Selección de equipos según dureza y abrasividad de la roca

La selección de equipos según dureza y abrasividad de la roca es la primera decisión que fija el coste de propiedad de una planta de trituración. Las dos propiedades no se sustituyen entre sí: una roca puede resistir con fuerza la rotura y aun así tratar bien al acero, o romperse con facilidad y consumir piezas de desgaste a un ritmo inquietante. Un emparejamiento erróneo casi nunca aparece como tonelaje perdido; aparece como factura de piezas y como paradas.

Dos propiedades que se confunden continuamente

La resistencia es la tensión que soporta la roca antes de romper y se mide en laboratorio como resistencia a compresión simple. La abrasividad es la velocidad a la que la roca desgasta el metal que toca y depende sobre todo de la composición mineral, en primer lugar del contenido de cuarzo. El cuarzo ocupa el 7 en la escala de Mohs y supera al acero de herramienta, por lo que incluso una arenisca considerada blanda puede ser muy abrasiva si es rica en cuarzo.

En obra la diferencia se lee así: la resistencia indica qué principio de trituración terminará el trabajo; la abrasividad indica cuál lo hará con un consumo de piezas aceptable. Ninguna lista de equipos debería redactarse antes de responder a ambas preguntas.

Clases de resistencia

La mecánica de rocas emplea una clasificación asentada de la resistencia a compresión simple. Los límites varían algo entre fuentes, pero estos intervalos son de aceptación general:

El comportamiento en el frente no se deduce solo de la resistencia de la roca sana. El espaciado de discontinuidades, la alteración y la estratificación gobiernan la granulometría de la voladura y, con ella, el carácter de la alimentación del primario.

Cómo se mide la abrasividad

Predominan dos índices. El índice Cerchar se obtiene de la anchura de la superficie de desgaste que deja una punta de acero templado al rayar la roca bajo una carga definida, y se interpreta por tramos:

El segundo es el índice de abrasión de Bond, expresado en gramos de metal perdidos por una paleta de acero normalizada en un ensayo de tambor. En la práctica un valor inferior a 0,1 se lee como bajo, de 0,1 a 0,4 como moderado y desde 0,4 como alto. La caliza suele quedar en el tramo inferior, el granito y el basalto entre moderado y alto, y la cuarcita en el superior. Ambos índices son propios de la muestra: el mismo nombre de roca da valores distintos según la cantera.

Compresión o impacto

Los principios de trituración forman dos familias. Las trituradoras de mandíbulas y de cono rompen el material comprimiéndolo entre dos superficies, en un contacto lento y guiado. Las de impacto lo rompen golpeándolo a alta velocidad: eso da producto cúbico y una alta relación de reducción en una etapa, pero eleva la velocidad relativa entre metal y roca. Con alimentación abrasiva, esa velocidad relativa dispara el consumo de barras y blindajes.

Por eso, cuando la abrasividad es alta, en secundario y terciario se prefiere una trituradora de cono: el contacto por compresión pierde menos metal para el mismo tonelaje.

Selección de equipos según dureza y abrasividad de la roca: datos mínimos

Antes de redactar la lista de equipos, el expediente debe contener resistencias a compresión de muestras representativas, un índice de abrasividad, el contenido de cuarzo o cuarzo equivalente, la granulometría esperada tras la voladura, la humedad y el contenido de arcilla, y las fracciones objetivo con su exigencia de forma. La arcilla y la humedad aumentan el riesgo de empastado en las etapas de compresión y cambian la preparación de la alimentación. Reunir ese conjunto es tarea de la ingeniería minera y constituye el núcleo de la consulta enviada a los proveedores.

Marcar los puntos de muestreo sobre el plano de cantera se paga más adelante: cuando la roca cambia, el origen de la desviación se puede rastrear. Si al mismo expediente se añaden el esquema de voladura y las granulometrías observadas, la boca de alimentación del primario se elige con registros y no con suposiciones.

Preguntas frecuentes

¿Basta con una muestra?

No. La resistencia y el contenido de cuarzo varían tanto lateralmente como en profundidad. Se valora la media de varios niveles junto con el valor más desfavorable.

¿La roca dura es siempre abrasiva?

No. Resistencia y abrasividad son propiedades distintas; un carbonato duro sin cuarzo puede ser bastante menos abrasivo que una arenisca blanda rica en cuarzo.

¿Cómo se compara el coste de desgaste al elegir?

Por tonelada. Para cada alternativa se colocan juntos el intervalo de cambio previsto y la parada por cambio, y la diferencia de precio inicial se juzga con esas dos cifras.