Optimización de Técnicas de Muestreo en Ingeniería de Materiales: Métodos y Equipos Esenciales
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Técnicas de Muestreo de Materiales a Granel
Divisores Reductores de Muestra
- Cono y Cuarteo
- Cortador de Riffles
- Reductor de Triángulos
- Divisor Rotatorio
Cono y Cuarteo
Consiste en mezclar el material para posteriormente apilarlo en forma de cono. Este se divide con una pala o espátula en forma de cruz (cuatro partes iguales). Se seleccionan dos cuartos opuestos, los cuales forman la nueva muestra. El material se vuelve a mezclar y el proceso se repite varias veces hasta obtener el tamaño apropiado.
Cortador de Riffles
Consiste en un recipiente en forma de "V" que tiene en sus costados una serie de canales o chutes que descargan alternativamente en dos bandejas ubicadas en ambos lados del cortador. El material es vaciado en la parte superior y, al pasar por el equipo, se divide en dos fracciones de aproximadamente igual tamaño.
Reductor de Triángulos
(No muy usado)
Funciona de forma similar al cortador de riffles, pero la desviación se realiza mediante obstáculos de forma triangular ubicados sobre una superficie plana y la eliminación de las fracciones por ranuras en la superficie.
Divisor Rotatorio
Consiste en un alimentador vibratorio y una masa rotatoria con subdivisiones, las cuales se consideran como submuestras. El único problema de este aparato es que, en algunas ocasiones, al terminar la operación, queda un remanente de material fino en el alimentador.
Consideraciones Adicionales para la Extracción de Muestras
Para la extracción de la muestra, se cuenta con una serie de dispositivos como palas, punzones y espátulas, los cuales deben tener un diseño recto.
Muestreo por Lotes de Materiales (Batch Sampling)
- Grab Sampling (Muestreo por Agarre)
- Muestreo con Tubos
- Muestreo con Pala
Grab Sampling (Muestreo por Agarre)
En este método, las muestras se obtienen mediante una pala u otro dispositivo, de acuerdo con un esquema fijo o aleatorio, desde la superficie del material. Se aplica en cualquier tipo de material a granel (barcos, pilas, etc.). Su uso es limitado debido al gran error asociado.
Menos efectivo para el muestreo representativo.
Muestreo con Tubos
La muestra se obtiene insertándole un tubo ranurado que es rotado para cortar y extraer una porción. Es aplicable a materiales de granulometría fina, húmedos y secos, en pilas de almacenamiento, carros ferroviarios o camiones.
Muestreo con Pala
Durante la transferencia manual del material, se extrae una palada a intervalos especificados. Este método funciona mejor para materiales de granulometría fina.
Muestreo Incremental o Estratificado
Este muestreo se refiere a los procedimientos para obtener una muestra de un transportador, como correas transportadoras, chutes para sólidos, cañerías y canales para palas, y otros medios de transporte.
Los errores más comunes asociados a este muestreo están dados por una falta de uniformidad en el flujo del material.
Al muestreo incremental también se le llama estratificado, término que describe el flujo de material.
El método preferido para una mayor exactitud es muestrear desde la descarga del transportador.
Técnicas de Muestreo Incremental
Muestreo Estratificado a Tiempo Constante
El mecanismo cortador de muestreo se activa a intervalos regulares de tiempo, asumiendo que el flujo másico del material es constante.
Muestreo Estratificado en Base a Peso Constante
Se utiliza la señal integral de una balanza de cinta u otro dispositivo para activar el cortador de muestra cuando una masa predeterminada ha pasado por el sistema. Este método es útil cuando el flujo es irregular y el peso se puede medir con exactitud.
Muestreo de Corriente desde un Transportador
Para la toma de muestras desde el flujo continuo o discontinuo, se utilizan cortadores de muestras que deben ser perpendiculares a la dirección del flujo.
Cuando se corta el flujo de una cinta transportadora, se deben considerar las siguientes situaciones:
A) Cortador Muestreador Lineal
El cortador se mueve a través de la corriente siguiendo una trayectoria en línea recta.
En este caso, es común utilizar el muestreo basado en el tiempo constante, con el dispositivo muestreador a velocidad constante.
B) Cortador Rotacional
El cortador se mueve en una trayectoria con forma de arco, de modo que la corriente completa está dentro del radio del arco.