La evolución histórica de las trituradoras en la minería

El desarrollo de las trituradoras ha sido fundamental en el avance de la minería y la explotación de canteras, transformando la forma en que se procesan las materias primas. Desde sus humildes inicios en el siglo XIX hasta la sofisticada maquinaria actual, las trituradoras han evolucionado gracias al ingenio y a los avances en los materiales. Este artículo explora los orígenes históricos y las etapas clave del desarrollo de varios tipos de trituradoras, tal como se documentan en los primeros registros de ingeniería.

Orígenes de Trituradoras de mandíbula

Trituradora de mandíbula de doble palanca

La trituradora de mandíbulas de doble palanca se remonta a 1858, cuando el Sr. EW Blake patentó un diseño innovador. Este mecanismo consistía en un eje excéntrico que giraba sobre cojinetes fijos dentro de un robusto bastidor de hierro fundido. La potencia se transmitía mediante una biela, que oscilaba entre dos placas de palanca: una pivotaba en un bloque ajustable y la otra se apoyaba en la garra. Esta configuración proporcionaba una oscilación pendular a la mandíbula móvil, con la carrera de trituración más fuerte en la salida y más débil en la entrada, optimizando el apalancamiento para trozos grandes. Los primeros modelos utilizaban hierro fundido para el bastidor, la garra y la biela, lo que requería una construcción robusta para soportar la tensión. Alrededor de 1890, las piezas de fundición de acero reemplazaron al hierro fundido, reduciendo significativamente el peso y mejorando la resistencia, como lo demuestra la trituradora de mandíbulas con bastidor de acero de Hadfields.

Trituradora de mandíbula de palanca simple

La trituradora de mandíbulas de una sola palanca surgió alrededor de 1879, atribuida al Sr. G. Dalton de HR Marsden & Company, aunque su verdadero origen podría ser anterior a esta patente. A diferencia de la trituradora de doble palanca, la mandíbula se montaba sobre un eje excéntrico sobre la boca de alimentación, con una placa de una sola palanca que controlaba el recorrido de la mandíbula inferior. Este diseño producía un movimiento circular en la parte superior, que se transformaba en una trayectoria elíptica en la salida, ofreciendo una acción de trituración única. Inicialmente construida con piezas de fundición, posteriormente adoptó marcos y mandíbulas de acero, y el acero al manganeso se convirtió en el estándar para las mandíbulas y las placas laterales debido al desgaste abrasivo del movimiento de rodadura.

Desarrollo de la Giratoria Trituradoras

Trituradora giratoria de eje largo

La trituradora giratoria de eje largo fue desarrollada por primera vez por el Sr. Charles M. Brown, de Chicago, quien presentó una patente en 1877. Este diseño presentaba un eje semirrígido soportado por una araña a lo largo de la abertura de alimentación, con el extremo inferior accionado por una excéntrica. El cabezal de trituración, situado entre el cojinete superior y la excéntrica, actuaba como palanca con su punto de apoyo en la araña. Los primeros modelos incluían revestimientos extraíbles en la cuba de trituración, un cono renovable y un cojinete superior de rótula. Desarrolladas por Gates Iron Works, estas trituradoras experimentaron mejoras, como la sustitución de la problemática rótula por un cojinete cónico, lo que mejoró su durabilidad y resistencia al desgaste con el tiempo.

Trituradora giratoria de eje corto

La trituradora giratoria de eje corto surgió en 1869, atribuida al Sr. James W. Rutter, de San Luis, Misuri. El diseño de Rutter consistía en un cono sobre un eje cuadrado dentro de un cilindro abierto, sostenido por una rótula e impulsado por una rueda excéntrica. Esto reducía la altura de la máquina en comparación con los modelos de eje largo, aunque las primeras versiones presentaban problemas de descarga debido a obstrucciones en la cruceta y los engranajes. La trituradora de eje corto McCully, introducida posteriormente, se convirtió en un competidor importante, perfeccionando el diseño con un conducto de descarga de libre movimiento y una posición excéntrica más alta, lo que mejoraba la rigidez del eje en aproximadamente 55%.

Evolución del Roll Trituradoras

Rodillos trituradores accionados por engranajes

Los rodillos trituradores accionados por engranajes datan de alrededor de 1806, introducidos en las minas de Cornualles, donde recibieron el nombre de "rodillos de Cornualles". Estas primeras máquinas, con rodillos de 45 a 76 cm de diámetro y de 28 a 50 cm de ancho, funcionaban a una velocidad de 5 a 15 RPM, impulsadas por ruedas hidráulicas mediante trenes de engranajes. Montados sobre ejes robustos con cojinetes abiertos dentro de marcos de hierro fundido, un rodillo se accionaba positivamente, mientras que el otro giraba por fricción. Para 1895, su uso se extendió a las canteras de piedra para la preparación de macadán, y Hadfields construyó modelos más grandes con marcos de acero fundido y carcasas dentadas de acero al manganeso.

Rodillos trituradores accionados por correa

Los rodillos accionados por correa fueron desarrollados por el Sr. SR Krom en Estados Unidos alrededor de 1874, diseñados para trituración media-fina. Estos rodillos utilizaban poleas de correa pesadas en los ejes, eliminando los engranajes para reducir la fricción y aumentar la velocidad. Los primeros diseños incluían un rodillo fijo atornillado a una bancada y un rodillo ajustable sobre brazos de palanca oscilante con baterías de resorte. Innovaciones posteriores abordaron los problemas de alineación con cojinetes giratorios y barras de unión dobles, culminando en modelos de alta velocidad como los rodillos Traylor de 78 pulgadas de diámetro a principios del siglo XX. Los rodillos de trituración gruesa de Thomas A. Edison de 1894 con dientes de impacto ampliaron aún más su capacidad para bloques de piedra de gran tamaño.

Innovaciones en trituradoras especializadas

Trituradoras de discos

Las trituradoras de discos se introdujeron alrededor de 1908, utilizando la fuerza centrífuga para distribuir el material a través de las caras de trituración. Los primeros diseños de discos horizontales incluían dos discos en forma de platillo —uno fijo y otro giratorio— accionados por un eje hueco y un sistema de poleas. A principios del siglo XX, se incorporaron mejoras como poleas excéntricas para aumentar la carrera de trituración, reduciendo así la necesidad de cojinetes refrigerados por agua. Posteriormente, surgieron las trituradoras de discos verticales, con discos de 122 cm (48 pulgadas) para una reducción más fina en grandes plantas de mineral de cobre.

Rompedores de un solo rodillo

Las trituradoras de un solo rodillo surgieron en 1864 con la patente británica del Sr. A. Thomas para un molino de rodillos y pecho, inicialmente utilizado para granos, pero adaptado para la trituración de piedra. A finales del siglo XIX, se convirtieron en trituradoras de carbón de renombre, con un rodillo dentado y una placa trituradora abatible. La versión Allis-Chalmers, desarrollada a principios del siglo XX, perfeccionó este diseño con componentes de acero fundido y potentes resortes para manipular piedra caliza y materiales resbaladizos.

Trituradoras de martillo oscilante

Las trituradoras de martillos oscilantes fueron introducidas por el Sr. Milton F. Williams en 1895, con martillos pivotantes sobre un rotor dentro de un marco de madera. Para 1904, diseños como los de la Patent Lightning Crusher Company adoptaron martillos de "estribo" en forma de U, mejorando la eficiencia del impacto. Estos evolucionaron hasta convertirse en molinos de martillos con estructura de acero de la Pennsylvania Crusher Company, capaces de reducir grandes bloques de piedra caliza en una sola operación.

Máquinas giratorias especiales para trituración secundaria

Las trituradoras giratorias especializadas para la trituración secundaria surgieron posteriormente, con la trituradora Newhouse (licenciada por Edgar Allen & Company) y la trituradora fina sin engranajes Kennedy (Sheepbridge Coal and Iron Company) a principios del siglo XX, que perfeccionaron la reducción a alta velocidad. La trituradora de cono, un avance radical, eliminó la araña y el cojinete superior, utilizando un tazón largo excéntrico y accionado por resorte, lo que marcó un cambio significativo a mediados del siglo XX.

Conclusión

La historia de las trituradoras refleja una trayectoria de innovación, desde la trituradora de mandíbulas de Blake de 1858 hasta los avanzados diseños giratorios y de rodillos del siglo XX. La evolución de cada tipo, impulsada por el ingenio mecánico y los avances en los materiales, ha forjado su papel indispensable en la minería, allanando el camino para las tecnologías de procesamiento eficientes actuales.