¿Qué es una criba vibrante? ¿Cuáles son sus características y usos?

Toda planta de trituración y cribado tiene una máquina cuyo único trabajo es clasificar: la criba vibrante. Las trituradoras reducen la roca, pero es la criba la que convierte una corriente mezclada de partículas en productos clasificados y vendibles, y sus ajustes deciden qué parte de esa corriente acaba donde debe.

La máquina en sí parece sencilla, un cajón vibrante con pisos de malla, pero la física que hay debajo premia a quien la entiende. La inclinación, el tipo de movimiento, la carrera y el paño de criba cambian lo que pasa y lo que no, y por eso la misma máquina básica aparece en tantas formas distintas en canteras, minas y plantas de reciclaje.

¿Qué es una criba vibrante?

Una criba vibrante es una máquina que separa material granular en distintos tamaños de partícula sacudiéndolo sobre uno o varios pisos de malla. Las partículas menores que la luz de malla caen a través como pasante, mientras que las mayores recorren la superficie y se descargan por separado como rechazo.

El cribado es la otra cara de la trituración. Una trituradora cambia el tamaño de las partículas; una criba no cambia nada, solo clasifica lo que le llega. En una planta típica ambas se alternan: el material se tritura, se criba en fracciones y lo que sigue siendo demasiado grande vuelve a la trituradora en circuito cerrado.

Una sola máquina puede producir varios productos a la vez. Cada piso lleva una luz de malla diferente, ordenadas de la más gruesa arriba a la más fina abajo, de modo que una única corriente de alimentación sale de la criba convertida en tres, cuatro o cinco productos clasificados según el número de pisos.

¿Cómo funciona una criba vibrante?

Una criba vibrante funciona convirtiendo la rotación en una sacudida controlada. Unos contrapesos excéntricos montados en un eje giratorio, o un par de motores vibradores contrarrotantes, generan una fuerza centrífuga que lanza el cuerpo de la criba y el material que transporta en un patrón repetido, miles de pequeños lanzamientos por minuto.

Cada lanzamiento hace dos cosas. Desplaza el material hacia delante por el piso, hacia el extremo de descarga, y afloja el lecho para que las partículas puedan reordenarse. Ese reordenamiento se llama estratificación: las partículas finas se hunden hacia el fondo del lecho y las gruesas suben a la parte superior.

La estratificación es lo que hace eficiente el cribado. Cuando las partículas finas alcanzan la superficie del piso, cada lanzamiento les da una nueva oportunidad de encontrar una abertura y atravesarla. Las gruesas viajan sobre el lecho, siguen avanzando y abandonan el piso como rechazo. Una criba que sacude sin estratificar solo está transportando roca.

El aislamiento completa el diseño. El cuerpo vibrante se apoya en muelles helicoidales o tacos de goma, de modo que el violento movimiento del cajón nunca llega a la estructura de apoyo ni a la calderería de la planta situada debajo.

¿Cuáles son las características clave de una criba vibrante?

Las características que definen una criba vibrante son las dimensiones de sus pisos, el número de pisos, el accionamiento que genera la vibración, los parámetros de movimiento regulables y el sistema de aislamiento por muelles o tacos de goma. En conjunto determinan la capacidad, el rango de separación y la precisión que puede alcanzar la máquina.

En esta clase de máquinas, los cuerpos de criba suelen medir entre 1,2 y 2,4 metros de ancho y entre 4 y 7 metros de largo, lo que da aproximadamente de 5 a 17 m² de superficie de cribado por piso. Las unidades fijas manejan normalmente entre 70 y 340 toneladas por hora, y las plantas de cribado móviles amplían la clase hasta unas 600 t/h en su extremo superior.

La potencia de accionamiento es modesta para el tonelaje en juego. Las máquinas de accionamiento único suelen montar motores de entre 7,5 y 22 kW, y los cuerpos más grandes usan accionamiento doble. Los tamaños de separación abarcan aproximadamente de 1 a 130 mm en pisos convencionales, y en configuraciones de precribado es habitual admitir bloques de alimentación de hasta unos 300 mm.

Los parámetros de trabajo son regulables a propósito. La inclinación, la velocidad de giro y la carrera pueden ajustarse al material, y por eso un mismo modelo de criba sirve un año para caliza y al siguiente para hormigón reciclado: la máquina se recalibra, no se sustituye.

¿Cuáles son los tipos de cribas vibrantes?

Las cribas vibrantes se clasifican por la inclinación de sus pisos, su tipo de movimiento y el trabajo para el que están construidas. Los tipos principales son:

• Cribas inclinadas (de movimiento circular): el tipo de uso general más común, que trabaja entre 15 y 30 grados con un movimiento circular.
• Cribas horizontales: pisos planos o casi planos, de 0 a 5 grados, con movimiento lineal o elíptico, elegidas por su precisión y su poca altura de instalación.
• Cribas banana (multipendiente): un piso curvo que empieza muy inclinado, hasta unos 45 grados, y se aplana hacia la descarga para lograr un gran rendimiento.
• Cribas escurridoras: cribas de movimiento lineal que escurren el agua del material fino en lugar de clasificarlo.
• Cribas de alta frecuencia: máquinas de separación fina que aplican la vibración directamente al paño de criba.
• Cribas de barrotes: pisos de barras pesadas que precriban la alimentación gruesa antes de la trituradora primaria.

Los trómeles rotativos y las cribas de rodillos hacen un trabajo de clasificación parecido, pero no pertenecen a esta familia, porque hacen girar o rodar el material en lugar de hacer vibrar un piso.

Cribas vibrantes inclinadas

La criba inclinada es el caballo de batalla de la producción de áridos. Su piso se inclina entre 15 y 30 grados, un único eje excéntrico imprime al cuerpo un movimiento circular con una carrera típica de 8 a 12 mm a unas 700 a 1.000 rpm, y la gravedad hace parte del trabajo de transporte. El diseño es mecánicamente sencillo, tolerante con alimentaciones variadas y fácil de mantener, lo que explica lo extendido que está.

Cribas vibrantes horizontales

Las cribas horizontales trabajan entre 0 y 5 grados y dependen por completo de su movimiento lineal o elíptico, con carreras normalmente de entre 14 y 20 mm, para desplazar el material. Las partículas permanecen en el piso más tiempo que en una criba inclinada, lo que mejora la precisión de separación, y el perfil plano encaja en plantas con altura de instalación limitada, sobre todo en equipos móviles.

Cribas banana (multipendiente)

Una criba banana se curva a lo largo de varios tramos de pendiente, muy inclinada junto a la alimentación y casi plana en la descarga. El arranque empinado adelgaza el lecho rápidamente, así que el material fino pasa pronto, y el tramo final más plano da a las partículas de tamaño límite el tiempo que necesitan. El resultado es un rendimiento notablemente mayor con la misma superficie de piso, y por eso los circuitos mineros de gran tonelaje prefieren esta forma.

Cribas escurridoras

Una criba escurridora elimina agua en lugar de clasificar por tamaño. Dos motores contrarrotantes generan un movimiento lineal de aproximadamente 5 a 6 G a entre 1.000 y 1.500 rpm, el piso sube ligeramente hacia la descarga y un vertedero retiene un lecho profundo de material que actúa como su propio filtro. La arena lavada suele salir de una criba escurridora lo bastante seca para transportarla, acopiarla y venderla directamente.

Cribas de alta frecuencia

Las cribas de alta frecuencia separan material fino que los pisos convencionales manejan mal. En lugar de sacudir todo el cuerpo, la vibración, normalmente en el rango de 3.600 a 5.000 rpm, se aplica directamente al paño de criba, lo que mantiene las aberturas finas despejadas y productivas en separaciones que bajan hasta cerca de 100 µm.

Cribas de barrotes

La criba de barrotes protege la trituradora primaria. Su piso es un conjunto de barras paralelas resistentes al desgaste, con separaciones de 50 a 300 mm en lugar de malla, construido para recibir la roca volada directamente del camión. Los finos y el material intermedio caen a través y evitan la trituradora, de modo que la máquina solo trabaja sobre la roca que de verdad necesita triturarse.

¿En qué se diferencian los movimientos circular, lineal y elíptico?

El tipo de movimiento describe la trayectoria que traza el cuerpo de la criba en cada ciclo de vibración: un círculo, una línea recta o una elipse. El movimiento circular procede de un único eje excéntrico; el lineal, de ejes gemelos o de motores contrarrotantes cuyas fuerzas se anulan salvo en un eje; y el elíptico combina ambos comportamientos.

Cada trayectoria encaja con una inclinación distinta. El movimiento circular necesita un piso inclinado, porque el lanzamiento por sí solo no transporta el material con eficacia en horizontal. El movimiento lineal empuja el material hacia delante por sí mismo, y eso es lo que permite a las cribas horizontales y escurridoras trabajar con poca o ninguna pendiente.

El movimiento elíptico se sitúa entre los dos, uniendo el lanzamiento enérgico del círculo con la capacidad de transporte de la línea. En cribas horizontales mantiene el material en marcha sin perder la precisión que da un mayor tiempo sobre el piso. En la práctica, el tipo de movimiento viene fijado por el diseño del accionamiento, así que se elige al especificar la criba, no se ajusta después.

¿Qué es el paño de criba y de qué está hecho?

El paño de criba es la superficie recambiable que el material toca de verdad: las mallas, paneles o chapas que llevan las aberturas. Las opciones principales son la malla de alambre tejida, los paneles de poliuretano, los paneles de goma y la chapa de acero perforada, y esta elección influye en la vida útil, el área libre de paso y el ruido más que ningún otro componente.

La malla de alambre tejida ofrece la mayor área libre para una luz de malla dada, lo que la convierte en la opción de precisión y rendimiento para material seco y moderadamente abrasivo. Los paneles de poliuretano resisten la abrasión y convienen al cribado en húmedo, donde duran muchas veces más que el alambre. La goma absorbe el impacto de alimentaciones gruesas y angulosas y funciona con bastante menos ruido. La chapa perforada aguanta el precribado pesado donde cualquier material más ligero quedaría destrozado.

Como el paño se monta en paneles estándar o en tramos tensados, una criba puede cambiar de personalidad sin cambiar de máquina. El mismo piso que lleva chapa de precribado esta temporada puede llevar poliuretano fino la siguiente, siguiendo la gama de productos de la planta.

¿Cuántos pisos puede tener una criba vibrante?

Las cribas vibrantes suelen llevar de 2 a 4 pisos, y cada piso añade un producto: una criba con n pisos separa la alimentación en n+1 fracciones clasificadas. Una máquina de dos pisos hace tres productos; una de tres, cuatro; y una de cuatro, cinco.

El orden de los pisos sigue una sola regla: la luz de malla más gruesa arriba y la más fina abajo. El piso superior protege de los bloques pesados a las mallas más finas de debajo y se lleva la mayor parte del desgaste, que es también la razón de que suela ser la primera superficie en sustituirse.

Más pisos no significa automáticamente algo mejor. Cada piso añadido hace la máquina más alta, complica el acceso al paño y reparte la misma superficie de cribado entre más separaciones, así que las plantas fijan el número de pisos según los productos que realmente venden, no según lo que el bastidor podría cargar.

¿Dónde se utilizan las cribas vibrantes?

Las cribas vibrantes se utilizan allí donde haya que clasificar material granular por tamaño: minería y tratamiento de minerales, producción de áridos y arena, plantas de trituración y cribado, reciclaje de residuos de construcción y demolición, manejo de carbón y minerales industriales. Las variantes más ligeras sirven también a la industria química y alimentaria.

En la producción de áridos, la criba define la lista de productos. Las especificaciones de hormigón y asfalto exigen granulometrías estrictas, y cada fracción que vende una cantera, desde la arena fina hasta el balasto ferroviario, sale por un piso de criba dimensionado para ella.

Los circuitos mineros se apoyan en las cribas dos veces: las cribas de barrotes y los precribadores protegen la trituradora primaria a la entrada de la planta, mientras que las cribas banana y horizontales dividen la corriente triturada y cierran el circuito devolviendo el rechazo a una nueva pasada. Las cribas escurridoras secan después los productos finos lavados para su transporte.

El reciclaje se ha convertido en la aplicación que más rápido cambia. El hormigón, el ladrillo y el asfalto triturados llegan mezclados e irregulares, y el cribado separa las fracciones reutilizables de la contaminación. La misma física de estratificación que clasifica roca virgen en una cantera clasifica residuos de demolición en un solar urbano, lo que da una buena medida de lo universal que se ha vuelto esta máquina.