Control de arenas de moldeo: resistencia en verde, permeabilidad, compactabilidad y arcilla activa

Fundamento

El control de la arena en verde se apoya en un conjunto de ensayos sobre probetas preparadas con un apisonador normalizado de tres golpes. La compactabilidad mide cuánto se reduce en altura una cantidad fija de arena al apisonarla, y es el indicador práctico del contenido de humedad útil: se ajusta agregando agua y es la variable que el operador controla en la mezcladora. La resistencia a la compresión en verde y la resistencia al corte describen si el molde va a soportar el manipuleo y el empuje del metal. La permeabilidad se determina midiendo el tiempo que tarda un volumen definido de aire en atravesar la probeta bajo una presión establecida, y es la que gobierna la evacuación de los gases durante la colada. Se determinan además la humedad por secado, la arcilla activa por el ensayo de azul de metileno, que mide la bentonita que todavía funciona y no la total, el contenido de finos, la pérdida por calcinación, que delata acumulación de aditivos carbonosos y de resinas quemadas, y la distribución granulométrica con su módulo de finura. En arenas de machos se miden la resistencia a la tracción y a la flexión a distintos tiempos desde el mezclado, la vida de banco de la mezcla y la generación de gas por calentamiento, que es la causa de las sopladuras.

Matriz (en qué muestra)

Arenas de moldeo en verde con bentonita; arenas de machos con resinas de curado en frío y en caliente; arena nueva y arena recuperada del sistema; mezclas en control de producción de fundición

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Apisonador normalizado y probetas; máquina universal de ensayo de arenas con accesorios de compresión, corte, tracción y flexión; permeámetro; equipo de azul de metileno; estufa y balanza; tamizadora con juego de tamices; equipo de determinación de gas generado.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Solución de azul de metileno; ácidos para la preparación; bentonita y resinas de referencia; agua destilada.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Tubos de probeta y accesorios; bandejas; tamices; planillas de control diario del sistema de arena.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Arena y aglomerantes; reactivos; probetas.

Unidad

Pa · compactabilidad (%) · resistencia a la compresión en verde (kPa) y al corte · permeabilidad (unidades de permeabilidad) · humedad (%) y arcilla activa (%) · pérdida por calcinación (%) · módulo de finura y distribución granulométrica · gas generado por arenas de macho (cm³/g)

Rango de referencia

La compactabilidad se mantiene en una banda estrecha, del orden de unas pocas unidades porcentuales alrededor del valor objetivo del sistema, porque por debajo el molde se desmorona y por encima aparecen defectos por vapor; el resto de los parámetros se sigue por tendencia diaria más que contra un valor absoluto

Norma que lo exige

Las especificaciones de compra de piezas fundidas, que fijan requisitos de sanidad y de dimensiones que dependen del control de la arena; las normas de producto de arenas y de aglomerantes; las normas de higiene y seguridad sobre sílice cristalina respirable en la fundición, que es el riesgo laboral característico del sector; las normas ambientales sobre disposición y recuperación de arenas usadas

Norma que describe la técnica

Las normas internacionales y de las asociaciones de fundidores sobre ensayo de arenas de moldeo: preparación de probetas, compactabilidad, resistencias, permeabilidad y arcilla activa; las normas sobre determinación de gas generado por arenas con resina; las guías sobre control de sistemas de arena en verde; los procedimientos de la fundición

Edición y vigencia de la norma

Normas internacionales y de asociaciones de fundidores sobre ensayo de arenas vigentes

Volumen de muestra

Destructivo. Algunos kilogramos de arena por tanda de ensayos

Conservación y transporte

La muestra se toma de la mezcladora o de la cinta en el momento y se ensaya enseguida en recipiente cerrado, porque la arena en verde pierde humedad en minutos y la compactabilidad medida media hora después no sirve para corregir la mezcla. Las probetas se preparan siempre con el mismo apisonador y con la cantidad de golpes normalizada. Los ensayos de arena de macho se hacen con el tiempo exacto desde el mezclado, dado que la resistencia sigue creciendo. El polvo se maneja con extracción y protección respiratoria por el riesgo de sílice.

Límite de detección típico

No aplica: son ensayos tecnológicos con escalas propias

Incertidumbre típica

Del orden del 5 al 10 % en las resistencias y del 10 % en la permeabilidad; la preparación de la probeta domina la dispersión

Área

Metalurgia; Materiales/industrial; Higiene y seguridad

Fecha de última actualización: 10/9/2026