El cribado es fundamental para eliminar impurezas y garantizar la calidad del material que será utilizado. Un ejemplo clásico es el uso de arena en la construcción civil, en el cual no puede haber residuos en la preparación del concreto, ya que pueden alterar su composición.
Pensando en las plantas de tratamiento de minerales, la forma universalmente aplicada para realizar esta clasificación es a través de las cribas vibratorias. Son máquinas responsables de realizar el proceso de separación de mezclas heterogéneas mediante la vibración de rejillas o mallas perforadas mientras el material pasa por el equipo.
EBOOK VIBRACION
Las partículas mayores que los orificios de la malla, también conocidos como tamaño de “corte”, quedan retenidas, mientras que el resto del material pasa a la siguiente etapa.
Las mallas más comunes son barras de acero y chapas perforadas utilizadas para el cribado grueso (400 mm a 40 mm), mientras que las mallas de caucho, poliuretano y acero de diversas aleaciones realizan el cribado medio a fino (70 mm a 0,15 mm).
Cada tipo de malla con su tamaño de corte y forma del orificio debe dimensionarse según los requisitos de cada aplicación, como por ejemplo: tasa de alimentación, densidad del material, humedad, índice de abrasión, porcentaje de sólidos, curvas granulométricas, entre otros.
Este proceso de clasificación puede realizarse en varias etapas utilizando mallas con diferentes granulometrías, así se atiende la exigencia de separación de impurezas que se hayan agregado durante el proceso y, al mismo tiempo, se posibilita la reutilización de sobrantes.
En este artículo se explorarán los tipos clásicos de cribas vibratorias, sus aplicaciones, el principio de funcionamiento y cómo monitorearlas.
Tipos de cribas y aplicaciones
Existen dos tipos clásicos de cribas vibratorias que reciben su nombre en función del movimiento que recorren las partículas: la lineal y la circular.
Criba lineal
La criba lineal se monta generalmente en posición horizontal y está indicada para materiales a granel desde los más pesados hasta los de pequeño porte, secos o con baja humedad. Su movimiento es rectilíneo y la velocidad de transporte del material gira en torno de 12 m/min a 18 m/min.
Criba circular
La criba circular, por su parte, se monta con una inclinación que varía entre 15° y 35° y mueve el material a una velocidad de 18 a 36 m/min, dependiendo de la inclinación.
El movimiento de las partículas se define como circular o elíptico, en el cual son lanzadas hacia arriba y hacia adelante, de modo que entran en contacto con la malla repetidamente.
Generalmente, este tipo de criba se utiliza para granulometrías más rigurosas o para materiales líquidos.
Ambos tipos de cribas se emplean ampliamente en diversas aplicaciones, como en el proceso de barbotina para la producción de cerámicas, en las industrias química y farmacéutica en la elaboración de aceites vegetales, en la industria alimentaria para refinar azúcar, sal, harinas y separar granos.
Cabe destacar el caso de la industria minera, donde el cribado es esencial para el proceso de extracción de diversos minerales como hierro, manganeso, aluminio, cobre, oro, caliza, granito, arenas y carbón.
Funcionamiento de la criba
En una criba casera ordinaria es necesario aplicar una fuerza para agitar y mover el material, provocando el cribado.
En el contexto de las cribas industriales ocurre de forma similar, donde existen excitadores de vibración que ejercen una fuerza oscilatoria que agita la malla, provocando el movimiento de las partículas.
Los excitadores están acoplados a martillos desbalanceados que, al rotar sincronizados en sentidos opuestos, producen una fuerza oscilatoria unidireccional perpendicular a la línea AB que conecta el centro de los martillos.
Los martillos están conectados a ejes que giran en sentidos opuestos gracias a un par de engranajes, los cuales están conectados a un motor eléctrico que mueve todo el sistema.
Monitoreo de cribas vibratorias
El sistema vibratorio de las cribas está compuesto básicamente por un motor eléctrico, correas de transmisión de movimiento, ejes, acoplamientos, excitadores de vibración, martillos desbalanceados y las mallas.
Como trabajan bajo vibración constante, es natural que ocurra el desgaste de componentes como engranajes, rodamientos, ejes y correas.
Sabiendo que estas máquinas muchas veces son equipos críticos para los procesos, una de las formas más efectivas de mantenerlas con buena confiabilidad es a través del mantenimiento predictivo.
El objetivo del mantenimiento predictivo es prevenir fallas en los equipos mediante el monitoreo de parámetros, identificando señales de anomalías aún en etapas iniciales y así poder realizar ajustes o ayudar a determinar el momento adecuado para sustituir piezas.
De esta manera, es posible eliminar intervenciones preventivas innecesarias, disminuir los costos de intervención y reducir la probabilidad de fallas inesperadas.
Las soluciones que realizan el monitoreo en línea de los equipos, como la de Tractian, son las más indicadas para máquinas que son cruciales para los procesos, ya que recolectan y analizan datos de forma continua.
El sensor de vibración de Tractian puede instalarse en el motor, en el reductor o en los excitadores, y así realizar la recolección de datos de vibración y temperatura para luego enviarlos a la plataforma.
¿Qué fallas puede detectar la plataforma de Tractian?
La plataforma recibe la información enviada y, utilizando inteligencia artificial, analiza estos datos buscando encontrar indicios de fallas potenciales.
A través del análisis de vibración media realizado por la plataforma, es posible identificar cuáles son los patrones vibratorios naturales del proceso y, si hay variaciones en estos perfiles, se genera una alerta indicando una posible falla en la maquinaria.
Otro análisis realizado automáticamente por la plataforma es a través de la transformada de Fourier, que genera el espectro de frecuencias.
Mediante este método es posible analizar el pico de intensidad en cada frecuencia individualmente e incluso identificar qué falla está generando esa señal mediante los modelos predictivos.
Los modelos predictivos de Tractian pueden, a través de técnicas matemáticas, identificar fallas como desalineación, desbalance, desgaste de engranajes, desgaste de rodamientos, entre otras.
Esto es posible porque todas estas averías presentan una firma espectral característica, por lo que mediante los modelos es posible monitorear constantemente los equipos, categorizando qué falla está ocurriendo en el equipo y cuál es su gravedad.
En el gráfico anterior se identificó un desbalance grave en un eje, donde se observa una ruptura de más del 100% en el límite de vibración en la frecuencia de rotación del equipo en la dirección axial.
En caso de que se identifique una señal que supere los límites operacionales definidos en los modelos, se genera un insight alertando al equipo de mantenimiento de que hay una avería en el equipo, permitiendo así realizar una intervención en la máquina antes de que ocurra una falla.
Con esta información es posible monitorear el estado actual de los equipos, haciendo que la actuación del equipo de mantenimiento sea más ágil y precisa.
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Referencias
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VALADÃO, G. E. S.; Araújo, A. C. (2012) Introducción al Tratamiento de Minerales, 1ª ed., Editora UFMG, Belo Horizonte, MG
WILLS, B.A., Napier-Munn, T.J. (2006) Mineral Processing Technology: An introduction to the practical aspects of ore treatment and mineral recovery, 7ª ed., 444p, Elsevier Science and Technology Books, Ámsterdam, Países Bajos, p. 186-19
SALES (2020) Cribado industrial: metodología para dimensionamiento y simulación. Belo Horizonte, Editora UFMG, Belo Horizonte, MG
