¿Qué es el ensayo Cerchar?
El Ensayo Cerchar es una prueba utilizada para medir la abrasividad de los materiales rocosos. Este índice, conocido como Cerchar Abrasivity Index (CAI), es esencial para predecir el desgaste y la durabilidad de las herramientas de perforación y corte en la industria de la construcción y minería, y también en tecnologías de cimentación como la excavación de pantallas con hidrofresa.
Definición y procedimiento del ensayo Cerchar
El ensayo se realiza raspando la superficie de una muestra de roca con un pin de acero bajo una carga específica y a una distancia determinada. El desgaste del pin de acero se mide y se utiliza para calcular el CAI. Los valores del índice Cerchar generalmente varían de 0 a más de 6, donde un valor más alto indica una mayor abrasividad.
Normativa de referencia
El ensayo Cerchar para determinar la abrasividad de las rocas está regido por la norma ASTM D7625-10(2021) – Standard Test Method for Laboratory Determination of Abrasiveness of Rock Using the CERCHAR Method.
Valores del Índice Cerchar
- 0 a 0.5: Muy baja abrasividad.
- 0.5 a 1.0: Baja abrasividad.
- 1.0 a 2.0: Abrasividad media.
- 2.0 a 3.0: Alta abrasividad.
- 3.0 a 4.0: Muy alta abrasividad.
- 4.0 a 6.0: Extremadamente alta abrasividad.
- >6.0: Abrasividad ultra alta.
Índices Cerchar de algunas rocas
Las calizas presentan generalmente índices Cerchar inferiores a 1.2, destacando su menor abrasividad. En el caso de las areniscas, los valores pueden ser bajos, inferiores a 2.5, cuando son de formaciones geológicas más jóvenes. No obstante, las areniscas más consolidadas pueden registrar índices Cerchar de hasta 4.0. El granito, en su estado meteorizado, muestra índices entre 2.5 y 3.5, pero este valor se incrementa hasta 4.2 cuando el granito es completamente sólido. Por su parte, la anfibolita puede alcanzar valores de hasta 4.5. Mientras tanto, rocas como la cuarcita, el gneiss y la pegmatita superan el índice Cerchar de 4.5, indicando una elevada abrasividad.
Impacto del CAI en la excavación de muros pantalla con hidrofresa
La abrasividad de la roca tiene un impacto directo en el rendimiento y desgaste de los útiles de corte de la hidrofresa. Por ello, el Ensayo Cerchar es crucial en la planificación y ejecución de proyectos ejecutados con esta tecnología. Conocer el CAI de la roca, junto con el valor de su resistencia a compresión simple, permite seleccionar el equipo adecuado, la tipología de ruedas y el modelo de dientes o picas.
Las ruedas estándar, equipadas con dientes planos, son las más habituales y se utilizan en terrenos mixtos, suelos principalmente. Por su lado, las ruedas de picas están diseñadas para trabajar con terrenos más duros, como arenas cementadas, conglomerados, piedras, bolos y roca meteorizada. Es con este tipo de ruedas, empleado en roca, cuando más valioso es conocer el índice CAI.
Si las rocas tienen baja abrasividad, con un índice CAI < 1.0, el cambio de picas y los trabajos de reparación del equipo tendrán menor frecuencia. Por el contrario, índices CAI > 3.0 implicarán un alto consumo de picas y mayores paradas para recrecer las ruedas de corte y otros elementos del bastidor.
Conclusión
El Ensayo Cerchar es una herramienta vital para la evaluación de la abrasividad de las rocas en proyectos de excavación de muros pantalla con hidrofresa. Conocer el índice CAI permite una mejor selección y mantenimiento de equipos, optimizando costos y mejorando la eficiencia del proyecto. Integrar el CAI junto con otros parámetros, como la resistencia a la compresión de la roca, asegura una operación más segura y controlada, adaptando las herramientas de corte a las condiciones específicas del terreno.
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