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Agregados pétreos: su majestad la roca

*Por Ailén Díaz, de Metalloy.
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EDITORIAL

*Por Ailén Díaz, de Metalloy.

Los agregados son un elemento esencial en el desarrollo de infraestructura y contribuyen a nuestro nivel de vida actual, y mantener este estándar requiere una enorme cantidad de agregados.

Los procesos de trituración son aplicables en diversos campos del procesamiento de materias primas, donde las actividades que se llevan a cabo dependen de qué agregados minerales se procesan con un tamaño apropiado. El objetivo de la trituración es lograr el tamaño y forma requeridos, lo cual depende de muchos factores, incluido el tamaño y granulometría de entrada a triturar, su disposición en la cámara de trituración de las máquinas, los ajustes de las trituradoras, las propiedades fisicoquímicas del material, la trayectoria y velocidad del movimiento de las partículas en fracturación. Los procesos de trituración son particularmente importantes para las empresas del sector de la construcción y de carreteras porque gracias al proceso de trituración es posible obtener los áridos de alta calidad requeridos por los clientes.

Para controlar eficazmente el proceso de trituración, también es muy importante conocer la influencia de la composición y propiedades de las rocas en este proceso. Por ello, varios estudios abordan esta cuestión, con el objetivo de lograr un control del proceso de trituración que permita una producción eficiente de áridos con las propiedades requeridas. Se cuenta con numerosos estudios sobre la influencia de las propiedades de las rocas en su trituración y las propiedades resultantes, es posible mencionar, por ejemplo, investigaciones que se ocupan del estudio de la triturabilidad de las rocas; otras investigaciones se ocupan de la influencia de la composición de las rocas, así como de la forma, propiedades de textura y grano de las rocas.

El punto de partida en la valoración de los agregados para producir diversos productos es el tipo de material que se va a procesar, y para ello es importante conocer su origen, que determinará las propiedades de las rocas. Según su origen, las rocas se dividen en tres grupos, a saber, las ígneas, metamórficas y sedimentarias.

Rocas ígneas

Las rocas ígneas se forman cuando se solidifica un material rocoso fundido caliente llamado magma. Estas rocas están compuestas principalmente de silicato y se pueden dividir en dos tipos: intrusivas y extrusivas. En el primer tipo, el magma cristaliza dentro de la corteza terrestre, mientras que, en este último, se solidifica en la superficie, habiendo entrado en erupción de un volcán.

Las zonas volcánicas están asociadas con los límites de las placas de la corteza terrestre y pueden ser en gran parte continental, oceánico o ambos. La corteza oceánica está compuesta de material basáltico, mientras que la corteza continental varía desde granítica en la parte superior hasta basáltica en la inferior.

El grado de cristalinidad es uno de los elementos más importantes de la textura. Una roca ígnea puede estar compuesta por un agregado de cristales. Los granitos se caracterizan por una textura granular, de grano grueso, en la que se forma más óxido de silicio.

Las riolitas son rocas extrusivas ácidas que comúnmente se asocian con andesitas y representan el equivalente volcánico del granito. Son frecuentemente porfídicas, los fenocristales varían en tamaño y abundancia. El pórfido de cuarzo tiene una composición similar a la riolita.

Los basaltos están compuestos principalmente de plagioclasa cálcica y piroxeno y es el tipo de roca extrusiva más importante exhibiendo una gran variedad de texturas.

Metamorfismo y rocas metamórficas

Las rocas metamórficas se derivan de tipos de rocas preexistentes y han sido sometidas a procesos mineralógicos, cambios texturales y estructurales. Estos cambios han sido provocados por cambios que han tenido lugar en los entornos físicos y químicos en los que las rocas existieron. Los procesos responsables del cambio dan lugar a una transformación progresiva en roca que se produce en estado sólido. Las condiciones cambiantes de temperatura y/o la presión son los principales agentes que causan reacciones metamórficas en las rocas.

Cuando ocurre el metamorfismo, generalmente hay poca alteración en la composición química general de las rocas involucradas, es decir, con la excepción del agua y los componentes volátiles como dióxido de carbono, se pierde o gana poco material. Este tipo de alteración se describe como cambio isoquímico.

Rocas sedimentarias

Las rocas sedimentarias forman una piel exterior sobre la corteza terrestre, que cubre tres cuartas partes de su superficie, áreas continentales y la mayor parte del fondo marino. Varían en espesor hasta 10 km. Sin embargo, sólo comprenden alrededor del 5% de la corteza.

La mayoría de las rocas sedimentarias son de origen secundario, derivado de la rotura de rocas preexistentes. La velocidad a la que se produce la meteorización actúa como un control sobre la velocidad de sedimentación, que a su vez afecta el carácter de un sedimento. Sin embargo, su tasa no sólo está determinada por los agentes en acción, es decir, por la intemperie, o por el río, acción marina, del viento o del hielo, sino también por la naturaleza de la superficie. Cada ciclo de erosión es acompañado de un ciclo de sedimentación.

Los yacimientos se pueden clasificar según el uso de los minerales contenidos, si bien usualmente se asocia el concepto de los yacimientos minerales con la concentración de metales, muchas otras sustancias minerales son aprovechables y requeridas por la industria en general provienen de yacimientos que proveen minerales y rocas industriales, rocas ornamentales y áridos (sean estos naturales o triturados con máquinas de trituración) para la construcción.

Generalmente en las canteras de agregados pétreos se explotan:

Basalto: variedad más común de roca volcánica. Se compone casi en su totalidad de silicatos oscuros de grano fino, sobre todo feldespato y magnetita. Es de color gris oscuro, muy dura, pero de baja abrasión. Generalmente no fractura gran cantidad de finos durante los procesos de trituración debido a su estructura cristalográfica.

Granito: constituye la base de las masas continentales y es la roca ígnea más común entre las expuestas en la superficie terrestre.

Se compone principalmente de feldespato, cuarzo, y de algunos otros minerales abrasivos como el circón.

El granito suele ser gris y con motas debidas a los cristales más oscuros. El feldespato de potasio da a la roca un tono rojo como el de Sierra Chica u Olavarría, se forma a partir de magma enfriado de forma muy lenta bajo la superficie terrestre, lo que posibilita la cristalización de los minerales. Velocidades de enfriamiento muy lentas dan lugar a una variedad de grano grueso y más rápidas de grano más fino, cuya estructura cristalina desprende más polvo en el proceso de trituración. Es muy duro y abrasivo.

Cuarcita: es una roca metamórfica bastante común y muy distribuida en presencia de arcilla, compuesta principalmente por cuarzo, que la hacen extremadamente abrasiva. Su fractura es fácil, ya que se trata de una arenisca.

Canto rodado: ha sido formado por modelado fluvial, esto es una vez desprendida la partícula de roca ésta es transportada por los ríos y se redondea por rozamiento en el cauce del río, junto con otros sedimentos. Se encuentra en yacimientos generalmente cercanos a ríos, a veces secos, otras veces depositados en bancos antiguos, mezclado con arena. Depende de su origen el nivel de dureza y abrasividad, se encuentran granitos, basaltos, gneis, riolitas, cuarcitas, mezclados, etc.

Las características propias y diferenciales que poseen los distintos tipos de yacimientos y las sustancias minerales que proveen, condicionan los distintos aspectos de la minería relacionada con ellos, tales como su exploración, explotación y tratamiento, y también el impacto que generan en el medio ambiente. El devenir de la minería en la Argentina está ligado a la búsqueda, puesta en valor y producción de minerales de cobre, especialmente los llamados pórfidos de cobre, oro y molibdeno. Generalmente las Minas en Argentina tienen tres tipos de yacimientos metalíferos: pórfidos de cobre y similares, hidrotermales de oro y plata y diseminados de plata, plomo y zinc.

Por lo tanto, la calidad de los áridos es de considerable importancia a la hora de determinar su aplicación, para cualquier uso técnico particular. Es por esto que es tan importante el método de realización del proceso de trituración, así como la selección del tipo de trituradora más adecuada, la selección de fracciones para el tipo de áridos y los requisitos de calidad deseados en el producto final. Los agregados que tienen una baja resistencia a la degradación pueden causar muchos problemas tanto para el concreto de cemento Portland como para la mezcla asfáltica en caliente.

La tasa de desgaste de Los Ángeles es el método más utilizado para medir la resistencia de los agregados a la abrasión. La prueba mide la resistencia de un agregado al desgaste generado entre partículas de roca por el impacto y fracturación por esferas de acero. Otras pruebas posibles para evaluar la degradación del agregado pueden ser el Índice de Fractura del agregado y su valor de impacto. El valor de fracturamiento del agregado proporciona una medida relativa a su resistencia bajo una carga de compresión aplicada gradualmente. El valor del impacto agregado proporciona una medida relativa de la resistencia a un choque o impacto repentino. Se recomienda utilizar una combinación de estos tres ensayos para evaluar la tenacidad/resistencia a la abrasión del agregado en cuestión.

Para iniciar un proceso productivo se seleccionan diferentes equipos dimensionados apropiadamente. En general se suelen utilizar:

-Alimentadores a zapatas, recomendados para casos de minerales húmedos

-Alimentadores vibratorios tipo Grizzly, con grillas de preclasificación de finos y unidad excéntrica de doble eje o motovibradores.

– Alimentadores vibratorios electromagnéticos o con motovibradores

– Trituradoras a mandíbulas

– Trituradoras a cono

– Trituradoras giratorias

– Trituradoras a Impacto de eje horizontal

– Trituradoras a martillos

– Trituradoras a impacto de eje vertical.

– Molinos a rolos.

– Quebrantadores a rodillos, generalmente utilizados para materiales muy difíciles como el sinter de alto horno, se compone de dos rodillos enfrentados similares a los molinos a rolos, pero de menores revoluciones, mayores potencia y tamaño.

-Cilindros aglomeradores

-Plantas de hidrociclonado

-Separadores magnéticos y electrostáticos

-Filtros prensa

Sobre la empresa

Metalloy está ubicada en el Parque Industrial de Tandil, desde dónde atendemos a todo el país. Disponemos de un amplio stock de piezas de desgaste de trituración y desarrollamos piezas especiales. Proveemos equipos para alimentación, clasificación, trituración, molienda, aglomeración, etc. A su vez, reparamos equipos y componentes ofreciendo un servicio integral a la minería.

Somos representantes de:

CMS CEPCOR LTD y COLUMBIA STEEL, provisión de piezas de desgaste y repuestos de trituradoras. Venta de equipos nuevos y reacondicionados.

MÁQUINAS FURLAN Ltda, fabricante de equipos de trituración y clasificación desde 100 hasta 800 TPH, fundición y mecanizado de piezas moldeadas en aceros especiales para la minería, cemento y agregados.

ERAL-CHILE S.A, fabricante de equipos para lavado y procesamiento de minerales, cilindros aglomeradores, filtros prensa, espirales concentradores, separadores magnéticos, plantas compactas con hidrociclones e hidroclasificadores, cribas vibratorias para arena de fracking, bombas para lodos, etc.

Bibliografía

Engeneering geology, F. G.Bell; Influence of Natural Aggregate Crushing Process on Crushing Strength, Pacana A., 2021, Sustainability 13(15):8353, DOI:10.3390/su13158353; Trituración-clasificación: introducción al conocimiento de los procesos productivos, Boletín Informativo n°5 Metalloy, Díaz H., 2006.