Análisis estadístico de la relación entre el tamaño de partícula y la homogeneidad de una mezcla sólida mediante la aplicación de un diseño experimental, para la construcción de una curva predictiva de referencia.

Abstract

El presente trabajo de investigación analizó la relación entre el tamaño de partícula, el tiempo de mezclado y la homogeneidad de mezclas sólidas, con el objetivo de generar una curva predictiva que permita estimar el comportamiento de la mezcla en función de las variables mencionadas. Para ello, se desarrolló un diseño experimental factorial 3×3 con tres réplicas por tratamiento, evaluando tres tamaños de partícula (fino, medio y grueso) y tres tiempos de mezclado (1, 3 y 5 minutos). La homogeneidad se cuantificó mediante el coeficiente de variación (CV), indicador ampliamente utilizado en procesos industriales por su sensibilidad a la dispersión del material dentro de la mezcla. Los datos obtenidos fueron analizados mediante estadística inferencial, incluyendo análisis de varianza, estimación de medias marginales y ajuste de un modelo de regresión cuadrático con interacción. El modelo permitió describir adecuadamente el comportamiento no lineal de la mezcla, evidenciando diferencias significativas entre tamaños de partícula y confirmando que el efecto del tiempo depende de la granulometría empleada. Los diagnósticos de residuos confirmaron que el modelo cumple los supuestos de normalidad, homocedasticidad e independencia, garantizando su validez para fines predictivos. Los resultados mostraron que las partículas finas alcanzan mayores niveles de homogeneidad en menor tiempo, mientras que partículas gruesas requieren periodos mayores para disminuir la variabilidad. Finalmente, se generaron curvas predictivas que permiten estimar el coeficiente de variación para distintas combinaciones de tamaño y tiempo de mezclado, constituyendo una herramienta metodológica útil para optimizar operaciones de mezclado de partículas sólidas en contextos industriales.