Muestreo y análisis granulométrico de áridos

Por qué muestreo y análisis granulométrico de áridos son un solo trabajo

La única manera de conocer la granulometría real del material producido es medirla, pero la exactitud de esa medida la limita la representatividad de la muestra, no la resolución de la balanza. Muestreo y análisis granulométrico de áridos deben tratarse por tanto como una sola cadena: una muestra mal tomada da un resultado falso incluso en un laboratorio impecable, y ese resultado falso desajusta después la planta. El error más frecuente en obra es el único cubo paleado en el flanco accesible del acopio. Ese flanco es uno de los lugares menos fiables del material, porque los granos gruesos ruedan por la pendiente durante el acopio y se acumulan abajo.

De dónde procede la muestra

El punto más fiable es el material en movimiento. Los cortes tomados en la descarga de una cinta transportadora con un recipiente o una pala de muestreo que atraviese todo el ancho del flujo son más representativos que cualquier muestra recogida en la superficie de un acopio. Si la cinta puede detenerse, el método más exacto consiste en retirar por completo el material comprendido entre dos marcos colocados a una distancia definida sobre la cinta. Al muestrear del flujo, un solo corte no basta; varios cortes tomados a intervalos iguales durante el turno se reúnen en la llamada muestra compuesta, que incorpora la variación en el tiempo.

Donde el acopio es inevitable, tres reglas salvan el trabajo: tomar de al menos cinco puntos a distintas alturas y orientaciones, apartar con la pala la capa superficial en cada punto y tomar del material que queda debajo, y reunir todas las porciones en un mismo recipiente. Si hay que muestrear de la caja de un camión, se nivela la superficie y se excava en zonas distintas del piso.

Reducción de masa por cuarteo

La muestra compuesta que llega de obra suele superar varias veces la masa que exige el ensayo y no puede simplemente rebajarse a paladas. Para reducirla se admiten dos vías: el divisor de canaletas o el cuarteo. Cuartear significa conificar y aplanar la muestra sobre una superficie limpia y dura, dividirla en cuatro cuartos iguales, descartar dos cuartos opuestos, reunir los dos restantes y repetir hasta alcanzar la masa requerida. Cuando el material tiende a segregar, separar los cuartos con una cruz de chapa o madera resulta bastante más fiable que estimar la división a pala.

La masa de ensayo depende del tamaño máximo

Estos valores se reproducen aproximadamente como D dividido entre diez, al cuadrado, en kilogramos: para 32 mm el cálculo da alrededor de 10 kg y para 16 mm unos 2,6 kg. Donde la densidad de las partículas queda claramente por encima del rango habitual, la masa se aumenta para que el volumen de ensayo siga siendo comparable. Recortar la masa de ensayo es la desviación más frecuente y distorsiona directamente el extremo grueso: en material de 32 mm una masa de 2 kg permite que la presencia o ausencia de un único grano en el tamiz superior mueva el porcentaje varios puntos.

El límite de carga del tamiz

Durante el propio análisis rige un segundo límite: al terminar el tamizado, la masa retenida en un tamiz no debe superar la superficie del tamiz multiplicada por la abertura y dividida entre doscientos. Si se supera, el tamiz superior se ciega, las fracciones finas no pasan y la granulometría declarada se vuelve artificialmente gruesa. El remedio es tamizar la masa en dos o tres lotes en lugar de uno.

Cálculo y tabla de resultado típica

Tras el tamizado se pesa la masa retenida en cada tamiz, se añaden los finos del fondo y el total se compara con la masa inicial. Si la pérdida supera con claridad el uno por ciento, el análisis se repite. Después se calcula el porcentaje que pasa por cada tamiz. En un producto de 32 mm ensayado con 10 kg el resultado se presenta así:

De una tabla así no se lee una cifra aislada sino la forma de la curva. En el ejemplo la mitad del material queda por debajo de 16 mm y la fracción inferior a 0,063 mm se mantiene bajo el medio por ciento. Esos dos valores extremos son los que deciden para qué uso sirve realmente la clase producida.

Cómo vuelve el resultado a los ajustes

Un análisis granulométrico no es un informe, es una instrucción de ajuste. Si la curva sale más gruesa de lo previsto, lo primero que se examina es la propia criba: malla rota o cegada, inclinación y amplitud, y carga repartida sobre el piso. Si la fracción fina supera lo esperado, quedan en cuestión el ajuste de la etapa terciaria y el llenado de su alimentación. Un hueco inesperado en las fracciones medias significa que los ajustes de dos etapas consecutivas no se solapan. El efecto de la elección de piso y de la abertura sobre la curva del producto se observa antes en una criba vibratoria convencional, porque cambiar un piso desplaza directamente los puntos de quiebre de la curva.

Un registro utilizable

En la cabecera de cada análisis constan cuatro datos: el punto de toma, la hora y el turno, las etapas en marcha en ese momento y el origen del material de alimentación. Sin esos cuatro, las curvas no se comparan. Dos muestras tomadas del mismo acopio con una semana de diferencia diferirán, y lo que permite explicar la diferencia no es la curva sino esas cuatro líneas. Cuando existe disciplina de medición, el análisis granulométrico se convierte en el lenguaje común de las decisiones de ingeniería minera, desde la planificación de cantera hasta la especificación de producto.

Si quiere fijar qué serie de tamices y qué frecuencia de muestreo convienen a sus clases, podemos trasladar juntos los puntos de medición a su esquema de flujo actual.