El índice de lajas mide la proporción de partículas delgadas y planas presentes en una muestra de árido grueso. Se utiliza habitualmente para evaluar áridos destinados a hormigón, mezclas asfálticas, bases de carretera y otras aplicaciones de construcción.
Un resultado elevado puede indicar que la forma de las partículas no es adecuada para la aplicación prevista. Sin embargo, el resultado por sí solo no identifica la causa.
El índice puede estar relacionado con:
La estructura de la roca de alimentación;
El método de muestreo;
La norma de ensayo;
La distribución granulométrica de la alimentación;
Las condiciones de trabajo de la trituradora;
El perfil de la cámara;
El desgaste de los revestimientos;
La disposición completa del circuito de trituración y cribado.
Esta guía explica el principio básico del ensayo, pero se centra en una cuestión especialmente importante para los productores de áridos:
¿Por qué una planta de trituración produce partículas lajosas y qué debe comprobarse antes de modificar los equipos?
¿Qué es el índice de lajas de los áridos?
Una partícula lajosa presenta un espesor relativamente pequeño en comparación con sus otras dimensiones. El índice de lajas expresa la masa de las partículas clasificadas como lajosas en relación con la masa de las fracciones granulométricas incluidas en el ensayo.
Su expresión general puede presentarse como:
Índice de lajas (%) = Masa de las partículas clasificadas como lajosas ÷ Masa total de las fracciones incluidas en el ensayo × 100
Aunque la fórmula parece sencilla, el resultado solamente puede interpretarse correctamente cuando también se conocen:
La norma y su edición;
Las fracciones granulométricas ensayadas;
El punto de muestreo;
El método de preparación de la muestra;
El tipo de tamiz de barras o calibre utilizado;
El uso previsto del árido;
El límite establecido por la especificación del proyecto.
El índice de lajas es principalmente un indicador de la forma del árido grueso. No sustituye a los ensayos de granulometría, resistencia a la fragmentación, absorción de agua, durabilidad o limpieza.
Los materiales finos, como el producto de 0–5 mm, normalmente deben evaluarse mediante otros parámetros. Entre ellos pueden incluirse la granulometría, el contenido de finos, la forma de las partículas y los ensayos establecidos por la especificación correspondiente.
Para una explicación más amplia sobre los materiales finos, consulte los requisitos de calidad de la arena fabricada.
Índice de lajas frente a coeficiente de forma y partículas alargadas
Los indicadores relacionados con la forma de las partículas no representan necesariamente el mismo ensayo.
| Indicador | Característica evaluada | Método habitual |
|---|---|---|
| Índice de lajas | Partículas excesivamente delgadas o planas | Tamices de barras especificados |
| Índice de alargamiento | Partículas excesivamente largas | Calibre de longitud |
| Coeficiente de forma | Relación dimensional de las partículas | Calibre o instrumento especificado |
| Partículas planas y alargadas | Relación entre las dimensiones máxima y mínima | Calibre proporcional |
Una partícula puede ser plana, alargada o presentar ambas características. El cálculo y la forma de presentar el resultado dependen de la norma aplicada.
Por este motivo, no deben utilizarse como sinónimos los términos índice de lajas, índice de alargamiento, coeficiente de forma y porcentaje de partículas planas y alargadas.
¿Qué norma de ensayo debe utilizarse?
No existe un único método utilizado en todos los países y proyectos.
UNE-EN 933-3
En España y en numerosos proyectos que emplean normas europeas, la UNE-EN 933-3 establece el método para determinar la forma de las partículas mediante el índice de lajas.
El método divide la muestra en las fracciones granulométricas especificadas y utiliza tamices de barras para clasificar las partículas.
La edición aplicable debe ser la indicada en el contrato, la especificación del cliente o la normativa vigente del proyecto. No debe utilizarse automáticamente una edición antigua solo porque aparezca citada en otro artículo.
UNE-EN 933-4
La UNE-EN 933-4 determina el coeficiente de forma. Está relacionada con la evaluación geométrica del árido grueso, pero no representa exactamente el mismo ensayo que el índice de lajas.
IS 2386, Parte 1
La IS 2386, Parte 1, se utiliza principalmente en India y en determinados proyectos internacionales.
En este contexto se encuentra la definición habitual de una partícula lajosa basada en un espesor inferior a 0,6 veces la dimensión media de su fracción. Esta relación no debe presentarse como una regla universal aplicable a todas las normas.
ASTM D4791
La ASTM D4791 determina el porcentaje de partículas planas, alargadas o simultáneamente planas y alargadas en áridos gruesos.
Sus procedimientos no son idénticos a los establecidos por la UNE-EN 933-3 o la IS 2386. Por tanto, los resultados no deben compararse directamente sin confirmar la equivalencia del método, las fracciones ensayadas y la base de cálculo.
Antes de interpretar un valor, debe comprobarse qué norma exige el cliente, la autoridad vial, el consultor o el contrato de construcción.
¿Cómo se determina el índice de lajas?
El procedimiento completo debe seguir la norma aplicable, pero normalmente incluye las siguientes etapas:
Obtener una muestra representativa del árido grueso.
Preparar la muestra según el método especificado.
Separar el material en las fracciones granulométricas correspondientes.
Pesar las fracciones incluidas en el ensayo.
Evaluar las partículas con los tamices de barras o calibres correspondientes.
Pesar las partículas clasificadas como lajosas.
Calcular el resultado según la norma.
Registrar los resultados por fracción cuando sea necesario.
En una planta de trituración resulta útil analizar por separado cada producto comercial. Un solo resultado global podría ocultar un problema concentrado en una fracción concreta.
Por ejemplo, una planta que produce 5–10, 10–20 y 20–40 mm no debe asumir que todas las fracciones presentan la misma forma.
¿Qué significa un índice de lajas elevado?
Un resultado elevado indica que la muestra contiene una proporción relativamente alta de partículas clasificadas como lajosas conforme al método seleccionado.
Dependiendo de la aplicación, una cantidad excesiva de partículas planas puede influir en:
El empaquetamiento del árido;
La compactación;
La trabajabilidad de la mezcla;
La rotura durante la manipulación o compactación;
La trabazón de las partículas en capas no ligadas;
La regularidad entre diferentes lotes de producción.
Sin embargo, el índice de lajas no proporciona una evaluación completa de la calidad del árido.
No mide directamente:
La resistencia a la abrasión;
La resistencia mecánica;
La durabilidad mineralógica;
La absorción de agua;
El cumplimiento granulométrico.
Tampoco existe un límite universal aplicable a todos los productos.
El valor aceptable depende de:
La norma utilizada;
La aplicación del árido;
El tamaño nominal;
La normativa nacional o local;
Las exigencias del cliente;
La especificación del proyecto.
El informe debe indicar el requisito realmente aplicado en lugar de afirmar que un solo valor es válido en todos los países.
¿Por qué una trituradora produce áridos lajosos?
1. Estructura de la roca de alimentación
La forma final comienza con la propia roca.
La dureza no explica por sí sola cómo se fractura un material. La estratificación, la foliación, la orientación de los minerales, la meteorización y las discontinuidades naturales pueden favorecer la formación de partículas planas.
Si cambia el frente de cantera o la zona de extracción, también puede cambiar la forma del producto, aunque los ajustes de la trituradora permanezcan iguales.
Cuando aumenta el índice de lajas, conviene comparar:
La zona de extracción;
El tipo de roca;
La estratificación o las fracturas visibles;
El grado de meteorización;
La humedad;
La distribución granulométrica de la alimentación.
2. Alimentación inestable o desigual
Una trituradora difícilmente producirá un árido uniforme si la alimentación cambia constantemente.
Entre los problemas posibles se encuentran:
Alimentación intermitente;
Entrada del material por un solo lado;
Segregación antes de la trituradora;
Exceso de finos;
Bloques demasiado grandes para la cámara;
Cambios importantes en la granulometría.
Una alimentación desigual puede modificar la interacción de las partículas dentro de la cámara. También puede causar desgaste irregular de los revestimientos y variaciones en la forma del producto.
3. Relación de reducción inadecuada
Intentar conseguir una reducción excesiva en una única etapa puede dificultar el control del proceso y de la forma de las partículas.
La reducción necesaria debe distribuirse entre etapas adecuadas. La guía sobre la relación de reducción de una trituradora explica la relación entre el tamaño de alimentación, el tamaño del producto y el número de etapas.
La configuración con menos equipos no siempre es la de menor coste total. Si una sola trituradora debe realizar una reducción excesiva, pueden aumentar los problemas de capacidad, desgaste, finos y forma del producto.
4. Ajuste del lado cerrado
El ajuste del lado cerrado influye en:
El tamaño del producto;
La relación de reducción;
El comportamiento de la cámara;
La carga circulante;
La capacidad.
No debe asumirse que reducir el CSS siempre mejora la forma.
El resultado depende de:
El tipo de trituradora;
El perfil de la cámara;
El tamaño de alimentación;
Las propiedades del material;
El desgaste de los revestimientos;
El nivel de llenado;
El cribado posterior.
El CSS debe medirse mediante el procedimiento aprobado para el equipo. El valor mostrado por un sistema de control no siempre representa la abertura física real.
Para obtener más información, consulte el ajuste del lado cerrado o CSS.
5. Revestimientos desgastados o inadecuados
A medida que se desgastan los revestimientos, cambia el perfil efectivo de la cámara.
Esto puede influir en:
El agarre del material;
Las condiciones de compresión;
El tiempo de permanencia;
La granulometría;
El consumo de potencia;
La forma de las partículas.
No basta con registrar las horas de funcionamiento. También deben controlarse:
El perfil de desgaste;
La distribución del desgaste;
El espesor restante;
Los cambios en la calidad del producto.
Un desgaste desigual puede indicar alimentación descentrada, montaje incorrecto o una cámara inadecuada para la aplicación.
6. Tipo de trituradora y disposición del circuito
Cada máquina cumple una función diferente.
Una trituradora de mandíbulas suele encargarse de la reducción primaria. No debe exigirse automáticamente que produzca por sí sola la forma final requerida para un árido comercial.
Las trituradoras de cono pueden realizar trituración secundaria o terciaria, pero su resultado depende de la alimentación, el tipo de cámara, el CSS y el estado de los revestimientos.
Las trituradoras de impacto y las VSI pueden formar una etapa adicional de conformación. Sin embargo, el resultado real depende del material y de los parámetros de trabajo.
Una etapa de conformación también puede modificar:
La generación de finos;
El consumo de piezas de desgaste;
La demanda de potencia;
El rendimiento de las fracciones vendibles;
La carga circulante.
Los estudios sobre trituración han demostrado que la granulometría de alimentación, el caudal, el ajuste y la velocidad pueden influir en la forma de los productos. Estos resultados son útiles para orientar la investigación, pero no proporcionan un ajuste universal válido para todas las rocas y máquinas.
7. Cribado y carga circulante
Una planta de trituración funciona como un sistema conectado.
Una malla rota o desgastada puede permitir que el material sobredimensionado entre en el producto terminado. Una clasificación deficiente también puede modificar la carga que vuelve a la trituradora.
Cuando se detecta un resultado elevado, conviene inspeccionar:
Las aberturas de las mallas;
Las mallas rotas o sueltas;
La distribución sobre la superficie de cribado;
El material próximo al tamaño de corte;
Los cambios en la carga circulante;
La segregación en los acopios;
El lugar de muestreo.
Cómo diagnosticar un índice de lajas elevado
| Situación observada | Primeras comprobaciones | Verificación recomendada |
|---|---|---|
| Aumento en todas las fracciones | Roca, alimentación, cámara y revestimientos | Comparar la cantera y los registros operativos |
| Una sola fracción presenta un resultado elevado | Cribado, muestreo y recirculación | Repetir el ensayo con una muestra representativa |
| El problema aparece después de cambiar revestimientos | Perfil, montaje y CSS inicial | Verificar referencia, plano y abertura medida |
| Disminuyen simultáneamente capacidad y calidad | Alimentación, llenado y posibles obstrucciones | Comparar potencia, nivel y caudal |
| La VSI mejora la forma, pero genera más finos | Velocidad, alimentación, circulación y desgaste | Medir índice de lajas y rendimiento vendible |
| Los resultados cambian entre turnos | Ajustes y métodos de muestreo | Comparar registros de operación |
La investigación debe comenzar confirmando la muestra y el ensayo. Modificar los ajustes antes de validar el resultado podría crear un nuevo problema sin corregir la causa original.
Cómo reducir las partículas lajosas
Paso 1: verificar el ensayo
Confirme:
Norma aplicada;
Identificación de la muestra;
Fracción ensayada;
Punto de muestreo;
Método de laboratorio;
Cálculo;
Límite del proyecto.
Dos resultados obtenidos con métodos o fracciones diferentes podrían no ser comparables.
Paso 2: analizar cada fracción
Los resultados separados para 5–10, 10–20 y 20–40 mm ayudan a localizar el problema.
La inspección visual del acopio no sustituye a un muestreo representativo.
Paso 3: comprobar la materia prima
Determine si han cambiado:
El frente de cantera;
La estructura de la roca;
El grado de meteorización;
La granulometría de alimentación.
Una modificación del proceso no puede eliminar por completo una tendencia causada por una roca fuertemente estratificada.
Paso 4: estabilizar la alimentación
Mejore:
La continuidad;
La distribución en la entrada;
El precribado cuando sea necesario;
El control de finos;
La uniformidad del tamaño máximo.
Paso 5: medir el CSS e inspeccionar los revestimientos
Registre la abertura real y compare el perfil de los revestimientos con el plano o el límite de desgaste.
No ajuste la abertura fuera del intervalo permitido por el fabricante.
Paso 6: revisar el número de etapas
Compruebe si una sola máquina está realizando una reducción excesiva.
El proceso de producción de agregados debe distribuir la trituración primaria, secundaria, terciaria, conformación y clasificación según el material y el producto requerido.
Paso 7: evaluar una etapa de conformación
Cuando el proyecto exija una mejor forma, puede evaluarse una VSI o una trituradora de impacto adecuada.
La decisión debe considerar:
Abrasividad;
Fracciones requeridas;
Capacidad;
Porcentaje admisible de finos;
Coste de desgaste;
Carga circulante.
Paso 8: repetir el ensayo
Después del ajuste, espere a que la planta alcance un funcionamiento estable antes de obtener otra muestra.
Compare:
Índice de lajas;
Capacidad;
Rendimiento vendible;
Porcentaje de finos;
Potencia;
Desgaste;
Carga del cribado;
Carga circulante.
Ejemplo de campo: planta de arenisca dura de 200 t/h en Camboya
La línea de producción de áridos de 200 t/h en Camboya muestra cómo pueden separarse las funciones de reducción y conformación.
La información confirmada del proyecto incluye:
| Información | Dato confirmado |
|---|---|
| Material | Arenisca dura |
| Capacidad de diseño | 200 t/h |
| Alimentación máxima | ≤500 mm |
| Productos | 0–5, 5–10, 10–20 y 20–40 mm |
| Trituración primaria | Trituradora de mandíbulas PEV |
| Trituración secundaria/fina | Trituradora de cono hidráulica multicilindro XHP |
| Conformación | Trituradora de impacto de eje vertical VSI |
| Cribado | Dos cribas vibratorias YKQ |
La trituradora de mandíbulas realiza la reducción inicial. La trituradora de cono hidráulica multicilindro XHP proporciona una reducción adicional antes de las etapas de conformación y clasificación.
La trituradora de impacto de eje vertical VSI constituye una etapa de conformación independiente. Esta disposición evita exigir a la trituradora primaria que produzca por sí sola la forma final.
Las dos cribas vibratorias clasifican el material en las fracciones comerciales especificadas.
El video permite observar:
El funcionamiento de los equipos;
El movimiento del material;
La continuidad de la alimentación;
La carga de las trituradoras;
La posición de la VSI;
El cribado;
La descarga final.
Sin embargo, no se dispone de un informe de laboratorio del índice de lajas para este proyecto.
No se dispone de un informe de laboratorio del índice de lajas para este proyecto. El video de funcionamiento se utiliza para mostrar la configuración de los equipos y los puntos de inspección, no para afirmar el cumplimiento de un límite específico del índice de lajas.
Para publicar un resultado sería necesario tomar muestras representativas de cada fracción gruesa y ensayarlas conforme a la norma exigida por el proyecto.
Información necesaria antes de modificar la trituradora
Prepare:
Tipo de roca y fotografías;
Tamaño máximo;
Granulometría de alimentación;
Capacidad requerida;
Diagrama de proceso;
Fabricante y modelo;
Perfil de la cámara;
Tipo y estado de los revestimientos;
Horas de funcionamiento;
CSS medido;
Fracciones finales;
Resultados por fracción;
Norma de muestreo y ensayo;
Porcentaje admisible de finos;
Ubicación y aplicación del proyecto.
Sin estos datos, cambiar la trituradora o añadir una VSI podría no resolver la causa real.
Conclusión
El índice de lajas permite identificar problemas de forma, pero no debe analizarse de manera aislada.
Una investigación fiable relaciona el resultado con:
La roca;
La granulometría;
La alimentación;
El CSS;
La cámara;
Los revestimientos;
La relación de reducción;
El cribado;
La carga circulante.
La planta de Camboya muestra una configuración real con trituración primaria, trituración con cono, conformación mediante VSI y cribado. Como no existe un informe del índice de lajas, debe presentarse como ejemplo de diseño y operación, no como caso de reducción verificada.
