Diseño de planta para el reciclaje de escombros (página 2)

Para corroborar la hipótesis se planteó como
Objetivo
General:

Diseñar el Esquema de Trituración para una
planta de reciclaje capaz
de procesar los componentes pétreos de los escombros
disponibles en la ciudad de Santa Clara y de garantizar un
producto final
con precio y
propiedades físico-mecánicas competitivas con los
áridos tradicionales.

Como objetivos específicos:

1. Caracterizar los principales vertederos de escombros
   de la ciudad de Santa Clara.
2. Demostrar la aplicabilidad de los productos
   obtenidos mediante la trituración de los componentes
   pétreos de dichos escombros.
3. Diseñar el Esquema de Trituración para
   la planta, adecuado a las características de la materia
   prima y del producto a obtener.
4. Establecer la metodología y el procedimiento
   matemático para la selección de equipos y el balance de masa
   y energía de dicho esquema.
5. Desarrollar un análisis económico y financiero
   que permita obtener la o las producciones rentables de la
   futura planta, sobre la base de los costos,
   precios y
   tiempo de
   eliminación del residuo.

Novedades científicas del trabajo
están dadas por:

• La determinación de las propiedades
  físicas y mecánicas tales como Densidad
  Unitaria y Coeficiente de Fricción con la goma y el
  acero de
  los áridos a reciclar en la ciudad de Santa
  Clara.
• El diseño del Esquema de
  Trituración de una planta móvil para el
  reciclaje de los componentes pétreos de los desechos
  de la construcción en función de las propiedades deseadas de
  los áridos a obtener.
• La determinación de las propiedades
  mecánicas de elementos construidos con áridos
  reciclados, así como la factibilidad
  de usar esos elementos de construcción.

Los resultados obtenidos en esta investigación, que constituyen aportes
técnicos significativos son:

La metodología para el diseño de plantas de
reciclaje de escombros, en función de las propiedades
deseadas para los áridos, así como varias de las
expresiones matemáticas utilizadas en dicha
metodología.

El valor práctico de la presente
investigación radica en las posibilidades de mejorar el
impacto visual urbano, disminuir los focos de contaminación que constituyen los
vertederos de la construcción y recuperar un material con
alta potencialidad de uso, contribuyendo con ello a mantener la
reserva de recursos
naturales.

De hecho, los beneficios están dados por
su introducción en la ciudad de Santa Clara y
su posible extensión a todo el país.

CAPÍTULO I
"Estado del
Arte del
Reciclaje de Desechos de la Construcción".

En el capítulo inicial se abordan los principales
resultados de la revisión bibliográfica. El
contenido se conformó sobre la base de tres aspectos: el
material a procesar, la planta de trituración y los
productos a obtener. Entre los principales resultados analizados
están los siguientes:

1.1. Caracterización de los desechos de la
construcción.

Según su fuente de origen, los Materiales de
Desechos de la Construcción (MDC) pueden estar integrados
por: escombros de albañilería y de concretos, maderas
y sus derivados, metales, plásticos,
tierras, etc. De todos ellos, son los componentes pétreos
los que por su volumen y peso se
consideran como difíciles de manipular y costosos de
transportar, pero la propiedad de
inertes, así como su valor
comercial, los caracterizan como potencialmente
recuperables.

1.2. Formas de evacuar los MDC.

Para deshacerse de estos desechos el hombre ha
utilizado distintos métodos,
pero de todos ellos es el reciclaje la única
técnica capaz de minimizar las afectaciones
medioambientales provocadas por sus componentes
pétreos.

El auge vertiginoso de esta técnica se debe
fundamentalmente a cuatro factores:

• La necesidad de resolver los problemas
  que ocasionan los MDC al medioambiente.
• El aumento en la demanda de
  la producción de áridos.
• La escasez de
  recursos
  naturales para la producción de áridos en algunos
  países.
• La posibilidad de propiciar un menor recorrido en la
  trasportación, garantizando con ello la
  disminución de los costos y de la contaminación
  atmosférica.

1.3. Reciclaje de materiales
pétreos.

1.3.1. Características de la materia
prima.

Por constituir la materia prima para las plantas de
reciclaje, se hace imprescindible conocer las
características de los componentes pétreos
disponibles, principalmente su Resistencia a la
Compresión y Dureza.

Los estudios sobre la dureza de los escombros son
escasos y dirigidos a la caracterización de los concretos
como materiales duros y los de albañilería como de
dureza media [83]. En cuanto a la Resistencia a la
Compresión, se les asignan magnitudes similares a las del
producto original. Según la bibliografía [28], la
Resistencia a la Compresión del concreto
cubano oscila entre 10 y 60 MPa, mientras que en el ladrillo
macizo (representa el mayor volumen de los escombros de
albañilería) debe estar entre 6 y 14 MPa. La
diferencia de dureza y Resistencia a la Compresión ha
motivado que ambos desechos se procesen y estudien de forma
independiente [2, 49, 129, 136].

1.3.2. Plantas de Reciclaje de materiales
pétreos.

En la revisión bibliográfica se pudo
comprobar la existencia de un gran número de centrales de
reciclaje encargadas de procesar los materiales pétreos.
Las concepciones de estas centrales son más simples o
más complejas, según sea la disponibilidad y
calidad de la
materia prima utilizada, así como la variedad
granulométrica y calidad del material a obtener. De
acuerdo al grado de movilidad del sistema, las
plantas de reciclaje son clasificadas como estacionarias o
móviles. La definición, durante el diseño,
de una unidad estacionaria o móvil depende, entre otros
factores, del análisis
financiero. Existen plantas estacionarias con varias operaciones [139]
como: trituración primaria y secundaria,
clasificación granulométrica, separación
magnética y densimétrica, transportación del
material, etc, pudiéndose encontrar otras con una sola
etapa. La generalidad de las móviles cuentan con una etapa
de trituración, garantizando con ello la simplicidad de la
instalación. Un ejemplo lo constituye la Locotrack [97].
Este es un sistema autopropulsado por un motor Diesel y
compuesto por una trituradora de Mandíbulas, una criba
vibratoria, un separador magnético y transportadores de
bandas.

Entre los principales equipos a utilizar en las plantas
se encuentran las trituradoras de Mandíbulas, Conos y de
Rotor; Cribas de Barras y Vibratorias; transportadores de Bandas;
así como separadores Magnéticos y
Densimétricos.

Entre las principales deficiencias referidas al tema se
encuentran la no existencia de Esquemas de Trituración, ni
de Diagramas de
Flujo para el diseño de una planta de reciclaje para
las condiciones de Cuba. Tampoco
está definido el grado de movilidad requerido para dicha
planta. No existe una metodología de cálculo
que permita seleccionar los equipos acorde con las
características particulares del proceso, la
cantidad de materia prima disponible y las fracciones
granulométricas del producto final.

1.3.5 Aplicaciones para los escombros
reciclados

Es la aplicación como agregados en la
preparación de hormigón, la de mayor interés
para este trabajo. Por su influencia sobre la resistencia
mecánica del hormigón y la
adherencia con las pastas de cemento, son
la Distribución Granulométrica, la
Forma de las Partículas y el Porciento de Absorción
de Agua, las
propiedades de los áridos reciclados más
estudiadas, estando las dos primeras muy vinculadas con los
equipos empleados en la trituración.

La forma de la partícula tiene un profundo
efecto sobre la facilidad de colocación de la mezcla. Una
buena forma de la partícula contribuye a obtener una alta
resistencia a la compresión, considerándose como
buena forma la cúbica [28]. Sobre este tema Coutinho [32]
concluyó que las partículas de áridos
reciclados tienden a ser más redondeadas a medida que la
resistencia del concreto original disminuye. Mientras que Bazuco
[10] analizó el comportamiento
de la forma con relación a la trituradora a emplear,
concluyendo que las machacadoras de Mandíbulas, comparada
con las de Conos, acentúan formas angulares. No se
localizaron investigaciones
referidas al comportamiento de la forma de las partículas
cuando se emplean trituradoras de Rotor

No se encontraron estudios sobre la distribución
granulométrica en los escombros con fracciones 10-5 y
5-1,15 mm (propuestas de aplicaciones en el presente trabajo),
aunque sí experiencias sobre la relación de algunos
elementos componentes y los tamaños característicos
de partículas. Entre ellas se destacan las
siguientes:

• Las fracciones de residuos pétreos con
  diámetros menores a 0,15 mm presentan mayores
  probabilidades de contener partículas no hidratadas de
  cemento, así como de componentes perjudiciales como
  calcio y silicio.
• La existencia de una mayor cantidad de
  partículas muy finas (menor a 0,074 mm), principalmente
  en los desechos clasificados como de
  albañilería.

No se encontraron referencias que aborden los temas de
la forma del grano y del análisis granulométrico de
los áridos reciclados cubanos. Tampoco se reportan
valores para
la Densidad Unitaria de estos escombros, ni de los Coeficientes
de Fricción frente a la goma y al acero.

1.5. Conclusiones Parciales

1. Es el reciclaje la única técnica que se
   conoce en la actualidad capaz de minimizar las afectaciones al
   medioambiente provocadas por los componentes pétreos de
   los MDC. Las posibilidades de resolver, a la misma vez, los
   problemas generados por estos desechos y de minimizar el
   consumo de
   recursos no renovables, lo caracterizan como el método
   de evacuación de escombros con mayor perfil de
   crecimiento. Este método no sólo tiene ventajas
   medioambientales, sino también económicas y
   sociales al propiciar a la población nuevos puestos de trabajo y
   materiales alternativos para la construcción de bajo
   costo.
2. Los escombros de concreto y albañilería
   son los principales materiales utilizados como materia prima en
   las plantas de reciclajes de escombros. Son considerados estos,
   por su volumen y peso, como difíciles de manipular y
   relativamente costosos de transportar, pero la propiedad de
   inertes, así como su valor comercial, proporcional al de
   los materiales vírgenes, los caracterizan como
   potencialmente recuperables y reciclables. La diferencia de
   dureza y de Resistencia a la Compresión entre ambos ha
   constituido uno de los principales motivos en la
   decisión de reciclarlos de forma independiente,
   decisión que justifica, a su vez, la posibilidad de
   estudiar por separado sus características
   cualitativas.
3. Las diferencias reportadas entre las
   características cualitativas y cuantitativas de los
   escombros para los diferentes países y zonas, así
   como la importancia de dominar dichas características
   para la definición de la aplicación o no del
   proceso, del tipo, localización y productividad
   de la planta de reciclaje, implican la necesidad de
   caracterizar los residuos para la región donde se
   pretende instalar una planta de reciclaje. La falta de información sobre estos desechos en la
   ciudad de Santa Clara, impone la necesidad de desarrollar dicha
   caracterización.
4. De los tres elementos a tener en cuenta en el
   reciclaje (materia prima o escombro, planta de procesamiento y
   producto final), es el tema del diseño de la planta el
   que menos se ha divulgado. Sin embargo, una de las condiciones
   necesarias para que el producto terminado compita con los
   áridos tradicionales es que tengan la calidad y precio
   requerido, aspectos que pueden lograrse cuando el diseño
   de la planta y la tecnología seleccionada los garanticen.
   Entre las principales deficiencias se encuentran la no
   existencia de una metodología de cálculo que
   permita desarrollar la selección de los equipos acorde
   con las características particulares del proceso, la
   cantidad de materia prima disponible y la fracción
   granulométrica del producto a obtener. No existen
   aún propuestas de Esquema de Trituración, ni de
   Diagrama de
   Flujo para el diseño de una planta de reciclaje para
   la ciudad de Santa Clara, tampoco está definido el grado
   de movilidad que requiere dicha planta.
5. Las características de alta dureza y
   Resistencia a la Compresión del concreto a triturar,
   así como las necesidades de una granulometría no
   muy fina, son los principales argumentos utilizados en la
   selección de las trituradoras de Mandíbulas,
   Conos y/o de Rotores para el proceso de reciclaje. Uno de los
   inconvenientes detectados en la revisión
   bibliográfica es la no definición de cuál
   de las trituradoras posibles a usar, en la trituración
   secundaria, garantiza mejor distribución
   granulométrica y forma del grano, propiedades que
   ejercen influencias sobre otras como la Resistencia a la
   Compresión y trababilidad del hormigón endurecido
   y laborabilidad del hormigón fresco.
6. Según lo reportado por la bibliografía,
   existen varias aplicaciones para el escombro reciclado. Entre
   ellas se destacan las siguientes: como material de relleno en
   carreteras y vertederos controlados; en la producción de
   Clinker de cemento, en la remineralización de los
   suelos, como
   árido en la preparación de hormigón, etc.
   En todos los casos, pero fundamentalmente en el último,
   su aplicación va a depender de las propiedades
   físico-mecánicas del producto acabado. La
   distribución de los granos y forma de partícula
   son propiedades importantes para ello y van a estar
   relacionadas, en buena medida, con el proceso de
   producción. No se reportan valores de las propiedades ni
   de aplicaciones para el posible árido reciclado de la
   región central de Cuba.
7. Para desarrollar el proceso de cálculo y
   garantizar un diseño de planta adecuado, se hacen
   necesarios algunos datos de
   propiedades físicas y mecánicas de los
   áridos reciclados, como son los casos de la Densidad
   Unitaria y los Coeficientes de Fricción con la goma y el
   acero. La no existencia de estos datos para los áridos
   reciclados de la región central de Cuba implica la
   necesidad de su determinación experimental.

CAPÍTULO
II. "Áridos reciclados. Análisis
experimental"

2.1. Introducción.

El conocimiento
de las magnitudes y comportamiento de las propiedades
intrínsecas en los materiales por si solo, o unidos con
las pastas de cemento, permiten al personal
técnico la elección o no de un árido dado,
para una determinada aplicación. El ingeniero
mecánico, en su trabajo de selección
tecnológica para el proceso de obtención de
áridos, necesita aplicar los valores de
distintas propiedades físico-mecánicas de dicho
material. Por lo tanto, es el
conocimiento de sus propiedades un factor importante en las
soluciones
técnicas a desarrollar

Como se podrá comprobar posteriormente, algunos
datos de características físicas del material
triturado, como son los casos de la Densidad Unitaria y el
Coeficiente de Fricción con la goma (material a utilizar
en la banda transportadora) y el acero (canales de
desvío), son de imprescindible conocimiento para
desarrollar las tareas de cálculo y diseño del
Diagrama de
Flujo y del Esquema de Trituración de una planta de
reciclaje de escombros. El comportamiento granulométrico
constituye un dato necesario en la determinación de la
aceptación o no del producto final y por lo tanto de su
aplicabilidad.

Como se destacó en las conclusiones parciales del
capítulo anterior, la información sobre las
propiedades del árido reciclado de la región
central del país, así como de sus posibles
aplicaciones, es nula. Tampoco aparece una definición
sobre cuál de las trituradoras recomendadas para la
trituración secundaria (Conos o Rotor) puede garantizar
una mejor distribución granulométrica y/o forma del
grano, aspectos de gran importancia cuando se pretenden obtener
materiales competitivos con los áridos tradicionalmente
utilizados en preparación del hormigón.

Tomando en consideración la solicitud de la Empresa de
Materiales de la Construcción, referida al tamaño
de partículas a obtener (ver epígrafe 3.1.3), los
argumentos tratados en los
dos párrafos anteriores, y teniendo en cuenta,
además, que algunas de las propiedades físicas en
los áridos experimentan cambios en sus magnitudes antes y
después de triturados [5,12,119], se ha decidido
desarrollar los siguientes experimentos:

1. Análisis granulométrico y forma del
   grano en los residuos de concreto y de
   albañilería, con fracciones
   granulométricas de 10-5 y 5-1,15 mm para cada material y
   procesados mediante trituradoras de Conos y de
   Rotor.
2. Determinación de la Densidad Unitaria para
   cada uno de los materiales y fracciones granulométricas
   planteadas en el punto uno.
3. Determinación del Coeficiente de
   Fricción Estático de ambos materiales con la goma
   y el acero.
4. Determinación de la Masa, Resistencia a la
   Compresión y Porcientos de Absorción de Agua en
   bloques de concreto elaborado con granito
   reciclado.

La decisión de estudiar de forma independiente
los materiales nombrados en la primera propuesta está
fundamentada, por una parte, en los resultados de la
revisión bibliográfica, donde se argumenta la
necesidad de realizar la trituración de ambos por
separados y, por otro lado, en que los mayores volúmenes
de MDC localizados en los principales vertederos de la ciudad de
Santa Clara son precisamente los escombros de concreto y
albañilería.

2.2. Análisis de la granulometría y
forma del grano en el árido reciclado.

Una de las características físicas
más importante a considerar en el árido empleado en
la fabricación de hormigones y morteros, es su
granulometría. La distribución adecuada en el
tamaño de las partículas trae como consecuencia una
mejor laborabilidad, compactación y adhesión del
hormigón fresco, así como una mayor resistencia y
durabilidad en el hormigón endurecido. La Norma Cubana
251:2005 [92] establece, de acuerdo a la distribución del
tamaño de los granos, tres categorías o Clases de
Calidad para los áridos a utilizar en la
preparación del hormigón.

Con la finalidad de comprobar el comportamiento de la
granulometría del árido reciclado propuesto,
cuál es su calidad y en cuál de las trituradoras
posibles a emplear en la etapa secundaria (de Conos o de Rotor)
se obtiene una mejor distribución de granos, así
como una mejor forma, se plantearon las siguientes
experiencias:

• Trituración del desecho de concreto a una
  fracción granulométrica de 10-5 mm, utilizando
  indistintamente trituradoras de Rotor y de Conos.
• Trituración del mismo material, con iguales
  equipos pero a una fracción granulométrica menor
  a 5 mm.
• Trituración del desecho de
  albañilería a una fracción
  granulométrica de 10-5 mm, utilizando trituradoras de
  Rotor y de Conos.
• Trituración del desecho de
  albañilería a una fracción
  granulométrica 5-0,15 mm, utilizando las trituradoras
  antes nombradas.

2.2.1. Escombro de concreto. Fracción
granulométrica de 10- 5 mm.

2.2.1.1. Trituradora de Conos.

Distribución
granulométrica.

Preparación de las muestras y desarrollo del
experimento

Para desarrollar la experiencia se demolieron piezas de
prefabricado de concreto, acción
que se realizó hasta alcanzar un tamaño
máximo de 70 mm. El producto se hizo pasar por la
trituradora de Conos del Laboratorio
Provincial ECI #5, provincia de S. Spiritus, ajustada para un
tamaño máximo de 10 mm. Del producto triturado se
tomaron 30 muestras de 2500g cada una. El cuarteo y
selección de las muestras se desarrollaron de acuerdo a
las Normas Cubanas
054-29:84 [96] y 178:2002 [86], realizándose los procesos de
tamizado para cada una de ellas. Este procedimiento fue realizado
según la NC 178:2002. En la tabla 2.1 se
presentan los resultados promedios de las 30 mediciones
desarrolladas.

Tabla 2.1. Análisis granulométrico.
Trituradora de Conos.

Validación y análisis preliminar de los
resultados

Con la finalidad de validar los experimentos, se
procesaron los resultados mediante el software STATGRAPHICS Plus
4.1. En la tabla 2.2 se muestra un
resumen con los principales valores arrojados por el sistema. A
la tabla se han agregado los valores Críticos y de
Cálculo de la F de Fisher, así como del Coeficiente
de Variación Teórico. El primero se
determinó mediante la función "Inverso de la
distribución de probabilidad F",
implícita en el Microsoft
Excel 2000, con 30 muestras y 95% de probabilidad; el segundo
y el tercero mediante las expresiones 2.1 y 2.2 [126]
respectivamente.

(2.1)

(2.2)

Smax, Smin – Máximo y
mínimo valor de las dispersiones obtenidas en cada uno de
los tamices de un mismo proceso.

n- Número de muestras

e- Porciento de error.

Para el cálculo del Coeficiente de
Variación se consideraron 30 muestras y un 4% de
error.

Tabla 2.2 Principales resultados del análisis
estadístico de la experiencia 1.

Como se puede apreciar en esta tabla 2.2, la magnitud
del estadígrafo de la distribución F de Fisher de
la muestra (Fcal= 1,491) es menor al valor crítico
(Fcrít(95, n,n)= 1,8409) por lo tanto, no existen
razones estadísticas suficientes para asegurar que
las diferencias en la dispersión de las muestras sean
significativa. Por otro lado se tiene que el Coeficiente de
Variación para cada caso es inferior al Teórico
(Vt= 11,17), lo que demuestra una buena
reproducibilidad de los resultados en los
experimentos.

Iguales herramientas y
criterios seguirán siendo utilizados para comprobar la
validez de los restantes experimentos.

Una comparación entre los distintos valores
alcanzados por yi en cada uno de los tamices y los
establecidos por la NC 205:2005 [92], arroja que la
distribución granulométrica del árido
obtenido se corresponde con la catalogada como
"Conforme".

Porciento de finura.

Está demostrado que las partículas de
material con tamaño inferior a los 0,074 mm pueden
perjudicar las propiedades del hormigón (para hormigones
de alta resistencia a la compresión), es por eso que la NC
251:2005 [92] establece la medición de su porciento como dato
complementario para categorizar al árido. Tomando como
guía de trabajo la NC 200:2002 [88], se desarrolló,
en el laboratorio antes nombrado, el ensayo del
porciento de finura en 30 muestras. Los resultados de las
mediciones y de su análisis estadístico se muestran
en la tabla 2.3.

Tabla 2.3 Resultados de los ensayos del %
de finura y de partículas planas y alargadas.

El resultado de 1,51% de partículas con
tamaño menor a 0,074 mm ligeramente superior al
establecido por la NC 251:2005 para áridos gruesos (1%),
aunque esta misma norma admite un 1,5 % cuando el árido
grueso está esencialmente libre de arcilla o
esquistos.

Porciento de partículas planas y
alargadas

Teniendo en cuenta que las partículas planas y
alargadas de los áridos afectan la calidad del
hormigón y que la NC 251:2005 considera también
esta característica física para
categorizar dichos materiales, se decidió realizar las
mediciones de la forma del grano. Los ensayos se desarrollaron en
el mismo laboratorio y de acuerdo al procedimiento establecido
por la NC 189:2002 [93]. Los resultados de las experiencias y del
procesamiento estadístico se puede apreciar en las tabla
2.3. El promedio de 3,14% de partículas planas es muy
inferior al máximo admito por la NC 251:2005.

Las Normas Cubanas NC 054-29:84; 178:2002; 189:2002 y la
251:2005 serán utilizadas como guía de trabajo y
referencia en los restantes ensayos del análisis
granulométrico.

2.2.1.2. Trituradora de Rotor.

Distribución
granulométrica.

Tabla 2.4. Resultados de Trituración de concreto,
fracción 10-5mm, trituradora de Rotor.

Utilizando los mismos procedimientos
descritos anteriormente se realizaron las pruebas a 30
muestras de árido (5-10mm) obtenido por medio de una
trituradora de Rotor ubicada en la Planta Piloto Azucarera
ubicada en la Universidad
Central de Las Villas. Los resultados de estas experiencias se
resumen en la tabla 2.4. El análisis estadístico
realizado abalan estos resultados.

Una comparación entre los distintos valores
alcanzados por yi en cada uno de los tamices y los
establecidos por la NC 205:2005 [92], arroja que la
distribución granulométrica del árido
obtenido se corresponde con la catalogada como
"Conforme".

Porciento de finura y de partículas planas
y alargadas.

Tomando nuevamente como guías de trabajo las NC
189:2002 [93] y 200:2002 [88], se desarrollaron los ensayos del
porciento de finura y de partículas planas y alargadas en
30 muestras (cada uno). Los resultados de las mediciones se
presentan en la tabla 2.4.

El 1,84% de partículas con tamaño menor a
0,074 mm es ligeramente superior al establecido por la NC
251:2005 para áridos gruesos (1%), aunque esta misma norma
admite un 1,5 % cuando el árido grueso está
esencialmente libre de arcilla o esquistos. Por su parte el 3,74%
de promedio de partículas planas y alargadas es inferior
al establecido por las normas.

Para comparar los resultados obtenidos por estas
trituradoras se trazaron las gráficas que se muestran en las figuras 2.1
y 2.2. En la primera se comparan las cantidades de material
retenido en cada tamiz. En la segunda, el porciento de
partículas finas y las planas y alargadas. Como se aprecia
en la figura 2.1, la cantidad de material que retiene el tamiz de
4,76 mm es superior cuando se utiliza una trituradora de Conos.
Resultado que implican una mayor cantidad de árido con
granulometría adecuada a la aplicación. En la
figura 2.2 se observa que con el uso de la trituradora de Conos
se acumulan menores cantidad de partículas finas y de
granos con formas esféricas. Lo primero es considerado una
característica positiva, lo segundo negativa,
principalmente para concretos de alta calidad.

2.2.2. Escombro de albañilería.
Fracción granulométrica de 10-5
mm.

Experiencias similares a las anteriores se desarrollaron
con residuos de albañilería. Los resultados de las
mediciones se resumen en la tabla 2.5. En ellos se puede observar
que:

Las distribuciones granulométricas obtenidas
haciendo uso indistintamente de trituradoras de Conos y de Rotor
pueden ser catalogadas, según la NC 251:2005, como
"conformes".

El porciento de partículas finas es algo superior
a lo establecido por la norma, 1,98% en trituradora de Cono y
2,25 % en las de Rotor

Los porcientos de partículas planas y alargadas
son inferiores, en ambos casos, a lo normado.

Un análisis comparativo de los resultados
expuestos en la tabla 2.5 arroja una granulometría
continua para ambos casos, con una mayor cantidad de
tamaños de granos requeridos (granito 10-5 mm) cuando se
utiliza la trituradora de Conos. Este mismo equipo garantiza una
menor acumulación de partículas finas y de granos
con formas esféricas.

Tabla 2.5. Resultados de la trituración de
escombros de albañilería, fracción
10-5mm

2.2.3. Escombros de Concreto. Fracción
granulométrica de 5-1,15 mm.

Para desarrollar estas nuevas experiencias se
tomó parte del material "concreto", procesándolo
con iguales tipos de trituradoras, pero ajustadas ahora a
tamaño máximo de 5 mm.

Un resumen de los resultados de la experiencia se
presenta en la tabla 2.6.

Tabla 2.6 Resumen de resultados. Escombros de concreto.
Fracción 5-1,15mm

Una comparación de estos resultados con los
establecidos por la NC 205:2005 arroja que:

Las distribuciones granulométrica obtenidas
haciendo uso indistintamente de trituradoras de Conos y de Rotor
pueden ser catalogadas como "conformes".

Los porcientos de partículas finas se encuentran
dentro del rango establecido en la tabla 6 de la NC 205:2005. En
este caso fueron de 1,75% en trituradora de Cono y 2,05 % en las
de Rotor

Un análisis comparativo entre las trituradoras
empleadas arroja una cantidad similar de material retenido en
cada uno de los tamices, con ligeros incrementos en los tamices
más finos cuando se tritura con Rotor. En las mediciones
realizadas se reportaron porcientos superiores de
partículas con tamaños no deseados (0,074 mm) con
el empleo de este
triturador.

2.2.4. Escombro de Albañilería.
Fracción granulométrica 5-1,15 mm.

Un resumen de los resultados de la experiencia se
presenta en la tabla 2.7.

Tabla 2.7 Resumen de resultados. Escombros de
albañilería. Fracción 5-1,15mm

El análisis de los resultados de esta experiencia
reporta que:

Las distribución granulométrica obtenida,
haciendo uso de la trituradoras de Conos, muestra que en el
último tamiz se alcanzó un resultado superior (12)
a lo establecido por la NC 205:2005. Para este tamiz la norma
establece un % pasado entre 2 y 10. Con el empleo de la
trituradora de Rotor los resultados que no se corresponden con la
norma se alcanzaron en los últimos dos tamices.

Aunque los porcientos de partículas finas se
elevaron, los resultados se encuentran dentro de los establecidos
por la tabla 6 de la NC 205:2005.

La comparación entre las trituradoras arroja una
cantidad similar de material retenido en cada uno de los tamices,
con ligeros incrementos en los tamices más finos cuando se
tritura con Rotor. En los resultados obtenidos también se
reportan porcientos superiores de partículas con
tamaños no deseados (0,074 mm) cuando se utiliza este
triturador.

3. Densidad Unitaria
   (ρu) de los desechos
   de concreto y albañilería.

La Densidad Unitaria del material es una de las
propiedades más importante a conocer para la
aplicación de las metodologías de cálculo y
selección de trituradoras, cribas y transportadores. Su
magnitud no está definida para los materiales objeto de
estudio, motivo por el cual se decidió su
determinación experimental.

El resultado logrado constituye una novedad del
trabajo

El desarrollo de esta experiencia se ha planteado para
los residuos de concreto y de albañilería, con
fracciones granulométricas 10-5 y 5-1,15 mm, en cada
caso.

2.3.1. Desechos de concreto. Fracción
granulométrica de 10-5 mm

Inicialmente se tomaron distintas piezas de concreto
como materia prima, las que fueron sometidas a un proceso de
demolición, trituración y tamizado, este
último con la finalidad de garantizar una fracción
granulométrica de 10-5 mm. La toma de muestras y el
procedimiento de cuarteo se desarrollaron siguiendo las
indicaciones de la NC 054-29:84 [96]. Obtenidas las muestras, se
realizaron los procedimientos establecidos por la NC 187:2002
[90] para la determinación del peso volumétrico en
los áridos. El valor promediado en las mediciones
(afectadas ya por el valor de la gravedad) es de 1,252
kg/dm3 y el Coeficiente de Variación de 0,91
(menor al teórico), lo que demuestra buena
reproducibilidad de los resultados. Igual criterio se
aplicó en los restantes resultados.

2.3.2. Desechos de concreto. Fracción
granulométrica de 5-1,15 mm

Para desarrollar este experimento se tamizó el
concreto a una fracción 5-1,15 mm, aplicándosele a
cada muestra el procedimiento establecido por la NC 181:2002. El
valor promedio de la Densidad Unitaria para este material y
granulometría fue de 1.321 kg/dm3.

2.3.3. Desechos de albañilería.
Fracción granulométrica de 10-5 mm

En esta experiencia se tomó como material de
estudio al escombro de albañilería triturado y
tamizado a una granulometría de 10-5 mm. El valor promedio
de la Densidad Unitaria para este material y granulometría
es de 1,07 kg/dm3.

2.3.4. Desechos de albañilería.
Fracción granulométrica 5-1,15 mm

Utilizando como material de estudio al escombro de
albañilería triturado y tamizado a una
fracción de 5-1,15 mm se obtuvo una Densidad Unitaria
promedio de 1,16 kg/dm3.

2.3.5. Análisis de los
resultados.

De acuerdo a los resultados anteriores, los
áridos obtenidos de los escombros de
albañilería presentan una menor Densidad Unitaria
que los de concreto y ambos menores que los tradicionales de la
región (1,474 y 1,390 kg/dm3 en fracciones de
5-1,15 y 10-5 respectivamente), favoreciendo estos resultados la
competitividad
del material reciclado.

2.4. Coeficiente de fricción de los
árido reciclados. Ángulo de inclinación
máximo en los transportadores .

Al no encontrarse en la bibliografía consultada
los coeficientes de fricción de los desechos de concreto y
de albañilería, con la goma y el acero, se
tomó la decisión de obtener sus valores de forma
experimental. Los resultados alcanzados constituyen otra de
las novedades del trabajo

2.4.1. Coeficientes de fricción con respecto a
la goma y ángulo de inclinación máximo de
los transportadores de bandas.

Para desarrollar estas mediciones, se fijó un
tramo de banda de goma a la superficie de trabajo del "Plano
Inclinado".Para la toma de muestras se seleccionó una
cantidad aproximada de 2 dm3 de desechos de concreto
triturado e igual volumen de desechos de
albañilería. Ambas cantidades fueron subdivididas
en 5 muestras cada una. Como técnica operatoria, se
depositaron sobre la goma y de forma independiente, cada una de
las muestras, elevándose el plano inclinado, suavemente y
hasta la ruptura del reposo relativo, realizándose
la lectura del
ángulo marcado en la escala.

Tabla 2.8. Angulo de Fricción Estático del
escombro reciclado frente a la goma.

Los valores obtenidos en cada una de las mediciones se
representan en la tabla 2.8. De igual forma se muestran los
resultados estadísticos.

Sustituyendo los valores promedios de  en la
expresión 2.1 se obtiene que:

e=0,7: Coeficiente de
fricción del desecho de concreto frente a la
goma

e=0,625: Coeficiente de
fricción del escombro de albañilería frente
a la goma.

 – Ángulo de Fricción
Estático.

e – Coeficiente de Fricción
Estático

Determinación del ángulo máximo
de inclinación del transportador de
banda(max).

Para determinar el ángulo máximo de
inclinación a alcanzar por los transportadores de bandas,
la bibliografía establece la siguiente relación
[104]:

Considerando c con valor de
10o [104], se obtuvo que:

max 25 o
para desechos de concreto; max 22
o para desechos de
albañilería.

Estos resultados no han sido reportados con anterioridad
en la literatura
especializada