Tratamiento secundario - elementos del equipo

8.4 Tratamiento secundario - elementos del equipo

El tratamiento secundario es la fase donde material previamente fragmentado por trituradores primarios se somete a reducción adicional mediante máquinas más finas, generalmente trituradores de cono o impacto de tamaño medio, que mejoran distribución granulométrica y facilitan posterior cribado clasificador. Esta fase es opcional en plantas pequeñas pero es esencial en plantas medianas-grandes para optimizar rendimiento de valorización. A diferencia del tratamiento primario que maneja materiales muy heterogéneos y bloques grandes, el secundario trabaja con material pre-procesado, permitiendo especificación de máquinas más precisas. Este apartado detalla componentes de equipo secundario, funcionamiento integrado en línea de proceso, y optimización operacional.

Trituradores secundarios de cono

El trituradores de cono en secundario es versión más pequeña que los usados como triturador primario único. Aunque mecanismo es idéntico (eje excéntrico con pomo giratorio dentro de copa fija), dimensiones son menores: entrada máxima 100-200 mm, potencia 37-75 kW, capacidad 80-150 t/h. El producto de trituradora primaria (0-80 o 0-100 mm) se alimenta a este secundario que lo reduce a 0-30 o 0-40 mm según regulación de gap. Comparado a trituradores primarios, el secundario opera bajo presión de tritura menor, generando menos ruido y polvo.

Componentes específicos en secundario: (a) Reducción de escala en bastidor (2-4 metros altura vs. 4-6 metros en primarios), (b) Rodamientos de rodillos cónicos de capacidad media (precargas 3-4 toneladas vs. 6-8 toneladas en primarios), (c) Sistemas hidráulicos de regulación de gap más precisos (presión 3-4 bar constante mediante válvulas de presión), (d) Pomo de espesor más fino (250-400 mm diámetro vs. 500-800 mm en primarios), revestimiento desgastándose más lentamente por presión menor, (e) Tasa de alimentación controlada mediante vibrador de tolva para evitar sobrecarga.

La ventaja del trituradora de cono en secundario es producir distribución granulométrica más cerrada que si el material primario fuese directamente a criba. Una pasada adicional de tritura reduce significativamente el material fuera de rango (oversized en la distribución), mejorando % de árido comercial de 85% a 92%+. El coste adicional de esta segunda máquina (80.000-150.000 euros plus instalación) se recupera típicamente en 2-3 años por reducción de material rechazado.

Trituradores de impacto vertical (VSI)

Los trituradores de impacto vertical (Vertical Shaft Impact, VSI) son máquinas alternativas al cono en tratamiento secundario, ganando popularidad en plantas europeas. Un rotor vertical con martillos gira a 1.200-1.800 rpm. El material entra por la parte superior cayendo en el centro del rotor donde es acelerado hacia afuera por fuerza centrífuga, impactando contra blindajes cilíndricos internos. La fragmentación es combinación de impacto directo y fricción abrasiva contra pared de blindaje. Configuración de "roca contra roca" se logra también alimentando material a zona de impacto desde afuera, haciendo que partículas se golpeen entre sí.

Componentes VSI: (a) Rotor vertical de 1-1.5 metros diámetro, (b) Martillos o dientes de acero al manganeso intercambiables cada 500-1.500 horas, (c) Cámara de impacto con blindajes reemplazables de acero al manganeso de 40-50 mm espesor, (d) Sistema de recirculación integrado: malla en descarga inferior rechaza material > tamaño target, que retorna automáticamente al rotor para re-tritura, (e) Motor de 45-110 kW, (f) Estructura compacta de 2-3 metros altura, peso 40-60 toneladas.

Ventajas VSI: excelente para material parcialmente fragmentado o con estructura laminar (fragmentos planos), genera producto de cubicidad superior (mejor empaquetamiento en hormigón), bajo coste operativo (menor consumo energético que cono: 8-10 kWh/t vs. 10-12 kWh/t), tamaño compacto ideal para plantas con espacio limitado, y posibilidad de modificar granulometría rápidamente cambiando configuración de recirculación. Desventajas: desgaste de martillos rápido (mayor coste de repuestos), sensibilidad a humedad (material mojado se apelmaza), y menor capacidad absoluta (máximo 150 t/h vs. 200 t/h de conos).

Aplicación: plantas con espacio limitado, operaciones donde cubicidad de árido es importante (hormigones de altas prestaciones), y cuando material de entrada es parcialmente triturado con alto % de finos.

Cribas vibratoria secundarias

Aunque técnicamente no es "trituradora", la criba vibratoria secundaria es equipo integrado en fase de tratamiento secundario. Ubicada inmediatamente tras trituradora secundaria, realiza cribado de clasificación: separa material en dos o tres fracciones según requerimiento. Diferencia respecto a criba primaria: recibe material ya reducido (0-40 mm típicamente) por lo que mallas pueden ser más finas sin riesgo de atascamiento. Configuración típica de criba secundaria: (a) cubierta superior 30-40 mm (para rechazar oversized), (b) segunda malla 10-20 mm, (c) tercera malla 4-8 mm (opcional). Producto es separado en hasta 4 fracciones simultáneamente.

Componentes: (a) Bastidor rectangulares soldado de acero de 3-4 metros largo x 1,5-2 metros ancho, (b) Dos o tres juegos de mallas intercambiables de acero o poliuretano (malla de acero más duración; poliuretano menos ruido), (c) Motor vibrador de 5-15 kW que genera 1.200-1.500 vibraciones/minuto, (d) Rodillos o soportes elastoméricos que aíslan vibración del bastidor, reduciendo ruido transmitido a estructura. Capacidad 60-180 t/h dependiendo tamaño de criba y granulometría de entrada.

Separadores de metales ferrosos

Durante tratamiento secundario, hierro residual presente en material puede ser fragmentado en partículas pequeñas por la trituradora, requiriendo re-extracción mediante electroimán. Separador de metales ferrosos en secundario es típicamente imán manual (montado en grúa de mano que se pasa sobre tolva de material) o imán fijo de descarga de trituradora. Máquinas modernas incluyen "detector de metales de línea" ubicado en cinta de transporte antes de criba final que automáticamente detiene procesos si hierro no ferrosos (cobre, latón) es detectado, evitando contaminación.

Sistemas de imán permanente (sin electricidad) son alternativos a electroimanes en instalaciones móviles o con potencia limitada, aunque con campo magnético menos intenso.

Sistemas de transporte entre etapas

La transferencia de material entre trituradora primaria → criba primaria → trituradora secundaria → criba clasificadora requiere sistemas de transporte que minimizan polvo y segregación. Opciones incluyen: (a) Cintas transportadoras con sistema de amortiguación en zona de carga, velocidad 2-4 m/s, capacidad 150-300 t/h según ancho y velocidad, (b) Tornillos transportadores (helicoidal) para distancias cortas o elevación vertical, menos pulverizador que cintas, (c) Tolvas de gravedad con controles de caudal (compuertas, vibrador). Cintas son solución más flexible; tornillos son compactos pero requieren potencia elevada.

Diseño de transporte debe minimizar caídas libres (que generan segregación y polvo): transferencias deben realizarse en ángulos menores de 45 grados o mediante sistemas amortiguados. Distancia máxima transporte sin degradación es 30-50 metros; distancias mayores requieren cinta con aislamiento de ruido (bandas de elastómero).

Regulación y control operacional de secundario

A diferencia del primario donde la entrada es heterogénea y menos controlable, el secundario trabaja con material pre-procesado permitiendo control más fino de parámetros. Sistemas automáticos de control incluyen: (a) variadores de velocidad en trituradora secundaria que ajustan rpm según carga detectada por amperímetro del motor, (b) sensores de nivel en tolva de alimentación que activan/desactivan vibrador de tolva, (c) sistemas de regulación automática de gap de trituradora mediante células de carga que mantienen presión constante, (d) paro automático si detector de metales identifica contaminación. Estos sistemas reducen intervención operaria y optimizan rendimiento energético.

Caso práctico: línea de tratamiento secundario en planta de 150 t/día

Planta existente procesa 150 t/día usando solo trituradora primaria de mandíbula + criba de dos fases. Análisis identificó que 18% del material procesado es rechazado como oversized (> 63 mm) o pasante fino inaceptable (< 0/4 mm de baja calidad). Decisión: añadir trituradora de cono secundario + criba de tres fases. Especificación: trituradora de cono de 55 kW, capacidad 120 t/h, entrada 0-100 mm, salida 0-30 mm, con gap regulable automático. Criba secundaria de 80 t/h con tres mallas (40/10/4 mm) produciendo fracciones 40/10, 10/4, 0/4 mm. Inversión adicional: 180.000 euros. Instalación e integración: 6 semanas. Resultado post-implementación: reducción de material rechazado de 18% a 3%, aumento de producto comercial de 82% a 97%, coste operativo aumentó 1,5 euros/tonelada pero ingresos por venta de árido de mejor calidad aumentaron 2,8 euros/tonelada. ROI en 18 meses. Capacidad planta aumentó efectivamente a 185 t/día manteniendo mismo horario laboral.

Ideas clave

• Trituradores secundarios de cono producen distribución granulométrica más cerrada que primarios; una segunda pasada de tritura mejora % de árido comercial de 85% a 92%+
• Trituradores de impacto vertical (VSI) son alternativa compacta ideal para plantas con espacio limitado, generando áridos de mejor cubicidad para hormigones
• Cribas secundarias con mallas de 4-40 mm clasifican material en fracciones comerciales 0/4, 4/8, 8/16, 16/31,5 mm con capacidad típica 60-180 t/h
• Sistemas de control automático (regulación de gap, sensores de carga, detectores de metales) optimizan rendimiento energético y previenen contaminación de áridos
• Integración de trituradora secundaria mejora valor comercial del producto; ROI típico es 18-24 meses en plantas de volumen medio