de bolas: se emplean en molienda fina. Las bolas se fabrican en acero de fundición o en acero forjado aleado al Cr-Mo para ser resistentes al desgaste por impacto, o en acero forjado aleado al Ni para ser resistentes a la abrasión. A veces tienen formas cilíndricas o troncocónicas.
Molinos autógenos o semiautógenos: Los cuerpos de molienda pueden ser el propio mineral (AG) o un porcentaje de mineral y otro de bolas u otro tipo (SAG).
Molinos de pebbles: se utilizan cuerpos no metálicos, ya sean naturales o fabricados. Es el caso de guijarros de silex o de porcelana para evitar la contaminación del mineral por el desgaste del acero.
La molienda se puede realizar por volcamiento, por agitación o por vibración, tal y como se puede observar en la Figura 2.
Figura 2. Tipos de molienda
La molienda por vía seca no debería tener un contenido de agua superior al 2%, ya que si el nivel de humedad supera el 8 % al 9 %, la pasta pegajosa resultante impedirá los choques y la abrasión, lo que disminuirá el rendimiento del proceso. El mejor rendimiento se logra con una humedad baja (1 %), lo que favorece la rotura de los granos. La vía seca es necesaria cuando se trata de sustancias que reaccionan con el agua, como el clinker del cemento. Sin embargo, requiere una gran extensión de terreno para incluir un clasificador, transportadores, captadores de polvo, etc. Si la humedad es alta, es necesario realizar un secado previo. Además, la molienda por vía seca aumenta la temperatura, por lo que no se pueden usar revestimientos de goma.
La molienda por vía húmeda presenta ventajas sobre la molienda en seco, siempre y cuando se cuente con agua y un adecuado tratamiento de esta tras el proceso de molienda. Además, requiere menos energía (1,3 veces menos), ya que el agua reduce la resistencia de los fragmentos. Sin embargo, la molienda por vía húmeda requiere un mayor consumo de revestimientos y cuerpos moledores debido a los ataques químicos de corrosión causados por los minerales con sulfuro (un desgaste hasta 6 – 8 veces superior a la vía seca por la corrosión). La molienda por vía semi-húmeda requiere un contenido de agua en el producto de entre un 2% y un 20%, mientras que la vía húmeda requiere un contenido de agua de entre un 30% y un 300%.
Los molinos pueden operar de forma discontinua o continua. En el modo intermitente, después de cargar material y cerrar el molino para que gire, se abre para separar el material de los cuerpos molturantes. Este enfoque requiere máquinas pequeñas y una gran cantidad de manipulación de materiales. Por lo tanto, es más común operar de manera continua, descargando el material y los cuerpos molturantes simultáneamente, deteniendo la operación solo para reabastecer los cuerpos molturantes o para mantenimiento. En la producción de áridos, se trabaja siempre de forma continua.
La molienda en circuito abierto tiene menos control sobre la distribución de tamaños de partículas en el producto, lo que se traduce en una distribución más amplia. La velocidad de alimentación debe ser más baja y el tiempo de permanencia de las partículas debe ser más largo para garantizar una molienda adecuada. Esto conduce a un mayor porcentaje de partículas sobremolidas y a un mayor consumo de energía (1,5 veces más que en el circuito cerrado).
Por otro lado, la molienda en circuito cerrado es la opción predominante en la industria minera. El producto se clasifica después de ser descargado del molino, lo que se traduce en un menor consumo de energía en comparación con el circuito abierto, un mayor control sobre el tamaño máximo del producto y la capacidad de usar tanto la vía seca como la vía húmeda. Los molinos de bolas y los autógenos son los tipos más comúnmente utilizados en el circuito cerrado.
El revestimiento o blindaje del interior del tambor de los molinos se diseña para proteger la carcasa del molino contra la abrasión, la corrosión y el desgaste. Está compuesto por piezas intercambiables y debe ser resistente a impactos y tener la capacidad de minimizar el deslizamiento entre los cuerpos molturantes y el tambor. Los diseños con resaltes o nervios mejoran el movimiento de carga y se fabrican en acero fundido o laminado por su alta resistencia, pero también pueden ser de cerámica. En el caso de molinos que traten materiales muy duros, es recomendable emplear caucho como revestimiento, siempre que la temperatura no supere los 80 °C y no haya contacto con reactivos de flotación.
Os dejo un vídeo en el que os explico este tema. Espero que os sea de interés.
Referencias:
LÓPEZ JIMENO, C. (ed.) (1998). Manual de áridos. Prospección, explotación y aplicaciones. 3ª edición, E.T.S. de Ingenieros de Minas de Madrid, 607 pp.
LÓPEZ JIMENO, C.; LUACES, C. (eds.) (2020). Manual de Áridos para el Siglo XXI. Asociación Nacional de Empresarios Fabricantes de Áridos— ANEFA, Madrid, 1328 pp.
MARTÍ, J.V.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V. (2005). Temas de procedimientos de construcción. Extracción y tratamiento de áridos. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2005.165. Valencia, 74 pp.
