3-Almacenamiento de Sólidos

Almacenamiento slidosManejo de sl idos y l quidos

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slidos y

lquidos

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Almacenamiento de slidos1. Almacenamiento a la intemperie

2. Almacenamiento en depsitos

2.1. Pilas

2.2. Silos

2.3. Tolvas

3. Alimentadores

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Almacenamiento de slidosIntroduccin Una correcta manipulacin y almacenamiento de los materiales (materias primas y

productos) garantiza el adecuado desarrollo de un proceso que los involucre.

Adems, los beneficios no solo son tcnicos y operacionales, sino que las empresas logran ventajas competitivas para proveer el nivel deseado de servicios al cliente a un costo razonable.

El almacenamiento y manejo de materiales est estrechamente relacionado con el orden, el aseo y las condiciones de seguridad. Por ejemplo, un producto mal apilado no slo genera desorden sino que adems es muy probable que pueda derrumbarse y ocasionar lesiones a las personas, y daos en los materiales.

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Almacenamiento a la intemperie

Almacenamiento en depsitos

Almacenamiento de slidosTipos de almacenamiento

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1. Almacenamiento a la intemperie1.1. Introduccin

El material slido que se va a almacenar debe ser inerte a condiciones de intemperie. Si nose presentan inconvenientes de almacenaje.

Segregacin del material: los slidos gruesos se acumulan en los bordes de las pilas. Contaminacin: tanto del ambiente circundante como deterioro de la salud Humana debido

al posible arrastre de partculas en el aire. Lluvias: el material se expone a la humedad del medio ambiente y al arrastre debido a

lluvias. Es necesario que el suelo sea compacto y con cierta pendiente de inclinacin para que drene

el agua.

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1.2. Ventajas y desventajas

Las pilas facilitan las operaciones de cargue,descargue y mezcla para suministro de laplanta.

Son de fcil acceso. Problemas ambientales tales como:

formacin de polvo o lixiviacin de materialsolubles .

La disposicin debe ser ordenada de modoque permita la rpida cuantificacin delmaterial.

Se debe evitar la lixiviacin

1. Almacenamiento a la intemperieManejo

de slidos

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1.3. ngulo de reposo

Es el ngulo que forma la pendiente de una pilacon la horizontal cuando se deja caer los slidoslibremente.(r)

La pila del material crecer hasta una altura fijasiempre que se forme con el mismo material ybajo las mismas condiciones.

1. Almacenamiento a la intemperie

El ngulo de reposo es una de las principales caractersticas que permiten determinar lahabilidad de un solido para fluir: 25-35: solido granular que fluye libremente 35-45: polvo fino que todava fluye 60-70: polvo fino ya cohesivo con dificultad para fluir

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1.4. ngulo de friccin interna

Determinar un equilibrio esttico entre laspartculas, es una medida de las fuerzas defriccin en el interior de una masa de partculas.(m).

La tangente de este ngulo es el coeficiente defriccin entre dos capas de partculas


La relacin entre la presin normal y la presin aplicada es igual a la constante de Janssen K,caracterstica del material.

sin =1 1 + =

1 sin1 + sin

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1.5. Propiedades de algunos materiales


Material Densidad aparente(Kg/m)

ngulo de reposo ()

ngulo friccin interna ()

Coef. friccin contra concreto

Coef. friccin contra acero

Coque trit. y tam. 481 28 35 0.8 0.5

Carbn mineral 897 3040 35 0.5 0.3

Arena 48mm 460 37 64 0.7 0.5

Caliza molida 442 35 68 0.5 0.3

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2. Almacenamiento en depsitos2.1. Introduccin

Sirven para almacenar slidos valiosos o demasiado solubles, por tal motivo es necesarioprotegerlos en un depsito.

Son recipientes cilndricos o rectangulares de hormign o metal, suelen ser bastante anchosy no tan altos.

El principal problema de diseo de un depsito es conseguir una descarga satisfactoria.

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2. Almacenamiento en depsitos2.1. Introduccin

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2. Almacenamiento en depsitos2.2. Presiones en depsitos, tolvas y silos

La presin lateral ejercida sobre las paredes en cualquier punto es menor que la calculada apartir de la carga de material.

La fuerza de friccin en la pared tiende a contrarrestar el peso del slido y reduce la presinejercida por la masa sobre el fondo del contenedor.

La altura alcanza un valor aproximadamente tres veces superior al dimetro del depsito, elmaterial adicional virtualmente no tiene efecto sobre la presin en la base

La masa adicional es soportada por la pared y el lecho.

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2. Almacenamiento en depsitos2.3. Silos

Los silos son depsitos cilndricos o hexagonales dealtura considerable respecto al dimetro cuyafinalidad es el almacenamiento de materialessensibles al medio ambiente.

Se denomina silo al depsito que cumple con lasiguiente condicin:

= ,

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Los tipos de silos se dividen segn el patrn de flujo

Flujo expandido Flujo msico Flujo de embudo

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Distribucin de esfuerzos en silos:

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Distribucin de la carga en la pared de un silo:

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Ecuacin de Janssen del esfuerzo: Presin esttica vertical Pv en paredes de recipientes cilndricos

Donde: g es la aceleracin de la gravedad, b es la densidad a granel de los slidos, D es eldimetro del silo, es el coeficiente de friccin sobre la pared del silo y h es la profundidad delos slidos almacenados.

K es la relacin de la presin horizontal a la vertical y se puede expresar como:

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2. Almacenamiento en depsitos2.4. Tolvas

Dispositivo similar a un embudo de gran tamao destinado al depsito y canalizacin; es laseccin entre el depsito y la salida del recipiente.

Tiene por lo menos un lado inclinado.

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Los tipos de tolvas son:

Flujo axial simtrico Flujo en planos simtrico Flujo en planos asimtrico

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Criterios de diseo de tolvas de Jenike:o Si el recipiente funcionar con flujo de masa o embudo.o Las dimensiones de la tolva se deben establecer con el fin de que el producto fluya.

Proporcionan tambin criterios para efectuar compensaciones de ingeniera entre el flujo demasa y el de embudo.

Tomada la decisin del tipo flujo, es preciso considerar la salida de la tolva y el tipo dealimentador.

Segn Jenike los materiales que se pueden compactar se apelmazarn debido a la forma delrecipiente de almacenamiento y las caractersticas de empaquetamiento del producto.

Cuando esto ocurre, el material forma un arco que puede resistir esfuerzos considerables.

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Relacin entre el flujo de masa y flujo de embudo para tolvas cnicas

Puesto que el arco transfiere carga a las paredes dela tolva y por ende una gran presin, el coeficientecinemtico de friccin se hace muy grande.

Impidiendo por tanto el flujo en el recipiente ydeber ser aplicada alguna fuerza al arco para quese hunda y reinicie el flujo.

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Ejemplo: diseo de tolvasSe tienen los datos correspondientes a esfuerzos cortantes y de fluencia, para cierto materialalmacenado. Determinar la inclinacin de la pared para asegurar flujo masivo en una tolvacnica para dicho material.

Densidad aparente 1.300 kg/m3

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Ejemplo: diseo de tolvas

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Solucin: diseo de tolvasPara obtener el ngulo efectivo de friccin interna, su tangente es igual a:

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Solucin: diseo de tolvasPara la obtencin del ngulo de friccin se grafican los puntos dados:

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Solucin: diseo de tolvasSe observa que la correlacin de los datos es lineal. Por lo cual se obtiene fcilmente el ngulo:

Haciendo uso ahora de la grfica de Jenike, se obtiene elngulo de la tolva:

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Especificaciones para obtener el mejor flujo a partir de slidos a granel

El tamao de partculas: Entre mayor sea el tamao de la partcula, ms libre es el flujo deslidos. Entre menor tamao de partcula, el flujo es ms difcil debido al aumento del gradode compactacin del as partculas.

Contenido de humedad: La humedad es un problema ya que en ciertas cantidades puedellegar a afectar el flujo de descarga.

El envejecimiento: Parece que mejora la capacidad de flujo de algunos materiales, puede serdebido a la oxidacin de la superficie de las partculas, a la distribucin ms uniforme de lahumedad y al redondeo de las esquinas de las partculas que provoca el manejo del mismo.

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3. Alimentadores3.1. Introduccin

Los alimentadores son esenciales para modular la descarga de material desde un silo o tolva.

El diseo funcional de un alimentador se basa en las propiedades de flujo del slido a granel ylos requerimientos especficos de la aplicacin (gasto msico o volumtrico, limitaciones deespacio, desgaste, corrosin, ensuciamiento, etc.).

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3. Alimentadores3.2. Tipo de alimentadores

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3. Alimentadores3.3. Descarga de depsitos

Las descargas se realizan mejor por un orificio situado en el fondo. Generalmente un fondo cnico o piramidal conduce a una pequea salida circular cerrada con

una vlvula o a un alimentador rotatorio.

Por lo tanto, para iniciar el flujo y mantener el material en movimiento, con frecuencia serequieren vibradores sobre las paredes del depsito o cuchillas rascadoras cerca del fondo deldepsito, o chorros de aire en la abertura de descarga.

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4. Factores de riesgo y seguridad4.1. Manejo seguro de materiales

Entre las causas ms frecuentes de accidentes en el manejo manual de materiales se encuentran:

Desconocer el mtodo para levantar o descargar objetos en forma apropiada. Levantar o transportar objetos demasiado pesados. Recorrer distancias muy largas transportando materiales. Sujetar incorrectamente o tomar objetos en forma inadecuada. Apilar o retirar materiales de manera incorrecta. No usar los elementos de proteccin personal, como zapatos de seguridad y guantes.

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4. Factores de riesgo y seguridad4.2. Pasos para el levantamiento correcto

Para levantar con seguridad y eficiencia un objeto ubicado en el suelo tenga en cuenta:

Doblar las rodillas y mantener los brazos junto al cuerpo. Mantener la espalda recta. Realizar la fuerza con las piernas y los brazos. La barbilla debe permanecer hacia adentro para que el cuello y la cabeza sigan la lnea recta de

la columna.

El agarre debe hacerse con toda la palma de la mano, para reducir el esfuerzo de los msculosde los brazos y para evitar que la carga resbale.

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4. Factores de riesgo y seguridad4.2. Pasos para el levantamiento correcto

Tenga tambin presente que antes de levantar un objeto debe limpiarlo de polvo, barro, aceite uotro tipo de elemento que haga inseguro el agarre.

Recuerde que el cuerpo tiene una capacidad limitada para levantar y sostener peso. Solicite ayuda cuando el peso y la forma de la carga sea irregular o supere los lmites

recomendados que para el hombre son de 25 kg y para la mujer de 12.5 kg.

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Gracias!!Preguntas???

Fin

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