Explicación de los probadores de carga puntual

Geosystems lleva varios años fabricando equipos de ensayo de carga puntual (PLT) en Australia. Durante este tiempo, hemos asesorado a nuestros clientes sobre la mejor manera de utilizar los PLT en el sector geotécnico. Por ello, consideramos que era el momento oportuno para publicar un artículo explicativo sobre los equipos de ensayo de carga puntual, respondiendo a las preguntas más frecuentes de nuestros clientes.

¿Qué es un probador de carga puntual?

Un probador de carga puntual es una prensa sencilla que se utiliza para comprobar la resistencia de las rocas.

Durante el ensayo de la muestra central, el medidor registra la carga puntual máxima ( en kN). El índice de resistencia obtenido puede correlacionarse con la resistencia a la compresión uniaxial (kN) de la roca ensayada.

Despliegue del probador de carga puntual.

Los probadores de carga puntual están diseñados para ser compactos y portátiles. Por ello, es posible realizar pruebas de muestras de roca junto con la plataforma de perforación. En consecuencia, se pueden obtener resultados precisos in situ de inmediato, mientras la muestra aún está fresca. Sin las pruebas in situ, las muestras tendrían que enviarse a un laboratorio de análisis de rocas en cajas de muestras de núcleos, un proceso que podría tardar días en arrojar resultados. Un probador de carga puntual permite al usuario delimitar fácilmente zonas de roca con diferentes propiedades de resistencia en minutos, no en días.

Usos del probador de carga puntual.

Los probadores de carga puntual resultan muy útiles en proyectos de minería e ingeniería civil a gran escala para clasificar los tipos de roca. Principalmente para la clasificación y caracterización de rocas.

Comprender la clasificación y caracterización de las rocas permite a las operaciones mineras mejorar el diseño, aumentar la eficiencia del procesamiento de la mina y, en última instancia, ahorrar dinero.

Esto difiere de otras aplicaciones de ensayos de roca donde la resistencia de la roca constituye uno de los cinco parámetros para la clasificación de la masa rocosa, fundamental para que los ingenieros de túneles tomen decisiones sobre el sostenimiento del túnel, la luz máxima del túnel, los patrones de pernos de roca adecuados y el uso de malla. Los cinco parámetros básicos de caracterización son:

1. Resistencia del material rocoso intacto (medida por PLT)
2. Designación de calidad de roca RQD
3. Espaciamiento de las juntas
4. Estado de las articulaciones
5. Condiciones del agua subterránea

Las fluctuaciones en la dureza del mineral y la distribución del tamaño de la alimentación en minas pueden influir significativamente en el rendimiento de la trituradora y el molino. En algunas operaciones, se presentan problemas importantes de estabilidad del molino cuando el tamaño de la alimentación no se controla adecuadamente. La manipulación del tamaño de la alimentación del mineral en bruto ofrece oportunidades para mejorar el rendimiento y la eficiencia de los equipos de trituración y molienda. La optimización desde la mina hasta el molino es una herramienta fundamental para gestionar las variaciones en la dureza y la fragmentación.

De la mina a la planta de procesamiento.

La metodología "De la mina a la planta" utiliza mediciones de caracterización de mineral sencillas y económicas que pueden ser realizadas por personal capacitado en el sitio. Por consiguiente, con frecuencia la propia operación ya realiza las mediciones. La ventaja de estas mediciones simples radica en la cantidad de datos que se pueden recopilar en un plazo muy breve, dado que el número limitado de muestras requiere su envío a un laboratorio externo. Al intentar caracterizar un yacimiento completo, la densidad de datos es fundamental.

Para la caracterización del mineral, utilizamos mediciones de la resistencia de la roca (Índice de Carga Puntual, ICP y/o UCS) y de la estructura de la roca (Designación de Calidad de la Roca, RQD y/o frecuencia de fracturas). Tanto las mediciones de ICP (véase la Figura 1) como las de RQD (Figura 2) pueden realizarse en testigos de perforación, y las pruebas de carga puntual también pueden realizarse en testigos (completos/medios) y/o muestras de material de forma irregular. El valor de ICP puede correlacionarse con la Resistencia a la Compresión Uniaxial (UCS), así como con los parámetros A y b de la prueba de caída de peso JKMRC (Figura 3).

Parámetros de peso de caída

Los parámetros de peso de caída son necesarios para modelar los circuitos de trituración y molienda. Por lo tanto, el uso del Índice de Carga Puntual permite a las minas caracterizar las propiedades de sus rocas de forma rápida y sencilla, aprovechando al mismo tiempo los sofisticados modelos de molienda disponibles. Normalmente, basta con recolectar 15-30 muestras para el análisis SMC (para obtener los parámetros Axb) y correlacionar los resultados con el PLI. Antes de enviar las muestras para el análisis SMC, la mina debe analizarlas para determinar el PLI.

El valor RQD representa la estructura de la roca e indica la frecuencia de fracturas presente en el testigo de perforación. Por consiguiente, el valor RQD se toma de forma rutinaria en las operaciones con fines geotécnicos. Sin embargo, el RQD resulta muy útil en la modelización de la fragmentación por voladura cuando no se dispone de un mapeo detallado de la estructura de la masa rocosa. También utilizamos los datos de mapeo de ventanas recopilados por el personal de campo, los datos de mapeo de líneas de escaneo y/o técnicas fotogramétricas digitales (si están disponibles).

Mapeo de propiedades rocosas

La delimitación de las propiedades de la roca y la definición de los dominios de voladura (Figura 4) es posible una vez que se dispone de los datos de PLI y RQD (o frecuencia de fractura). Dentro de cada dominio, el material se comportará de manera similar en los procesos de voladura, trituración y molienda, mientras que todos los dominios abarcan la gama completa de propiedades de la roca presentes. Utilizamos estos datos para simulaciones de fragmentación de voladura con el fin de determinar las distribuciones de tamaño del material de alimentación (Figura 5).