Cap 5 Manejo de Materiales

8/22/2019 Cap 5 Manejo de Materiales

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MANEJO DE MATERIALES

MANUAL DE CAPACITACIÓNDIRECCIÓN TÉCNICA

INTRODUCCIÓNLa finalidad de este capítulo es describir los equipos utilizados en el manejo,

transporte y almacenamiento de materiales dentro de la industria del cemento.

También se mencionan los equipos periféricos como dosificadores, esclusas,compuertas y válvulas que manejan diferentes materiales.La información proporcionada comprende desde características generales,

criterios de selección de equipo, capacidades y en algunos casos potenciasrequeridas de los equipos. Obviamente, es importante recordar que el objetivo deesta sección no es dar un tratamiento exhaustivo de cada equipo, para mayoresdetalles es importante consultar proveedores y literatura especializada queproporcionan normas bajo las cuales se rigen los diseños en la industria.

El primer capítulo comienza explicando los tipos de almacenamientoutilizados en la industria cementera. En la segunda sección del manual se describenlos diferentes dosificadores de material incluyendo algunos criterios de diseño.

En la tercera parte se describen los diferentes equipos utilizados en eltransporte de materiales entre los equipos principales. Los equipos periféricos detransporte dentro de los equipos (rastras, transportes vibratorios, etc.) también sondescritos. En la última sección se tratarán los equipos utilizados para realizar funciones de sello entre los transportadores de materiales y los equipos principalescomo molinos, hornos y silos. Su diseño y funcionamiento son parte integral delsistema de transporte.

Es importante recordar que la inversión y el mantenimiento correctivo de losequipos de transporte representan un costo lo cual no significa que proporcione unvalor agregado al producto de ahí su correcta selección y mantenimiento.

5.1 ALMACENAMIENTOEl almacenamiento en la industria del cemento tiene dos objetivos generalesque son:1. Servir de amortiguador de flujo (buffer), desacoplando ampliamente la marcha

de los procesos sucesivos. De esta forma, se asegura la alimentación a losprocesos subsiguientes, aún cuando el proceso previo presente oscilaciones oparos.

2. Servir de amortiguador de las oscilaciones en los parámetros de calidad alutilizarlos como mezcladores. De esta forma se asegura la estabilidad delproceso de calcinación y la calidad del cemento.

Como beneficios secundarios se pueden mencionar que:x Al ser amortiguadores de la alimentación, permiten aprovechar las ventajas deoperar los equipos en horarios preferentes, sin poner en riesgo la alimentación alos procesos posteriores.

x Permiten el aprovechamiento integral de los yacimientos no homogéneos.

Capítulo: 5 Elaboró: EMT/JMT 07/11/2002Versión: 1.0 Revisó: EDP 1/86





Sin embargo, los almacenamientos significan costos de inversión que puedenresultar muy elevados, altos costos de inventario, alta demanda de espacio,etcétera. Debido a esto, la tendencia en el diseño actual de plantas, donde sebuscan los menores costos de inversión y operación, es reducir a un mínimo losalmacenes intermedios.

En este sentido, la aparición de tecnologías de mayor confiabilidad contribuyea hacer menos necesarios los almacenes intermedios. Ejemplos de este caso setienen en los sistemas de análisis químico continuo y en línea, que reducen a unmínimo la necesidad de la homogeneización del crudo. Por otra parte, la posibilidadde dosificar directamente desde los parques de prehomogeneización, por medio delas máquinas reclamadoras, elimina la necesidad de tolvas de alimentación a losmolinos de crudo.

Sin embargo, aún se tienen almacenamientos intermedios en la inmensamayoría de las plantas y en esta sección trataremos los más comúnmente utilizadosdesde la recepción de materias primas hasta el almacenamiento de cemento.

5.1.1. TIPOS DE ALMACENES

5.1.1.1. PILA SIMPLEEl método más simple de almacenamiento utilizado para materias primas,

consiste en pilas a cielo abierto, formadas por vehículos de volteo y otros vehículosmuevetierras (traxcavo, pala, etcétera). Asimismo, los apiladores de caída libre, sinsistemas de reclamo automático, sin prehomogeneización, pueden ser considerados como formadores de pilas simples. En ambos casos se tiene unelevado uso de vehículos de carga para el reclamo de la pilas.

Figura 5.1 Apilamiento simple.

Para el apilamiento del clinker también se utilizan pilas simples formadas por volteo y elevadas por cargadores frontales. De este modo, aunque la capa externase hidrate, la parte interna queda protegida. Sin embargo, por la pérdida deresistencia asociada a estos apilamientos y por las regulaciones ambientales se haido reduciendo este tipo de almacenaje.

Capítulo: 5 Elaboró: SFV 07/11/2002Versión: 1.0 Revisó: EDP 20/86





Los almacenes de clinker tipo bunker y aquellos que tienen chutes dedescarga con compuertas a varios niveles (figura 5.1), también pueden ser considerados como pilas simples. Su característica común es la simpleza de sureclamo por medio de compuertas en el fondo o por medio de vehículos de carga.

La única ventaja de este tipo de almacenes es el bajo costo relativo deinversión que se requiere y sólo sirven para hacer acopio de materiales deamortiguamiento, sin ningún tipo de homogeneización.

5.1.1.2. ALMACÉN DE GRÚAS CON TOLVASEstos almacenes consisten en largos edificios techados en cuya parte

superior corren una o dos grúas viajeras de almeja. El edificio está seccionado deforma que pueda recibir varios materiales sin peligro de contaminación. De lado dela cabina del operador de la grúa, en un costado del edificio, se tienen las tolvas dealimentación a los molinos.

Los materiales son alimentados a su sección correspondiente por medio de

bandas (independientes o con una sola con carro tripper). En el caso de clinker puede ser que se utilicen transportadores de cadena o de cangilones.

De esta forma, el operador de la grúa vigila el nivel de las tolvas de losmolinos. Cuando se hace necesario, el operador tomará material de la secciónadecuada y completará el nivel de las tolvas, asegurando la alimentación a losmolinos.

Sin embargo, el uso de estos almacenes se ha ido reduciendo a un mínimoya que presentan la siguientes desventajas:x Costo de inversión relativamente alto para el beneficio obtenido.x Elevado costo de mantenimiento de grúas.x Elevado tiempo de paro de molinos debido a fallas de grúas.x Frecuente mezcla/contaminación de materiales por cierre imperfecto de la

almeja de la grúa.x Mucha zonas muertas en el almacén.

Debido a lo anterior, los almacenes con grúas han quedado prácticamente endesuso.

5.1.1.3. APILAMIENTO LONGITUDINAL O CIRCULAR SINPREHOMOGENEIZACIÓN

Se consideran como apilamientos sin prehomogeneización aquellos en losque se tienen rangos de máximo 3:1 de reducción de desviación estándar. Debido a

esto, no se pueden considerar como homogeneizadores sino únicamente comofacilitadores del reclamo automático del material, eliminado el uso de grúas ovehículos muevetierras.

La capacidad de homogeneización está ligada al tipo de apilamiento y dereclamo que se utilicen. Los almacenamientos longitudinales que no buscan efectohomogeneizador, normalmente utilizan el apilamiento continuo en pilas cónicas y elreclamo lateral. Este tipo de apilamiento consiste en verter material en un punto fijo(puede ajustarse la altura de caída de material para evitar la emisión de polvo),






hasta alcanzar la altura máxima de la pila; entonces, el apilador se desplaza unacorta distancia y comienza la formación de una nueva pila cónica a un lado de laanterior. Este tipo de apilamiento puede verse en la figura 5.2. Las máquina querealizan este tipo de apilamiento se muestran en las figuras 5.3 y 5.4; estasmáquinas también pueden ser utilizadas para apilamientos con homogeneización,pero con un método diferente.

123456789101112131415

Figura 5.2 Apilamiento continuo en pilas cónicas

La eficacia de la mezcla y homogeneización que resulta del apilamientocontinuo en pilas cónicas es muy limitada y, además, presentan acumulaciones dematerial grueso en las partes bajas de la pila.

Figura 5.3 Mecanismo apilador con alargadera de descarga fija (apilamientolongitudinal)






Figura 5.4 Mecanismo apilador con alargadera de descarga móvil (apilamientolongitudinal)

El reclamo se realiza lateralmente mediante arreglos del tipo del mostrado enla figura 5.5, con lo que se cortan pilas (conos) sucesivas a cada paso delreclamador. El arreglo del almacén se ve en la figura 5.6.

Figura 5.5 Reclamador lateral.






Figura 5.6 Arreglo de reclamo lateral.

El apilamiento longitudinal con reclamo lateral presenta las siguientesventajas:x Cuando es realizado con máquinas del tipo de las de las figuras 5.3 y 5.4,

pueden trabajar con materiales pegajosos.x Se pueden almacenar y reclamar materiales en pilas diferentes de manera

simultánea.x Cuando se utiliza carro de descarga, se tiene una utilización óptima del edificio.x La capacidad del almacén puede ser fácilmente extendida.

Sus principales desventajas son:x En almacenes no techados, los materiales húmedos son reclamados primero.x No son recomendables para la dosificación directa de los molinos.x Presentan conos de material muerto a los extremos de las pilas.

x Requieren una gran longitud en relación a su ancho, por lo que pueden resultar difíciles de acomodar en el arreglo de la planta.

Los apilamientos circulares sin prehomogeneización son pilas altas formadaspor una descarga central con ventanas a diferentes niveles (figura 5.7) o bien, conuna banda que gira alrededor de la descarga central. En ninguno de los dos casosse busca efecto prehomogeneizador; solamente se busca hacer acopio de materialpara amortiguar fallas o variaciones en el flujo.

El reclamo se realiza por el fondo, en la parte central por gravedad, hastaque ya no sale más. Entonces, el material restante es reclamado por un rascador que lo empuja hacia el centro, mientras gira en la periferia de la pila.

Las principales ventajas del apilamiento circular son:x Usa rascadores y cintas relativamente cortas.x Construcción sencilla del techo, en la que una columna central sirve de puntal

portante.x Ausencia de problemas de conos de material.x Requiere aproximadamente un 40% menos de superficie en relación a los

apilamientos longitudinales.






x Más baratos que los silos cuando se trata de capacidades de 40,000 toneladas omás.

Figura 5.7 Apilamiento circular sin prehomogeneización.

Sus principales desventajas son:x A veces son difíciles de acoplar en el plano del proyecto de la planta.x Los materiales pegajosos, muy adherentes o muy húmedos, pueden entorpecer

la caída de los mismos en la columna central de apilamiento.x Los agujeros para el picado, a fin de evitar el bloqueo de la caída de material,

son de acceso relativamente difícil.x El agua del terreno puede causar problemas en el caso de extracción por medio

de las galerías subterráneas.x La ampliación de la capacidad del almacén no es posible.

5.1.1.4. ALMACÉN CON PREHOMOGENEIZACIÓNCon la creciente capacidad de las plantas cementeras, la explotación

selectiva de los yacimientos de materias primas resulta antieconómica. Por tanto, setiene que explotar el yacimiento de manera programada, pero integralmente,incluyendo aquellas zonas en las que la composición química no es la deseada.

Por esta razón, se ha tenido que integrar una operación adicional al proceso,que consiste en homogeneizar las materias primas. Normalmente sólo sehomogeneiza el componente principal (caliza), aunque en algunas ocasiones, esnecesario someter a este proceso las arcillas, las margas y los aditivos de cemento,como las escorias.






La prehomogeneización de las materias primas puede hacerse de dosformas:x La prehomogeneización conjunta de las materias primas de composición en

equilibrio, en la que los materiales son dosificados antes de llevarlos al lecho demezcla. Esta forma de prehomogeneización no produce muy buenos resultados,ya que la diferente granulometría de los materiales puede llevar a unasegregación química, por lo que se usa poco.

x La prehomogeneización individual de los componentes, donde la dosificación serealiza después de la prehomogeneización, en la alimentación a los molinos. Esmás efectiva y es la más utilizada en la industria del cemento.

La calidad del lecho de mezcla y su efecto homogeneizador dependen deltipo de material y del modo de realizar el apilamiento/reclamo. La formación delechos de mezcla suele realizarse a lo largo de un eje longitudinal o circular,mientras que el vaciado se efectúa transversalmente (en un plano normal alapilamiento).

Los métodos más comunes utilizados en el apilamiento longitudinal conprehomogeneización de materias primas son el Chevron y el Windrow, aunqueexisten otros no tan comunes como los de formación de superficies y los de franjaslongitudinales.

La forma más usual de apilar es el método Chevron o de estructura de dosaguas, en el que material se apila en capas sobre la longitud total del lecho demezcla, tal como se ve en la figura 5.8. Para este tipo de apilamiento se utilizanmáquinas como las de las figuras 5.3 y 5.4, pero a diferencia del apilamiento enpilas cónicas, ahora se mueven continuamente a lo largo del lecho, de ida y deregreso. El punto de descarga es fijo y regulando la velocidad del apilador se puede

modificar el espesor de cada capa de material en el lecho. Este método puedegenerar segregaciones por granulometría, ya que los granos gruesos ruedan pilaabajo, con lo que la parte inferior del lecho queda enriquecida con material másgrueso.

Figura 5.8 Estructura de dos aguas. Método Chevron.






Para evitar los efectos de esta segregación se puede optar por el apilamientode formación de filas (método Windrow). En este tipo de formación de lechos, lascapas de material están dispuestas en filas, unas a continuación de las otras y por series de filas superpuestas; con tal disposición se dan pocas posibilidades a lasegregación por razón de granulometrías de espectro amplio.

Figura 5.9 Estructura por filas de un lecho de mezcla. Método Windrow.

Sin embargo, la formación del lecho requiere bandas apiladorasdesplazables, puesto que para lograrla es necesario operar en diversas posicionesde entrega del material que se ha de apilar. El método Windrow se muestraesquemáticamente en la figura 5.9.

La formación de un lecho en anillo se realiza mediante una bandatransportadora oscilante, montada en el centro del apilamiento en anillo. La sección

del apilamiento en anillo para lechos de mezcla puede ser triangular o trapecial. Losmétodos de formación que más se utilizan son el Chevron, el Windrow y el de capashorizontales. Este apilamiento se ve en la figura 5.10.

El reclamo de la pila se realiza por medio de uno de dos dispositivos:rascador y noria de cangilones. El rascador puede ser de cadena, de puente o dedisco. En la mayoría de los casos el reclamo de los lechos de mezcla se realizafrontalmente, por rebanadas. Cada una de éstas corresponde, cualitativamente, alpromedio del lecho de mezcla.

El rascador de material más común consiste en un brazo dotado de unacadena sin fin, en movimiento, provista de piezas rascadoras. El brazo tieneposibilidad de movimiento de descenso, elevación y giro. El material reclamado delapilamiento lo recibe una banda transportadora que lo lleva a los silos dealimentación a los molinos de crudo. El la figura 5.11 se muestra un rascador deoperación frontal sobre un lecho de mezcla. Este rascador permite alimentar directamente al molino, ya que puede variar su velocidad de reclamo.






Figura 5.10 Apilamiento en anillo.

Figura 5.11 Rascador frontal.

El rascador de puente, consiste en un puente montado en rieles a amboslados de la pila, sobre los cuales corre. En el puente está montado un sistema decables cuya acción de barrido hace que el material resbale por el costado de la pila.Una cadena de arrastre en la parte inferior del puente transporta el material a labanda de salida. Se muestra en la figura 5.12.






Figura 5.12 Rascador de puente.

El rascador de disco consiste en una rueda con hasta 24 radios, cada unoprovisto de dientes, los que hacen que el material se deslice pila abajo. En laperiferia del disco, el rim colecta el material y lo transporta, ayudado por levantadores, hacia la pared lateral donde lo deposita en una banda transportadorade salida. Se muestra en la figura 5.13.

Figura 5.13 Rascador de disco.

La noria de cangilones consiste en un puente sobre el que va montada lanoria, pudiendo ésta avanzar longitudinal y transversalmente al apilamiento, y rotar alrededor del brazo sobre la que va montada. La noria va provista de un rastrillo quesuelta el material en la parte alta del apilamiento de modo que resbale hasta larueda de cangilones.

5.1.1.5. TOLVAS DE ALIMENTACIÓNLas tolvas de alimentación se utilizan para dosificar materiales a los molinos

en las proporciones correctas, cuando los sistemas de reclamo de los almacenesprincipales no permiten un control confiable de los flujos.






Con los sistemas actualmente disponibles para el reclamo de las pilas yparques de homogeneización, la necesidad de tolvas se ha ido reduciendo. Sinembargo, en el caso de la molienda de cemento, no son muy comunes losalmacenes con sistema de reclamos que permitan el control del proporcionamiento,por lo que se requieren necesariamente tolvas de alimentación.

Se conocen como tolvas los depósitos de material de paredes planas ysección rectangular, a diferencia de los silos, normalmente cilíndricos. Pueden estar construidas de concreto o metal, prefiriéndose las primeras cuando las capacidadesson elevadas. En la figura 5.14 se muestra una tolva típica.

Figura 5.14 Tolva de alimentación a molinos.

Comúnmente, en la parte inferior se instala un grupo de barras que permitenmodificar el área libre a la descarga, y de esta forma, graduar la velocidad de flujode material. También es común que por abajo de las barras (también conocidascomo agujas o bastones), se instala una guillotina que permita bloquear la descargapara hacer trabajos en la parte inferior. Otro tipo de dosificadores que se instalan enla parte inferior de las tolvas son válvulas rotatorias y bandas pesadoras.

Entre las principales ventajas que presenta el uso de tolvas de alimentación,está el hecho de que facilitan la correcta dosificación y proporcionamiento de lasmaterias primas y que funcionan como un amortiguador de algunas horas entre elsistema de reclamo de los almacenes principales y los molinos.

Sus principales desventajas son su poca utilidad con materiales húmedos ypegajosos, o muy finos y secos. Los primeros tienden a formar puentes o conos y abloquear la descarga; en ocasiones se pueden utilizar cañones de aire, vibradores ocámaras de aireación para tratar de evitar los problemas con material pegajoso. Los






materiales finos y secos presentan un problema de fluidez excesiva y difícil control,conocido como “flooding”; este fenómeno está caracterizado por el hecho de que alempezar a fluir, el material se comporta como agua, pudiendo vaciar la tolva en sutotalidad. Para controlar este problema, la instalación de válvulas rotatorias comosellos de material ha demostrado ser efectiva.

5.1.1.6. SILOS DE CRUDOEl producto de los molinos de crudo siempre se almacena en silos. Estos

silos tienen la principal característica de estar dotados de mecanismos quepromueven la homogeneización del crudo.

Los sistemas conocidos se pueden clasificar en dos grandes grupos: los deoperación intermitente y los de operación continua. En la actualidad los últimos sonlos más usados en proyectos nuevos. Sin embargo, elegir entre ambos sistemasdepende de las circunstancias y exigencias del caso por lo que, además de lasconsideraciones de orden químico y técnico, debe tomarse en cuenta el aspecto

económico.En los silos de homogeneización intermitente, la harina cruda contenida en

ellos se fluidifica completamente por medio de la admisión de aire comprimido através de aperturas situadas en el fondo. El aire entra a diferentes zonas del silo endiferentes cantidades. La mayor parte entra a una zona de aireación, mientras quelas otras zonas se dividen el resto del aire, funcionando éste únicamente para lafluidificación del material. Intercambiando sistemáticamente las zonas de aireación yde fluidificación, se consigue una mezcla intensa del crudo, reduciendo lasfluctuaciones de los parámetros de calidad.

La activación de las zonas de aireación se realiza por un sistema de válvulassolenoides y un temporizador, con lo que se mantiene el contenido del silo en

movimiento y en mezcla. Para lograr mantener el material en movimiento serequiere que la altura del mismo sobre el fondo no exceda 1.5 veces el diámetro delsilo. La relación que normalmente se busca es de 1.2:1, tratando de almacenar entre 10 y 12 horas de producción del molino. El tiempo de homogeneizaciónnecesario depende del grado de prehomogeneización del material antes de lamolienda y del control de la dosificación y proporcionamiento del molino.

La cantidad de aire depende de la facilidad con que se puede fluidificar elcrudo, siendo valores típicos 1 m3/m2 por minuto, a una presión de 2 a 3 bares.

Para compensar el funcionamiento intermitente de este tipo de silos, suelenemplearse dos instalaciones de forma que mientras una descarga la otrahomogeneiza. Además, se utilizan en combinación con silos de almacenamiento de

crudo ya homogéneo. Ejemplo de este tipo de silos se ve en la figura 5.15. Susarreglos se muestran en 5.16.






Figura 5.15 Silo de homogeneización intermitente.

Figura 5.16 Arreglos de silos de homogeneización intermitente.

Los silos de homogeneización continua están basados en la mezcla de losestratos que el material forma durante el llenado del silo. Su principal característicaes que pueden se alimentados y descargar de forma simultánea, lo que les permitealmacenar además de homogeneizar. Un ejemplo muy ilustrativo es el silo CF deFLS, que se ve en la figura 5.17.






A A’

B B’

SECCION A-A’

SECCION B-B’

Figura 5.17 Silo CF de FLS.

El silo CF basa su operación en extraer el material por varias descargas adiferentes velocidades, mezclando posteriormente estos flujos. El material esalimentado por la parte superior, al centro, con lo que al caer va formando estratos ala manera del apilamiento Chevron (ver sección 5.1.1.4).

El fondo del silo está dividido en 7 sectores de aireación de igual tamaño, alcentro de los cuales hay una descarga cubierta por un cono invertido para sostener la presión del material. Cada uno de los sectores (conocidos como subsilos) está a

su vez dividido en 6 segmentos de aireación, lo que da un total de 42 en todo el silo.Cada una de las siete descargas tiene una válvula de corte rápido y descarga, através de deslizadores, a una tolva de mezcla donde el material es homogeneizadopor una fuerte aireación. Esta tolva está montada sobre celdas de carga que abreny cierran las válvulas de los subsilos para mantener el nivel de la tolva entre loslímites fijados, correspondiendo a al menos 12 minutos de extracción continua.

La velocidad de extracción de cada descarga se gradúa por medio de placasde orificio y por medio del tiempo de apertura de cada válvula. La secuencia deapertura es cíclica; el ciclo de extracción dura 12 minutos y consiste en que siemprehay tres válvulas abiertas simultáneamente y, al término del ciclo, cada uno de los42 sectores ha sido aireado al mismo tiempo que su descarga ha sido abierta.

De esta forma, al corresponder tiempos diferentes de abertura total duranteel ciclo a diferentes descargas, los estratos del interior del silo se van mezclando,produciendo un muy buen efecto de homogeneización (hasta 10:1).

5.1.1.7. SILOS DE CLINKEREn algunos casos, cuando las necesidades de espacio así lo exigen, se

construyen silos de clinker. En estos casos se debe buscar la máxima capacidad






posible, con un vaciado efectivo, de acuerdo a las condiciones del sitio y al menor costo de inversión. En la figura 5.18 se ven tres diferentes diseños.

a) b) c)

Figura 5.18 Silos para almacenamiento de clinker.

El diseño tipo a) ocupa poco espacio de terreno, pero es poco favorable por la gran presión lateral que en él se ejerce. Además requiere una cimentación máscostosa y requiere gran altura para los elevadores del sistema de carga.

El diseño tipo b) es aplicada en muchos casos y se compara con ventajascon respecto al anterior: menos presión lateral y cimentación más barata. Sinembargo, requiere mayor área de piso.

El diseño c) tiene su descarga a nivel de piso, lo cual permite cargar clinker directamente a los vehículos de transporte, por gravedad. Sin embargo, suconstrucción es más costosa.

Además de la menor superficie de piso que ocupan, los silos presentan laventaja de que tienen una mayor capacidad efectiva, permitiendo la extracción de

85-90% del total almacenado, contra 55-75% de los almacenes tipo bunker. Sinembargo, se escogerán silos solamente cuando el área disponible para el almacénde clinker es reducida, ya que en la mayor parte de los casos, será más baratoconstruir, mantener y operar un almacén tipo bunker.

5.1.1.8. SILOS DE CEMENTOLos silos de cemento sirven como amortiguador entre la molienda de

cemento y el embarque. El cemento normalmente se produce 24 horas al día, 7días a la semana, mientras que el despacho de cemento se realiza en días y horashábiles. Por otra parte, se requiere amortiguar los paros por mantenimiento de losmolinos. Por todo esto, se hace necesario el almacenaje de cemento.

La capacidad de un silo puede variar de 1,000 a 30,000 toneladas, condimensiones de hasta 28 metros de diámetro y 55 metros de altura. En elalmacenaje de cemento, los silos cilíndricos son los más usados, ya que son másfáciles y baratos de construir por deslizado. Además, también es la forma de másfácil operación, ya que la fricción entre el cemento y las paredes verticales es lamenor posible. Cuando las condiciones lo permiten, se prefieren poco silos de grancapacidad, ya que el costo específico por tonelada de capacidad, se reduce cuandose incrementa del tamaño el silo.






El cemento pierde durante su transporte al silo de 5 a 10 °C, dependiendo delsistema y de la distancia. Dentro del silo, el calor del cemento es reducido por medio de la aireación y a través de las paredes del silo. Sin embargo, el proceso deenfriamiento en los silos es muy lento y aún después de varias semanas, puede ser que el decremento de temperatura sea de 5 a 10°C con respecto a la temperaturade entrada.

Si el cemento se alimenta al silo con temperaturas muy altas (70-90°C) y sealmacena por períodos prolongados, el yeso puede ceder parte de su aguaestructural al clinker, resultando la formación de hidratos más estables a esatemperatura: ettringita y singenita. Ambos hidratos contribuyen a la formación deterrones en el interior de silo, que a su vez ocasionan problemas de extracción.

Además, la ettringita reduce las resistencias y la deshidratación del yeso puedeproducir falso fraguado.

En la figura 5.19 se ve el efecto de la temperatura en la deshidratación delyeso.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 20 40 60 80 100 120

Temperatura del cemento en °C

A g u a

C r i s t a l i n a e n Y e s o ,

% C

e m e n t o

2% Yeso 4% Yeso 6% Yeso

Figura 5.19 Agua cristalina remanente en el yeso del cemento.

Los problemas anteriores puede ser reducidos e incluso eliminados por:

x Reducción del contenido de agua en el yeso por medio de mayor deshidrataciónen el molino.

x Usando anhidrita o una mezcla de anhidrita, en vez de yeso (CaSO4-2H2O),como fuente de CaSO3 .

x Enfriando el cemento después del molino, por medio de un enfriador de cemento.x Cambio en la composición del cemento.

El llenado del silo no representa mayores problemas. Sin embargo, ladescarga ha presentado grandes dificultades por lo que ha habido mucho desarrollo






en los fondos de los silos, tratando de aliviar los problemas en conexión al vaciadode los mismos. Originalmente, se instalaban gusanos para descargar el material.

Ahora, casi todos los silos tienen sistemas neumáticos.Para hacer fluir el cemento, el fondo está equipado con ductos de aireación

que permiten la entrada de aire comprimido. Los arreglos pueden variar mucho deacuerdo al fabricante, número y posición de los puntos de descarga. Estos ductosde aireación tienen una inclinación de 4 a 14%, dependiendo del tamaño del silo;tienen un largo de 2 a 3 metros y un ancho de 200 a 600 mm. Los ductos máslargos se forman de segmentos de los anteriores. La superficie aireada representaalrededor del 10 % de la superficie total del fondo del silo. Los requerimientos deaire están en el rango de 0.3 a 3 m3/m2 por minuto a 0.3 a 0.7 kg/cm2 de presión.

Frecuentemente, los silos se construyen con el fondo elevado para permitir lacarga directa de camiones pipas o furgones, por gravedad.

Con el mayor auge de los cementos especiales y con aditivos, las plantas sehan visto en la necesidad de producir varios tipos de cemento. Hace algunos años,

la solución hubiera sido tener una gran cantidad de silos de poca capacidad. Actualmente se han desarrollado los silos multiceldas (o multisilos) con o sin cámarade mezcla, que permiten almacenar varios tipos de cementos y aditivos.

Silo con conocentral abierto

Silo con cono dedesplazamiento

Silo con cámaracolectora

Figura 5.20 Silos de cemento de diseño tradicional

En los silos sin cámara de mezcla, los cementos se almacenan en lasdiferentes celdas ya mezclados. En los que tienen cámara de mezcla, se extraen delas diferentes celdas las proporciones correctas y se mezclan en la cámara, con loque se pueden obtener varios tipos de cemento a partir de un tipo básico (por ejemplo, tipo I) y aditivos diversos como puzolana, escoria, cenizas y gravas.

Ejemplos de los silos tradicionales se encuentran en la figura 5.20.

5.1.1.9. ALMACÉN PLANO (FLAT STORAGE)Este método de almacenamiento ofrece muchas posibilidades. Hace 25

años, si alguien hubiera propuesto transportar cemento terminado a un edificioplano para futuro reclamo, se le hubiera llamado loco. Hoy en día es un métodoaceptado de almacenamiento.






El principio del almacén plano usa un edificio (bodega) para almacenar cemento en vez de silos, domos o terminales flotantes. Debido a que el cemento esdispersado en un área relativamente extensa, se requiere un edifico simple, sincimentación pesada, suficiente únicamente para evitar que el cemento se moje yque se escape el polvo. El cemento es bombeado neumáticamente hacia el edificio.

El almacén plano ofrece un método barato para el almacenaje de cemento agranel. Edificios prefabricados y bodegas ya existentes pueden ser usados paraeste propósito. Los edificios son equipados con un colector de polvos adecuadopara mantener una presión ligeramente negativa. Con esto se evitan las fugas depolvos a la atmósfera a través de la aberturas del edificio.

El reclamo se realiza normalmente con algún tipo de cargador frontal, quedeposita el material en una tolva, desde donde un sistema mecánico o neumático lotransporta a los barcos o vehículos de salida. También es posible utilizar sistemasneumáticos para extraer el cemento del edificio. Para esto, se instalan puntos devacío en el interior del almacén, a los que el cargador frontal puede empujar el

material. Un arreglo típico se ve en la figura 5.21. Los métodos más comunes son:x sistema tolva-gusanox sistema tolva-gusano-silo amortiguador x sistema tolva-descargador de barcos-silo amortiguador x sistema tolva-transporte neumático-silo amortiguador x sistema totalmente neumáticox sistema con fondo fluidificado

Puntos de Descarga

Pared Bobcat

Silo

Colector de Polvos

Tolva

Gusanode Tolvaa Silo

De Transporte aFlat Storage

Figura 5.21 Flat Storage (Almacén Plano)

Los costos de inversión son tan bajos en relación a otros sistemas dealmacenamiento, que compensan por mucho los costos de manejo adicional y

reclamo para llevar el cemento a camiones, barcos o máquinas ensacadoras. Elalmacén plano permite a las compañías establecer terminales con inversiones decapital mucho menores que cualquier otro sistema de almacenamiento. Además, lacombinación de almacén plano y sistema neumático de descarga de barcos esóptima.

5.1.2 CRITERIOS DE DISEÑO






Los criterios que se presentan a continuación se deben tomar en cuenta aldiseñar y/o elegir un medio de almacenamiento.

5.1.2.1 PILA SIMPLE

Es lo más simple que existe, básicamente se almacena material en campo ydespués es reclamado hacia alguna tolva. Para una pila simple se debe deconsiderar lo siguiente:1. La altura de la pila depende del ángulo de reposo del material.2. La capacidad depende de la necesidad de material y del inventario que se quiera

manejar.3. Para evitar la generación de polvo se usa en algunas pilas un silo al centro con

ventanas laterales.Por lo general en plantas nuevas las pilas simples ya no se usan. Además

presentan los siguientes inconvenientes:x Presenta segregación de material.x Forma cama muerta de material.x Por ser abierto tiene problemas en temporada de lluvias.

5.1.2.2 ALMACÉN DE GRÚA CON TOLVAS INDIVIDUALESEste tipo de almacenamiento solo se usa en plantas antiguas. La capacidad

de éste se determina en base a la necesidad que se tenga de material y delinventario que se quiera manejar.

Presentan los siguientes inconvenientes:x Tienen problemas de continuidad de operación.x Tiende a provocar zonas muertas de material.

5.1.3 CRITERIOS GENERALESLos siguientes criterios son aplicables para los tipos de almacenamiento que

se mencionan a continuación:x Almacén longitudinal sin prehomogeneización.x Almacén circular sin prehomoheneización.x Almacén longitudinal con prehomogeneización.x Almacén circular con prehomogeneización.

Habitualmente se toma como base la formación de lechos de mezcla queequivalen al consumo de materias primas durante 7 a 10 días.

La altura del apilamiento depende del talud de la materia primacorrespondiente, que determina por su parte la anchura de la sección transversaldel apilamiento y, a partir de ambas magnitudes, se fija la longitud. Donde haycondiciones especiales de canteras o de transportes que lo permitan, se establecenlechos de mezcla de gran capacidad.

La relación de longitud al ancho del apilamiento debe de ser lo mayor posible,por lo menos de 5 a 1.

La calidad del lecho de mezcla viene determinada por el tipo de material y elmodo de realizar el apilamiento. La formación de lechos de mezcla se suele






practicar a lo largo del eje longitudinal, mientras que el reclamo se efectúatransversalmente.

Cuando planeamos el sistema de apilación y reclamación que se utilizará, sedeben de considerar los siguientes factores antes de seleccionar el tipo y tamaño:x Efecto de homogeneización requerido.x Expansión futura del almacén.x Almacén abierto ó techado.x Sistema de alimentación a molinos.x Mínima formación de cama muerta.x Las características químicas del material que será manejado.

Se puede mejorar mucho el resultado de la mezcla y teóricamente estepuede llegar a ser infinitamente bueno aumentando el número de capas al hacer elapilamiento del material, y utilizando dispositivos de extracción que permitan unahomogeneización eficaz del mismo.

5.1.3.1 ALMACÉN LONGITUDINAL SIN PREHOMOGENEIZACIÓN1. Puede ser utilizado para almacenamiento de varios tipos de materiales.2. El efecto de homogeneización es de 3 a 1.3. Es usado para material pegajoso.4. El apilado y la extracción no se puede realizar simultáneamente.5. Fácil de extender la capacidad.

5.1.3.2 ALMACÉN CIRCULAR SIN PREHOMOGENEIZACIÓNCuando no hay espacio suficiente se procede a formar las pilas en forma

circular. Sin embargo estas suponen un costo de inversión del 30 al 40 % máselevado que para una pila longitudinal.1. Solo maneja un tipo de material.2. Se usa para materiales secos.3. El efecto de homogeneización es de 3 a 1.4. El apilado y la extracción se puede realizar en forma simultánea.5. No se puede extender la capacidad.

5.1.3.3 ALMACÉN LONGITUDINAL CON PREHOMOGENEIZACIÓN1. El efecto de homogeneización es de 8 a 1.2. Bueno para variación larga en el material a homogeneizar.3. Se puede utilizar para alimentar directo a un molino.4. Puede ser utilizado para alimentar material húmedo ó pegajoso.

5.1.3.4 ALMACÉN CIRCULAR CON PREHOMOGENEIZACIÓN1. El efecto de homogeneización es de 8 a 1.2. Bueno para variación corta en el material a homogeneizar.3. Se puede utilizar para alimentar directo a un molino.4. Es utilizado para materiales secos.5. Es óptima la utilización del espacio.






5.1.3.5 TOLVAS DE ALIMENTACIÓNNo se recomienda el usar tolvas para almacenaje de material, solo se debe

de utilizar como tolva de amortiguamiento para cuando se presente variación decalidad y mantener la continuidad de operación del molino. Actualmente se usanpara 2 ó 3 horas de operación.

Pueden ser de concreto ó de fierro, dependiendo del material a manejar. Elángulo de la parte cónica es afectado por las características del material, por ejemplo para material húmedo la pared de la tolva tiende a ser más vertical.

En la tabla 5.1 se muestra el tipo de tolva que se recomienda dependiendodel tipo de material, granulometría y capacidad de la tolva.

Tabla 5.1 Tolvas de alimentación

MATERIAL CAPACIDAD GRANULOMETRÍAMETAL: HUMEDO ADHERENTE HASTA 500 T NO GRANULADO FINO

CONCRETO: SECO NO ADHERENTE HASTA 1000 T GRANULADO GRUESO

5.1.3.6 SILOSSon usados para material fino, seco, semiseco y fácil de manejar.Los más comunes son de concreto, el de fierro es para carbón y aislado para

evitar la condensación.Se deben de buscar las siguientes características:

1. El tener la mayor capacidad posible.2. Asegurarse un vaciado eficiente.

3. Buscar la forma más fácil y económica.En cuanto al tamaño de los silos el criterio es el siguiente:1. Para materia prima, actualmente se busca el tener silos de homogeneización

para 12 horas de operación del horno.2. Para cemento, se busca el tener inventario para 3 días de venta de cemento,

aunque cuando se tienen plantas vecinas este inventario puede ser más bajo.3. Cuando se tiene que producir diferentes tipos de cemento la tendencia es utilizar

multisilos para el almacenamiento del cemento y de aquí hacer la mezcladeseada.

La instalación de silos, depende del tipo de venta al consumidor (a granel óensacado), y del tipo de transporte (carretera, ferrocarril ó barco). La figura 5.22,

muestra algunos usos comunes de silos. En el tipo A se extrae de la parte inferior para carga a granel de barcos y camiones graneleros. El tipo B es de extracción anivel de piso para carga de ensacadora y extracción lateral para carga a camionesgraneleros, y el tipo C, el cual se le extrae de la parte inferior, tanto para carga decamiones graneleros como para alimentación de máquina ensacadora. Todos lostipos de silos pueden estar provistos de extracción lateral como se muestra en lasfiguras A y B: Con la desventaja de que la extracción está limitada por la cantidadde cemento que haya en el silo, por lo que otra alternativa sería la opción D, donde






se puede adaptar un pequeño silo metálico para garantizar la carga a camionesgraneleros.

Figura 5.22 Tipos de silos.

Los silos son alimentados normalmente vía neumática, transportadoreshelicoidales, elevadores o aerodeslizadores, el aire contenido en los sistemas de

transporte es manejado por medio de filtros de mangas.En la parte superior del silo se debe de colocar:1. Indicador de alto nivel.2. Válvula de alivio para en caso de bloqueo de las mangas del filtro o del sistema

de aereación.3. Medición continua del nivel del silo.

El diseño del fondo del silo debe de asegurar al máximo posible el vaciadodel silo, y esto depende del diámetro, el tipo de equipo de extracción, y el arreglo de






los medios de transporte del cemento extraído hacia el sistema de envasado o lospuntos de carga a granel.

5.1.3.7 FLAT STORAGE (ALMACÉN PLANO)

El almacén plano usa un edificio para almacenar cemento en vez de silos,domos ó terminales flotantes. El cemento es dispersado en un área relativamenteextensa, requiere un edificio simple suficiente únicamente para evitar que elcemento se moje y se escape el polvo.

Para el diseño de este se puede utilizar los siguientes criterios:1. La cantidad de almacenaje debe ser aproximadamente de 1.5 a 2 veces la

capacidad de carga del equipo de transporte, considerando como equipo detransporte un barco en una terminal marítima.

2. La altura promedio del cemento en el edificio es de aproximadamente 5 metros,el cual es una valor práctico, tan pronto es reclamado el cemento resulta en unabaja de peso sobre el piso. El cemento tiene un peso de almacenaje de

aproximadamente 1.2 toneladas por m3, esto quiere decir que 6 toneladas decemento pueden ser almacenadas por m2. Es necesario considerar un 10 % deárea extra para tener libre acceso al almacén del equipo para reclamo delcemento.

3. Las fuerzas del cemento en la pared es nula en la parte más alta y la presión seincrementa linealmente hacia el fondo del piso, como se muestra en la figura5.23.

Figura 5.23 Distribución de fuerzas en la pared de un almacén plano.






5.2 DOSIFICADORES

INTRODUCCIÓN

Para la fabricación de cemento es preciso disponer, de forma natural oartificial, mezclas de materias primas cuya composición química esté comprendidadentro de ciertos límites. La producción continua de cemento de alta calidad sólo esposible, en primer lugar, si la harina cruda tiene una composición química óptima, yen segundo lugar, si esta composición oscila entre límites lo más estrecho posible.Para poder disponer de estas mezclas óptimas, los distintos materiales que laforman son controlados y regulados por medio de equipos conocidos comodosificadores.

Como se dijo anteriormente, la fabricación de cemento es un procesocontinuo que exige el abastecimiento regular y proporcionado de materias primas yla descarga ininterrumpida de los productos. Los depósitos de almacenamiento,

tales como tolvas y silos, van equipados con diversos equipos para controlar lasalida de los materiales almacenados en ellos.Los problemas que se producen en los sistemas de transporte continuo

generalmente se deben a la deficiencia de los alimentadores con los cuales seequipa el sistema completo, por lo que debe ponerse la debida atención en laselección y diseño del equipo adecuado para cada material en particular. Lasiguiente tabla puede usarse como guía en la selección del dosificador convenientepara los diferentes materiales (Tabla 5.2). El grado de dificultad está basado en elcomportamiento en cuanto al flujo y manejo del material, correspondiendo el grado10 a la clase de material cuyas propiedades le confieren mayor dificultad.

Tabla 5.2 Materiales a granel y dosificadores apropiados.

Material

A n g u l o d e r e p o s o

A l i m e n t a d o r

a r t i c u l a d o

C i n t a

a l i m e n t a d o r a

A l i m e n t a d o r d e

f l u j o c o n t i n u o


h e l i c o i d a l


v i b r a t o r i o

A l i m e n t a d o r d e

e s c l u s a c e l u l a r

M e s a

a l i m e n t a d o r a

G r a d o d e

d i f i c u l t a d

Caliza 30° - 45° x x x x 2 a 4 Arcilla 45° - 60° x x x x 7.5 a 10Mineral de fierro 40° - 50° x x x x 4Harina cruda 30° - 40° x x x 6 a 8

Clinker 30° - 45° x x x x 2 a 3Yeso 30° - 45° x x x 2 a 5Carbón (normal) 30° - 45° x x x x x x 3Carbón (muy abrasivo) 30° - 45° x x x x 4Carbón pulverizados 30° - 60° x x 6Escoria de altos hornos 30° - 45° x x x 1.5 a 3Cemento 5°- 60° x x x 6 a 8

Capítulo: 5 Elaboró: RQA 07/11/2002Versión: 1.0 Revisó: EDP 2/86





Los dosificadores usados en relación con los sistemas de molienda en laindustria cementera pueden clasificarse en dos grandes grupos: DosificadoresVolumétricos y Dosificadores Gravimétricos.

5.2.1 DOSIFICADORES VOLUMÉTRICOSLos dosificadores volumétricos son aquellos equipos donde no existe pesaje

de material, y se asume que la densidad del material manejado es constante. Enestos equipos, para aumentar o disminuir el flujo de material lo que se varía es, por ejemplo: el nivel de vibración, el porcentaje de abertura, la altura del lecho delmaterial, o la velocidad del equipo.

A continuación se describe brevemente los principales tipos de dosificadoresvolumétricos.

5.2.1.1 DOSIFICADOR VIBRATORIOEstos equipos con frecuencia son usados como auxiliares para hacer fluir el

material, y generalmente se instalan abajo de los silos o almacenes, y descargan auna banda. Su modo de funcionamiento se basa en la acción oscilante, la cualimparte una cierta aceleración al material, impulsandolo hacia adelante. El tipo deaccionamiento para impartir la acción oscilante pueden ser de varios tipos:accionamiento de manivela, accionamiento de pesos excéntricos y accionamientoelectromagnético (Figura 5.24).

Figura 5.24 Dosificadores vibratorios.






Los dosificadores vibratorios se usan para conducir materiales granulados ysecos, como: clinker, puzolana, caliza, escoria de altos hornos y carbón. Sonrecomendables para manejar estos materiales con un tamaño de partícula máximode 25 mm. Sus principales desventajas son que no pueden manejar materiales muyfinos y son poco precisos con respecto a la cantidad que entregan.

5.2.1.2 BANDA METÁLICAGeneralmente se instalan abajo de tolvas de recepción, pilas, etc. Entre sus

principales ventajas se pueden mencionar su gran resistencia a la abrasión y aldesgaste, y los materiales que pueden transportar van desde húmedos hasta secos,y los tamaños de partícula que pueden ser manejados estan comprendidos entre 25y 150mm., pudiendo manejarse materiales con temperaturas moderadas(aproximadamente 200 °C), ya que con temperaturas más elevadas se puedenpresentar deformaciones en las charolas (Figura 5.25).

Figura 5.25 Alimentador metálico.

La cantidad de material de descarga puede variarse cambiando la velocidad

de la banda o la altura de la cama del material.Las principales desventajas de estos equipos es que solamente se usan pararecorridos cortos y tienen un elevado requerimiento de mantenimiento.

5.2.1.3 BANDA DE HULENormalmente se instalan abajo de tolvas o silos. Estos equipos no cuentan

con celdas de carga, y se supone que la densidad del material manejado esconstante, por lo que para variar la cantidad del material alimentado lo que se varíaes la velocidad de la banda o la altura de la cama de material (Figura 5.26).

Con respecto a las características de los materiales a manejar, no deben ser mayores a 150 mm. y no exceder de 50°C, aunque actualmente se cuenta conbandas especiales para altas temperaturas, las cuales pueden soportar materialescon temperaturas entre 120 y 150°C. Otro aspecto donde debe tenerse cuidado conestos equipos es que debe evitarse el impacto directo del material sobre la banda;por lo general ésto se logra instalando agujas que amortiguen la caída del material.Las bandas de hule no se recomiendan para materiales finos y secos, estosadquieren una alta fluidez similar al agua; en casos donde se requiera manejarloses recomendable tener humedades de 2% como mínimo.






Figura 5.26 Banda de hule.

5.2.1.4 MESA ROTATORIAEste equipo esencialmente consiste en un disco rotativo, montado debajo de

la salida del silo o de la tolva. El material que sale del fondo del silo forma una pilacónica sobre el disco, el cual transporta el material de debajo de la pila, y por accióndel raspador sobre el disco, se descarga por la canaleta de bajada (Figura 5.27).

Figura 5.27 Mesa rotatoria.

La cantidad de material que se extrae del silo o tolva puede variarse de lassiguientes formas: aumentando o disminuyendo el tamaño de la pila, lo cual sepuede lograr subiendo o bajando el collar exterior que envuelve el canal de salidade la tolva, también se puede modificar la cantidad de material extraído por mediodel raspador, el cual se puede abrir o cerrar con respecto a la pila de material queva cortando. Una tercer posibilidad de cambiar la cantidad de material alimentadoes a través de la velocidad de giro de la mesa.






Entre las principales ventajas de estos equipos se pueden mencionar lassiguientes: tienen un buen control de la alimentación, son versátiles y confiables.

Su principal desventaja es que como es de construcción robusta, el consumode energía es relativamente alto.

Estos equipos son adecuados para manejar materiales granulados secos,como: escoria de altos hornos, caliza, carbón, clinker, arcilla, y también materialescalientes. Son utilizados frecuentemente para dosificar carbón ya que permanecencerrados herméticamente no permitiendo el paso de aire. El tamaño de losmateriales a manejar está entre 25 y 200 mm.

5.2.1.5 VÁLVULA ROTATORIATambién conocida como esclusa celular o alimentador en estrella, este

equipo puede desempeñar una función extractiva y distributiva, pudiendo tambiénser hermético, sirviendo como compuerta de cierre de aire cuando se usa enconjunto con sistemas de transporte neumático, como aerodeslizadores, o con

transportadores helicoidales o cuando descargan a chutes (Figura 5.28).

Figura 5.28 Esclusa rotatoria.

Sus principales ventajas son su sencillez, bajo consumo de energía y suconfiabilidad. Estos equipos tienen varias formas y tipos de construcción, según

convenga al comportamiento en el flujo y a otras propiedades del material con elcual se trabaje.Estos equipos son adecuados para el manejo de materiales secos polvosos o

granulados menores de 25 mm., con los cuales no se tiene ningún problema deoperación; sin embargo, para materiales pegajosos, debe tenerse cuidado alproyectar la forma de las células rotativas. Estas pueden ser semicirculares con unaprofundidad que se adapte a las propiedades del material. Para materiales difícilesde manejar, se ha comprobado que son convenientes los rotores con paredes






delgadas o de construcción soldada y con bolas de acero en el interior. El golpeteode las bolas mantiene al rotor en estado de vibración, lo que ayuda a que el materialcaiga fuera de las células.

La cantidad de material extraído puede ser controlado variando la velocidadde rotación de la esclusa.

5.2.1.6 TRANSPORTADOR HELICOIDALEstos equipos también son conocidos como roscas transportadoras o tornillo

sinfín. Al igual que otros transportadores de flujo continuo, los transportadoreshelicoidales pueden instalarse directamente debajo de depósitos o silos que puedentener varias aberturas de entrada y salida.

Esencialmente, estos equipos consisten de una hélice de acero montada enun eje, el cual va colocado en el fondo de una artesa en forma de “U” (Figura 5.29).

Figura 5.29 Transportador helicoidal.

Puesto que los transportadores de hélice desarrollan una especie de accióncortante y desmenuzadora del material, son convenientes para extraer materialescon tendencia a empastarse.

Los arreglos de los transportadores helicoidales son de diferentes formas,dependiendo de las circunstancias, así, para aberturas relativamente pequeñas, amenudo el diámetro del gusano y la distancia entre álabes están estandarizadas; sinembargo, con frecuencia el gusano tiene diámetro variable, con el extremo demenor diámetro instalado hacia el lado de la alimentación. También los gusanospueden fabricarse con diámetro constante, y lo que varía es la distancia entreálabes. El propósito de tener el diámetro y/o la distancia entre álabes variables esobtener una alimentación constante.

Los factores que deben considerarse al seleccionar un alimentador helicoidalson:1. Clase y características del material a manejar.2. Densidad del material correspondiente a las condiciones de transporte.3. Máxima velocidad a la cual será transportado el material.4. Análisis granulométrico del material.5. Longitud total del alimentador.6. Ancho y longitud de la abertura de la alimentación.






Los alimentadores más ampliamente usados son los que constan de un sologusano, sin embargo, si la abertura de alimentación es muy ancha, se prefiere usar los alimentadores con gusanos múltiples, con 2 o más gusanos, por considerarlosmás prácticos.

Estos equipos normalmente se diseñan para transporte horizontal o inclinado(máximo 8°) y temperatura máxima hasta de 300 °C.

5.2.2 DOSIFICADORES GRAVIMÉTRICOSEn estos equipos, el material alimentado se pesa por algún método para

medir el flujo contínuo, instalándose arreglos de pesaje, cuyos propósitos son lossiguientes:1. Suministrar a la maquinaria de producción cantidades conocidas de material, de

modo que su eficiencia sea verificada continuamente.2. Pesar el material producido por la maquinaria.3. Asegurar la preparación gravimétrica contínua de la mezcla de materias primas

para cemento a partir de los diferentes componentes, de acuerdo a proporcionespredeterminadas.

4. Todos los componentes deben pesarse de acuerdo a las composicionesestablecidas en la molienda de cemento normal o de cementos especiales.

Estas instalaciones de pesaje consisten de (bandas pesadoras), básculas decinta transportadora y básculas de impacto. Anteriormente, para medición de flujocontínuo, se empleaban equipos de medición volumétrica, sin embargo, debido alos cambios en el peso que resultan de los diferentes tamaños de partículas y de lagravedad específica del material, la medición volumétrica no produce valoresexactos, por lo que este método de medición solo debe aplicarse en casosespeciales.

A continuación se describen los principales dosificadores de este tipo.

5.2.2.1 ALIMENTADORES DE CINTA PESADORAEstos alimentadores estan diseñados para manejar materiales granulares,

como: caliza, arcilla, escoria, yeso, puzolana, clinker, etc.La tarea de estos equipos es suministrar una masa constante de material por

unidad de tiempo, extrayendola de un silo o un contenedor similar. Estosalimentadores, esencialmente consisten de una banda transportadora corta, unsistema de pesaje y un sistema de control. En este tipo de alimentadores, a fin deconseguir una cantidad constante (Q) en la descarga (peso por unidad de tiempo),debe mantenerse invariable el producto de la velocidad variable (V) por la carga

constante de la banda (P):

Pconstante x Vvariable = Qconstante

El siguiente diagrama muestra los elementos fundamentales de medición ycontrol de estos alimentadores (Figura 5.30).






1

2

3

4

56

7

8

910

11

12

13

14

14

Figura 5.30 Diagrama electromecánico de un alimentador de cinta pesadora.

La medición de la carga de la banda es llevada a cabo por la celda de carga(1), la cual se alimenta de una fuente de voltaje constante (12). La salida de la celdade carga pasa a un amplificador (2), donde el voltaje es amplificado a una señalestándar, la cual prevalece en todo el sistema de medición y control. La velocidadde la banda es medida por un tacómetro (5), el cual está conectado al motor decorriente directa (6). El producto de la carga de la banda (voltaje de salida de lacelda de carga) y la velocidad de la banda (el voltaje de salida del tacómetro) escalculado por un multiplicador electrónico (3). La señal análoga, que es proporcionala la carga transportada, se compara en un controlador (4) con el voltaje del setpoint,el cual es alimentado al controlador por el ajustador (8). Las variaciones en ladensidad del material debida a cambios en los tamaños de partículas (máspequeños ó más grandes) son compensadas inmediatamente cambiando lavelocidad de la banda; ésto es ejecutado por un rectificador (6). La señal de salidadel multiplicador (3) muestra la carga de la banda (11). La misma señal pasa a unconvertidor voltaje-frecuencia (9), y activa al contador para mostrar la cantidadtransportada (10). La compuerta manual (13), sirve, por lo general, para el ajusteinicial de la altura de material en la banda.

Dentro de este grupo de alimentadores tenemos que pueden diferir unos deotros con respecto al modo en como se lleva acabo el arreglo o ubicación delsistema de pesaje. Así, tenemos los alimentadores conocidos como Básculas o

Alimentadores de Rodillo Sensor de Peso, los cuales constan de un marco oarmazón rectangular con rodillos sensores múltiples (2, 3, 4 y más rodillos) el cuales soportado por una o varias celdas de carga (Figura 5.31). Otro tipo dealimentadores, conocidos como Puente Pesador, son diseñados como una






construcción suspendida, y en ella la celda o celdas de carga se localizan sobre elpuente, arriba de la banda de pesaje (Figura 5.32).

Celda de carga

Rodillos sensor Marco rectangular

Figura 5.31 Báscula o alimentador de rodillo sensor de peso.

Figura 5.32 Alimentador puente pesador con banda metálica.

Ambos modelos pueden construirse tanto en banda de hule, como tambiénen banda metálica. Las primeras son usadas para materiales de grano pequeño(menor de 12 mm) y de temperaturas menores de 40 °C, mientras que las segundasse prefieren para manejo de materiales más gruesos y con temperaturas altas,

hasta de 200-250 °C.Los principales problemas con los alimentadores gravimétricos son :

x Rigidez en la celdas de carga. El polvo en exceso provoca que la celda de cargano tenga la movilidad necesaria para registrar cambios en el peso.

x Desalineamiento de la banda. Al realizar trabajos cerca del puente pesador no sedebe apoyar sobre este; al deformarse el marco se provoca un desalineamientoen la banda provocando tensiones que alteran la lectura del peso.






x Tensión incorrecta en la banda. Al realizar cambios, empates o vulcanizacionesen la banda de pesaje verificar la tensión de la banda; al cambiar esta tensión sevaría la lectura de pesaje.

La exactitud práctica de pesaje para estos alimentadores se encuentra en elrango de 0.5 a 1.0 %.

5.2.2.2 COMBINACIÓN DE DOSIFICADOR VOLUMÉTRICO CONBANDA PESADORA

En muchos casos, para verificar la exactitud de los alimentadores con cintapesadora, se emplea una tolva de pre-alimentación que puede pesarse. Esta tolvase localiza adelante del alimentador de cinta pesadora, y descansa en celdas decarga. Una tolva vertical de forma cilíndrica puede soportarse en 3 celdas de carga;sin embargo, para mayor presición se recomienda la instalación de 4 celdas decarga.

Figura 5.33 Tolva de pre-alimentación con celdas de carga.

Antes de empezar el procedimiento de verificación de pesaje, debe cortarse elsuministro de material a la tolva, la cual ha sido previamente llenada. Durante eltiempo de prueba, el flujo de material es registrado por el alimentador de cintapesadora, y debe ser exactamente igual a la cantidad de peso perdido por la tolva ymedido por las celdas de carga.

La capacidad de la tolva debe ser al menos de entre 12 a 15 % de lacapacidad de producción horaria del alimentador. Si, por ejemplo, la capacidad de






producción de un alimentador es de 60 t/h, entonces, para un período de prueba de5 minutos, la tolva deberá tener una capacidad de 5 toneladas.

También hay arreglos con tolvas para verificar la exactitud del alimentador,que permiten llevar a cabo pruebas de verificación sin interrupción de la operacióncontinua. Las tolvas de pre-alimentación con celdas de carga son calibradas concargas de prueba conocidos o con pesos calibrados.

La Figura 5.33 muestra una tolva de pre-alimentación con celdas de carga.

5.2.2.3 BÁSCULAS DE IMPACTOLas básculas de impacto se usan en la industria del cemento principalmente

para medir y registrar cantidades de materiales polvosos o granuladostransportados en forma contínua. Sobre todo, las básculas de impacto son usadaspara determinar las cargas circulantes de los circuitos cerrados de molienda.También, en algunos casos, estos equipos sirven para pesajes preliminares cuandose cargan tolvas para cemento a granel.

Figura 5.34 Báscula de impacto.

El principio de medición se basa en la deflección de una placa de impactoinclinada (deflector), producida por la caída libre de una corriente de material. Lafuerza de impacto, la cual es proporcional a la masa-fuerza, es determinada por unacelda de carga localizada en la placa deflectora. La fuerza de transporte se definecomo la masa de material transportada en una unidad de tiempo. El efecto dediferentes alturas de caída causado por la pendiente de la placa de impacto se






compensa por el circuito de material. La capacidad de estos equipos es de hasta1,000 t/h. El error de medición es menor de 2%.

Como puede verse en la figura 5.34 la báscula de impacto básicamenteconsiste de 3 unidades funcionales:1. La caja exterior, que es una cubierta de acero, la cual tiene brida de entrada y de

salida, así como también una puerta de servicio.2. La placa de deflección (placa de impacto), que activa por medio de un brazo de

palanca el arreglo de medición.3. El arreglo de medición consiste del sistema de compensación por la altura de la

caída del material, del sistema de medición que contiene la celda de carga y deldispositivo de atenuación.

La figura 5.35 muestra el diagrama eléctrico de una báscula de impacto.Puesto que la capacidad de flujo es proporcional a la fuerza del impacto ejercidasobre el plato deflector, unicamente la señal de salida de la celda de carga tiene

que amplificarse; además, la señal debe adecuarse para usarse en un registro y enun totalizador.

81

7

6 54

32

Figura 5.35 Diagrama eléctrico de una báscula de impacto.

5.3 TRANSPORTE ENTRE EQUIPOS PRINCIPALES.

5.3.1 AERODESLIZADORES.Un aerodeslizador consiste generalmente de un ducto rectangular fabricado

en acero, figura 5.36, los aerodeslizadores son de amplio uso en la industriacementera, su principio de operación se basa en las leyes de fluidificación. Este






sencillo transportador es usado para efectuar rápidos desplazamientos de materialen estado pulverulento seco a un nivel inferior y a un costo razonablemente bajo. Laenergía que requiere es mínima, porque únicamente un pequeño volumen de aire abaja presión se requiere para mover el material. Dependiendo de la aplicaciónrequiere aire en un rango de presión de 0.5 a 5.0 psig.

Figura 5.36 Aerodeslizador.

El aerodeslizador consiste básicamente en una canaleta inclinada, que sedivide en dos compartimentos, por medio de un separador transversal permeable alaire. El aire comprimido entra por el compartimento inferior, el cual ocupa unatercera parte de la sección transversal de la canaleta y pasa a través de la secciónpermeable al compartimento superior, donde se fluidiza el material. Este último,contiene una suficiente proporción de partículas finas, que permiten desarrollar una

adecuada acción fluidificante, a través del cual pasa aire a presión en cantidadsuficiente para fluidificar el polvo a transportar.El aerodeslizador es generalmente de sección rectangular y se emplea para

el transporte de material seco a granel, tanto de tipo harinoso como en forma dearenilla.

El principio operativo de la fluidificación consiste en airear el material, dedonde resulta que cada partícula queda envuelta por una película de aire, el cualactúa como lubricante, como si dijéramos, que las partículas quedan desprovistasde fricciones de unas con otras y el material en su totalidad, adquieretemporalmente características de fluido. De tal modo el material fluye como el aguacuando se derrama en un plano inclinado.

La unidad de transporte es instalado con una pequeña inclinación quepermite que la gravedad jale el material y crea el flujo porque el material literalmenteflota sobre un colchón de aire.

La inclinación descendente del aerodeslizador es función de los siguientesfactores:x La velocidad mínima de aire necesario para fluidificar el polvo, a la cual

correspondería una determinada inclinación. El polvo no bajará por unapendiente menor a menos que se aumente la velocidad del aire.






x Permeabilidad del medio poroso, si ésta es tal que la caída de presión a travésde él es inferior que la de la capa de material (condiciones de transporte noóptimas) entonces será necesario aumentar la inclinación del aerodeslizador.Resultando que cuanto mayor sea ésta última puede usarse un medio porosomás barato y menos eficiente.

x Cantidad de material transportado, que será mayor cuanto mayor sea lainclinación del aerodeslizador.

En base a la experiencia de varios fabricantes se han encontrado lassiguientes recomendaciones para la inclinación:Según Polysius, se tiene:x 8 % para material de flujo ligero como harina cruda o cemento.x 18 % para material de flujo espeso como material de recirculación en un molino

de cemento.

x 27 % para material de flujo muy espeso como gruesos de circulación en molinosde crudo.

El medio poroso debe de ser de permeabilidad uniforme, siendo el tamaño delos poros inferior que el de las partículas de polvo que se desea transportar, a fin deevitar obstrucciones. Uno de los medios porosos es el tejido de polyester cuyascaracterísticas de este medio son:x Espesor: 4.5 mm.x Resistencia a la rotura: 470 kg./cm. de ancho.x Resistencia a la rotura de la trama: Min. 300 kg./cm. de ancho.x Punto de fusión: 256 °C.

x Pérdida de carga para un caudal de aire de 400 m3

N/m2

hr.: 10 % en mm. C.A.x Resistencia a la oxidación.x Peso promedio 4.2 kg./m2.

Cuando se transportan materiales calientes como “fly ash”, se usa fibra deasbesto como medio poroso.

La cantidad de aire libre que se necesita para el funcionamiento eficiente delaerodeslizador depende de:x Las características físicas del polvo.x La sección transversal del transportador.x El espesor de la capa de polvo.

x La inclinación descendente del transportador.

Para evitar obstrucciones en el medio poroso, el aire de entrada debe entrar seco y libre de polvo, ya que de lo contrario se atascará la parte inferior del fondoporoso intermedio. Para evitar esto, habrá que instalarse al ventilador un filtro deadmisión. Para la optima distribución del aire de transporte, cada sección deventilación tiene su propia alimentación de aire, el cual está dotado de una válvulade mariposa.






Para evitar el desgaste del tejido textil, que es producido para transportar materiales que producen desgastes, o el ocasionado en puntos expuestos aldesgaste, como por ejemplo: en la parte baja de la alimentación, se instala una telametálica que proteja el tejido textil.

Para compensar los cambios de longitud, originados por la temperatura delmaterial a transportar; la temperatura que lo rodea o por vibraciones que pudieranocasionar deformaciones en las uniones, se montarán uniones elásticas (juntas deexpansión), preferentemente en las salidas o en el caso de tratarse de canaleslargos, tanto en las entradas como en las salidas. Estas absorberán, tantodilataciones horizontales como verticales del canal.

La distancia de transporte puede ser extendida por varios metros,aproximadamente 60 mts. sin la necesidad de estaciones de transferencia.

La capacidad que se puede alcanzar con estos transportadores depende dela anchura y de la inclinación de la canaleta.

Tamaños: el máximo largo estándar por sección recta es 4.5 mts. (15’) el

estándar de anchos de 100 a 850 mm. (4 a 34”), las curvas tienen 15°, 30°, 45° dearco con 1800 mm (6’) de radio. Esto no es limitante para el largo de algúntransportador, tanto como, lo alto y el propio ángulo de inclinación disponible.Generalmente son citadas capacidades arriba de 1000 m3/h. de material. Polysiuscita una capacidad máxima de 2000 m3/h.

Un factor extremadamente importante, en la operación de losaerodeslizadores viene a ser su ventilación, pues de ella depende su correctaoperación, dado que el exceso de esta provoca que parte del material transportadoen el aerodeslizador sea succionado por el colector. Y la falla de esta provocarápresurización del sistema, obstruyendo el flujo del material. Cuando se elige eltamaño correcto para el colector disponible, todas, las instalaciones de

aerodeslizadores operan libre de polvo, protegiendo el medio ambiente.Tratándose de canales largos, habrá que instalar las succiones de

desempolvado a una distancia máxima de 30 m. Una succión de - 10 mm. C.A. esrecomendable para el venteo de los canales, un buen rendimiento de transportesolamente puede lograrse con un material seco; su humedad no debe rebasar el1%.

Las ventajas son: bajo consumo, libre de polvo, transporte continuo, mínimomantenimiento, bajo costo inicial y de operación, la abrasión del medio poroso y loslados del transportador es insignificante lo que representa una larga vida.

Una desventaja es que se requiere inclinación para que fluya el material yesta inclinación depende del material a ser transportado, la inclinación puede ser de

8 a 27° en relación a la horizontal.La lona para aireación esta disponible para diferentes rangos de temperatura.

5.3.1.1 DATOS GENERALES DE DISEÑO DE AERODESLIZADORES.Lo que hace relativamente difícil su cálculo y selección es que no existe un

procedimiento estándar para ello y cada fabricante tiene el propio y éste parece ser,en la mayoría de los casos empíricos a base de experimento y experiencia en elcampo.






Figura 5.37 Estructura de un aerodeslizador.

Tabla 5.3 Datos generales de diseño de aerodeslizadores.






A VOLUMEN B C PESOmm. mt3/hr. mm. mm. kg./mt.102 11 102 51 10.4152 28 102 51 13.4

203 57 152 76 16.4254 85 152 76 19.4305 113 203 76 22.4356 170 254 76 25.3406 227 254 76 37.2483 396 279 76 59.2610 595 305 102 111.6610 1133 610 102 119.1864 1416 457 102 148.8

Donde: A: Ancho deslizador, milimetros, (ver figura 5.37).B: Altura ducto material, milimetros.C: Altura ducto de aire, milimetros.

Densidad del material:

Cemento: 1.0 - 1.5 ton./mt3.Crudo: 0.8 - 1.1 ton./mt3.

CAPACIDAD = VOLUMEN x DENSIDAD = Ton / hr.

Ejemplo:

Densidad = 0.8 ton./mt3.Tamaño “A” de deslizador = 203 mm.

Volumen = 57 mt.3/hr.

CAPACIDAD = 57 x 0.8 = 45 Ton / hr.

5.3.2 TRANSPORTE NEUMÁTICO.Transporte neumático es aquel transporte de sólidos, en un medio portante

gaseoso , generalmente aire.






Una ventaja especial de la manipulación y transporte neumático de sólidosconsiste en que se puede conjugar la operación del transporte con la interacción delgas y el material transportado comprendido en varios procesos fisicoquímicos(procesos catalíticos, mezclado, secado, clasificación, etc.). Otra de suspropiedades estriba en la simplicidad de su construcción, buena adaptabilidad, totalausencia de partes móviles en todo el trayecto del transporte, ausencia de emisiónde polvo, exigencias muy modestas en su mantenimiento, resistencia a laintemperie y lo que no es menos importante, su adaptabilidad a la marchaautomatizada.

Un inconveniente del transporte neumático, en general, es su gran consumode energía y con ciertos materiales, el desgaste por rozamiento de los conductostransportadores con el material circulante.

Con materiales combustibles finamente pulverizados puede existir algúnpeligro de explosiones, en determinadas circunstancias. También se corre el riesgode que ciertos materiales causen obturaciones del tubo, especialmente en las

curvas.En el sistema de transporte neumático el material a transportar se introduce

en una corriente de aire mediante un dispositivo adecuado de alimentación. Laspartículas de material son arrastradas a lo largo del tubo por la corriente de aire,éste transporte se emplea cuando haya que transportar sólidos pulverulentos agrandes distancias y con el aire a grandes densidades de carga, especialmentecuando el material se carga en un solo punto de alimentación y se envía a diversospuntos de descarga.

En los sistemas neumáticos el modo de flujo que se establece por sí mismoen el interior de la tubería puede variar grandemente, dependiendo de gran númerode factores: velocidad de gas, tasa de sedimentación de las partículas de material,

carga, propiedades del material, su comportamiento a la fricción, alineación de lastuberías (horizontal, vertical, presencia de curvas). Se emplean distintos tipos deinstalación, según la naturaleza del material con que se opera, la distancia deltransporte y el objetivo de la operación.

El grado de carga (relación sólidos/gases) P denota la relación entre el pesode la materia sólida y el peso de aire y constituye un criterio para subdividir eltransporte neumático en tres gamas principales:1. Baja densidad de transporte, para P < 30.2. Alta densidad de transporte, para P > 30.3. Fluidificado, o tapón fluido de transporte, con la carga máxima alcanzable.

Con el transporte a baja densidad, las partículas materiales individuales

están libremente suspendidas en el aire con pocos choques entre partículas. Estaforma de transporte neumático es la más extendida y también la que mejor seadapta al tratamiento teórico y experimental. Los materiales granulares sonfácilmente manejables en esta gama de flujos, al igual que los finamentepulverizados.

En la práctica ha quedado bien establecido que el transporte neumático estanto más económico cuanto mayor es la carga. Aun cuanto la modalidad del flujoque caracteriza al transporte a alta densidad hace difícil su análisis teórico, muchos






transportadores neumáticos operan en dicha gama. Se extiende desde el flujoestabilizado de partículas totalmente suspendidas en la corriente de aire, a travésde algunas modalidades intermedias, comprendiendo aquellas que resultaninestables, hasta los flujos fluidificados estables y el tapón fluido. Con el último sealcanzan grados de carga de 250 y a veces más. Estos varios modos se indicanesquemáticamente en la figura 5.38, con cargas altas la velocidad del transportedecrece, al paso que aumenta la presión de transporte. Los materiales finamentepulverizados pueden fluidificarse con facilidad y son los que mejor se adaptan altransporte fluidificado, en cuyo caso la mezcla de aire y sólidos se comportan comosi fuera un fluido. En cambio, los materiales granulares, difícilmente fluidificables,son los que más convienen para el tapón fluido en el sistema de que el material seempuja como si fuera un tapón casi sólido de partículas empaquetadasestrechamente, sin moverse una respecto a las otras.

Figura 5.38 Formas de flujo del material.

Otra subdivisión, a veces arbitraria, distingue transportadores de bajapresión, de presión media y de alta presión. Los varios sistemas de transporteneumáticos se exponen en la tabla 5.4 En la columna <<Velocidad de transporte>>,Wf designa la proporción estabilizada de partículas de material.

Tabla 5.4 Descripción de los diversos sistemas de transporte.






Designación Carga Presión Distancia m áxima Velocidad de Energía Capacidad Tamaño de Observaciones

P de transporte Transporte necesaria de transporte part icula(mm. C.A.) (m) (m/s) (kwh/t) (t/h) (mm.)

T r a n s p o r t e

d e b a j a

d

e n s i d a d

Transporte abaja presión

10 - 3 0 2000 a 5000 300 - 600Vertical

1.2 - 1.5 W f Normal

Grueso yfino

0.5 - 50Transporte estabilizado

T r a n s p o r t e

d e b a j a

d e n s i d a d

Transporte amedia presión

10 - 3020 - 50

Horizontal2 - 2.5 Wf

0.8 - 6.0

3 a 500.5 - 505 - 200 P

en suspención

T r a n s p o r t e d e

a l t a d e n s i d a d

Transporte amedia presión

> 30> 5000 a

3 bar a 2000

~ 20 - 32 max. 500

Gruesos yfinos

Estado inestable. En eltransporte es posible la

formación deencostramientos, y

taponamientos

T r a n s p o r t e d e

a l t a d e n s i d a d

Transporte

Hasta250

3 a 7 bars Hasta 1500 5 - 20 < = 0.8 Hasta 150

Finos1 - 20 P

Transporte estabilizado eintermitente,

T r a n s p o r t e

d e

a l t a d e n s i d a d a alta

presión Hasta1000 ómás

Altapresión

20 0.5 - 5 Alta Hasta 50

gruesos y

así mismo,húmedo

para distancias cortas

¡ evítence curvas !

5.3.2.1 BOMBA FULLERLa bomba Fuller es un dispositivo de transporte neumático para el transporte

de material pulverulento seco que trabaja a presiones moderadas (15 a 45 psig) ycon velocidades de transporte bajas, el material a transportar es dosificado en lacorriente de aire mediante un transportador helicoidal ver figura 5.39. Frente a lagran ventaja que presentan de una alimentación continua está la gran potenciaexigida y su fuerte desgaste. El gusano alimentador gira, generalmente, a granvelocidad (750 - 1500 rpm) y el cierre del aire se consigue por la rosca y el materialen sí mismo. La válvula de no retorno, localizada en la área de descarga de labomba, es un sello mecánico la cual ayuda para prevenir el flujo reverso de aire dela cámara de mezcla a través del barril de la bomba, cuando no se alimenta yespecialmente cuando se sopla la tubería de aire comprimido un inapropiado sellopermite el paso de aire regresando a través del gusano de la bomba. Entonces elmaterial en la bomba deberá ser aireado con la resultante reducción en el flujo detransporte e incremento en el trabajo del gusano. La bomba Fuller alcanzacapacidades de unos 200 m3/h y distancias normales de transporte comprendidasen una gama entre 40 y 200 m., aunque a veces se han alcanzado distanciascercanas a los 1000 m. El grado de carga es, generalmente, de 30 a 40% peropuede llegar a 80% en casos especiales. El aire comprimido suele proceder de uncompresor rotativo que lo entrega entre 1.0 y 2.5 atm. (presión manometrica). Elconsumo de energía es del orden de 0.8 a 1.5 kwh/t. por 100 m., lo cual excede alas exigencias de los sistemas mecánicos de transporte para una misma capacidad.






Figura 5.39 Bomba Fuller.

El tipo de material que pasa por un alimentador de tornillo juegaevidentemente, un papel muy importante en la tasa de desgaste. En materialesfinamente pulverizados, tales como la harina cruda de cemento, la proporción dedesgaste se puede reducir usando gusanos de alta velocidad, lo cual es posible por la mejor acción de sellado de tales materiales. Desde luego, no puede evitarse quesiempre haya algún desgaste, de modo que un alimentador de gusano debe estar construido de forma que facilite el acceso cómodo para poder sustituir las piezasdesgastadas por sus recambios, en el menor plazo de tiempo posible.

La bomba Fuller también es construida no solo como un elementoestacionario de transporte si no como una instalación portátil montada en vehículos,la primer bomba Fuller móvil fue vendida en 1926.

En una planta cementera solo son instaladas bombas Fuller estáticas,actualmente existen 3 tipos básicos de bombas, llamadas bomba tipo Z, tipo H y elnuevo desarrollo llamada bomba tipo M.

Las diferencias entre estos tres tipos de bombas son básicamente del tipomecánico. La bomba tipo Z, se caracteriza por tener la descarga de materiallateralmente. La diferencia principal entre las bombas tipo H y M, es que en labomba H el gusano de alimentación solo va soportado en un extremo en un balero yel lado opuesto es libre, en la bomba M en los dos extremos el gusano dealimentación es soportado en baleros.

El material que ha de ser transportado cae libremente de una tolva, hacia unembudo arriba del gusano de donde éste lo toma y lo lleva hacía la cámara demezcla. Aquí el material es mezclado completamente con el aire proveniente delcompresor, el cual es inyectado a la cámara a través de toberas y así el materialfluidificado y transportado a través del tubo en la salida de la bomba. El número detoberas depende del tamaño de la bomba y puede ser de 11 a 17. El aire

proveniente del compresor al pasar por las toberas alcanza un velocidad de 300m/s.

La bomba Fuller es acoplada a un motor mediante un cople. El motor eléctrico opera generalmente a 1160 rpm para 60 Hz. de energía suministrada ypara 50 Hz. la velocidad es de 965 rpm.

Durante el avance de el material a través del barril, este es compactado por el paso decreciente del gusano. Si por ejemplo en el inicio del gusano, el paso es de165 mm. y en el final de éste el paso es de 125 mm., entonces la velocidad del






material en el inicio es de 2.8 m/s y en el final es 1.9 m/s. La relación de estas dosvelocidades caracterizan el grado de compresión de el material, en este caso es:

2.8/1.9 = 1.47La compresión del material es una de las grandes fuentes de consumo de

energía usados por el gusano. El material compactado forma un sello de material elcual provee un flujo reverso de aire de la cámara de mezcla de la bomba. Si el flujode material de alimentación a la bomba es demasiado bajo, entonces el gusano nosellara apropiadamente.

Un grado de compactación no es necesario para protección en contra deflujos de aire reverso. Por lo tanto un arreglo fue instalado para ajustar la optimacompactación y sello. Para ajustar el gusano, el contenedor en el cual el gusano eslocalizado (barril), puede ser movido en cualquiera de las dos direcciones. Moviendoel barril en contra del flujo de material se reduce la compactación y moviendo elbarril en la dirección del flujo del material se incrementa la compactación.

Una bomba Fuller se opera más eficientemente en su máximo diseño de

capacidad, cuando opera bajo una condición que reduce sus condiciones de carga,su eficiencia disminuye. Esta fue la razón que la bomba Fuller (tipo H) fueraconstruido en varios tamaños para capacidades especificas para así prevenir faltasde alimentación y sobre alimentaciones. De este modo, las bombas Fuller fueronconstruidas en 16 diferentes tamaños, con 14 tamaños de motores, 12 diferentestipos de tamaños de compresores de aire y con 7 diferentes diámetros de líneas detransporte.

La capacidad de la bomba depende del diámetro del gusano de la bomba. Lamáxima capacidad de una bomba con un gusano de 300 mm. es de 400 t/h decemento (bomba tipo M). Para una distancia de arriba de 1000 mts., para distanciaslargas el transporte neumático es preferible, por su bajo consumo especifico. La

aplicación de aire a presión para bombas Fuller deberá vencer la resistencia mismade la bomba, así como la tubería del transporte. La presión perdida en la bomba esprincipalmente causada por la súbita entrada del aire comprimido en la cámara demezcla; esta caída de presión esta en la magnitud de 1 kg./cm.2 (10 kPa), donde elresto de la presión es perdida en la tubería de transporte arriba de los silos. Arribade una distancia de 100 m., es necesaria una presión de 2 kg./cm2 (20 kPa),mientras que para una distancia de 800 m se requiere una presión de 4 kg./cm.2 (40kPa).

De otra manera, la alta concentración de la mezcla de aire/material requierealta velocidad de transporte; así, el contacto de material con las paredes de latubería resulta en una considerable caída de presión. Esta caída de presión se

incrementa con la longitud de la línea de transporte; también, el número de codoscontribuye considerablemente a la caída de presión. El diámetro de la tuberíadepende del tamaño de la bomba. La velocidad del transporte en la tubería debeestar en el rango de 18-25 m/s. A una larga distancia del transporte se debe aplicar una alta velocidad y una excesiva velocidad de transporte causa desgastes en lasparedes de la tubería, sin embargo bajas velocidades pueden resultar entaponamientos de las tuberías.






El consumo de energía de un transporte neumático consiste del consumo dela bomba y el consumo del compresor de aire. Para una distancia de transporte de50-100 mts. el consumo de la bomba es 0.75 kwh/t y del compresor de 1.25 kwh/t,haciendo un total de 2 kwh/t. En un transporte de 600 mts. la bomba consume 2.25kwh/t y el compresor 4.55 kwh/t lo que significa un consumo total de 6.8 kwh/t.

Para su selección se utiliza el siguiente procedimiento:1. Información requerida:

a.- Capacidad máxima requerida del sistema en Tph.b.- Distancia de transporte real en mts..c.- Codos en la trayectoria.d.- Peso volumétrico del material ton./mt3.

2. Cálculo del volumen equivalente a transportar:

3

mts hr. =

Capacidad maxima requerida

Peso volumetrico del material/

3. Selección de la bomba en varias alternativas:a.- Bomba tipo Mb.- Bomba tipo H

4. Cálculo de la distancia equivalente total de transporte y la presión requerida.5. Cálculo de la velocidad de transporte.6. Cálculo del volumen de aire libre para el sistema de transporte.7. Determinación del factor de corrección por altitud.8. Cálculo del aire total requerido para el transporte.9. Determinación del compresor requerido.

10.Cálculo del motor de la bomba.11.Determinación de tamaño de las toberas.

Para el caso de bombas neumáticas, Claudius Peters emplea el siguienteprocedimiento de selección:1. Información requerida:

a.- Capacidad máxima requerida del sistema en Tph.b.- Distancia de transporte real en mts.c.- Codos de 90° en la trayectoria.d.- Densidad del material en Ton/m3.

2. Selección del diámetro de la tubería a emplear.

3. Determinación de la longitud de transporte equivalente.4. Determinación de la presión de empuje necesaria.5. Determinación del volumen de aire necesario.6. Determinación de la potencia requerida para la bomba.7. Selección de la bomba y compresor necesarios.

Tabla 5.5 Capacidades de diferentes bombas Fuller tipo M y tipo de gusano.






TABLA DE BOMBAS TIPO M

Tipo CapacidadGusano con

paso constante

Gusano conpaso de

compresión

mt3/hr. mm. mm. x mm.M300 322 300 300 x 190M300 266 250 260 x 170M300 198 190 220 x 140M300 142 140 180 x 115M250 142 220 230 x 150M250 122 190 190 x 120M250 99 160 190 x 120M250 88 140 140 x 90M200 62 190 190 x 120M250 60 100 140 x 90M200 51 160 190 x 120M200 44 140 150 x100M200 30 100 110 x 75

M150 16 150 150 x 100M150 11 100 150 x 100

Condiciones de operación importantes:a) Mantener la cantidad prevista de material a transportar en forma de alimentación

regular homogénea, para evitar la posibilidad de que el aire de transporte penetrepor el transportador helicoidal. La condición de flujo irregular se identifica por unpenduleo constante de la palanca de la válvula de no retorno.

b) Un desempolvado continuo en la tolva de alimentación.c) Mantener el aire en los sellos de los extremos del transportador helicoidal que así

lo requieran por el fabricante, a la presión y con el flujo indicado por el mismo

fabricante. No utilizar más presión de la indicada, porque se favorece el desgastedel sello tipo laberinto, y una falta de presión no impide el paso del material alsello, dando como resultado un desgaste prematuro.

d) Proporcionar una base con las dimensiones especificadas por el fabricante conun alineamiento preciso para evitar forzar el cuerpo de la bomba y provocar daños continuos en las juntas y cojinetes de la misma. El transportador helicoidaldeberá girar con facilidad con las manos.

5.3.2.2 TRANSPORTADORES VERTICALESLas ventajas de los transportadores verticales son:

Requieren poco espacio y tienen una operación libre de polvo, las tuberías de untransportador vertical pueden ser fácilmente instaladas dentro de las existentesplantas. Los ductos de transporte no requieren lubricación y no tienen complicadosy caras cadenas, bandas, reductores de velocidad, etc., para ser reparados oreemplazados. La costosa labor de hacerlo y la necesidad de almacenaje de partesde repuesto son grandemente reducidas. Por otro lado, desgastes se presentan enlas tuberías, especialmente en curvas cuando se transporta cemento. El aire usadopara transporte tiene que ser desempolvado en un colector de polvo antes dedescargarse a la atmósfera.






El continuo trabajo de un transportador vertical es usado en la industriacementera para el transporte de harina cruda y cemento. El transportador verticalfigura 5.40 consiste de un tanque cilíndrico, la tubería de transporte, la tubería dealivio y el compresor de aire, el cual es usualmente un compresor rotativo sencillocon filtro de succión.

El principio de trabajo utiliza el efecto de comunicación entre la columna dematerial en el tanque y la mezcla fluidificada de aire-material en la línea detransporte.

La columna de material en el elevador presiona el material dentro de la partebaja del tanque y dentro del aire impulsado saliendo de la boquilla, así el materialtransportado recto dentro del ducto de transporte localizado directamente arriba dela boquilla. El material es llevado por el aire impulsado hacia arriba en el ducto detransporte. La columna de material en el elevador sella el contenedor contra laalimentación. La capacidad de transporte se incrementa con un incremento de lacolumna de material. La alimentación deberá ser ajustada en cada caso, para

mantener el nivel de material arriba de la tercera parte del tanque.

Figura 5.40 Transporte neumático vertical.Como ya se menciono anteriormente, existe un efecto o relación de

comunicación entre la columna de material en el tanque y la mezcla de aire/materialen el ducto de transporte. El resultado de esta relación es que la altura del cilindrose incrementa como la altura de levante es incrementado. La figura 5.41 muestra la






relación entre la altura del tanque y el aumento de el levante en el material en untransporte neumático vertical.

0

20

40

60

80

100

120

0 1 2 3 4 5 6 7

ALTURA DEL CILÍNDRO

A L T U R A

D E

L E V A N T E

Figura 5.41 Relación entre la altura del tanque y la altura de levante.

Más datos técnicos son: la relación entre el diámetro del tanque en (mm) a eldiámetro del ducto de transporte (mm), dependiendo de la capacidad de transporte(t/h). Esta relación se muestra en la figuras 5.42a y 5.42b.

0

100

200

300

400

500

600700

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550

CAPACIDAD DE TRANSPORTE ( t/h) D I A M E T R O

D E L A T U B E R Í A ( m

m . )

Figura 5.42a La relación entre el diámetro de la tubería de transporte y la capacidadde transporte






0

500

1000

1500

2000

2500

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550

CAPACIDAD DE TRANSPORTE (t/h)

D I A M E T R O

D E L

T A N Q U E ( m m

. )

Figura 5.42b Relación entre la capacidad de transporte y el diámetro del tanque.

Una consideración importante es también la distancia de el compresor deaire del transportador vertical.

Sobre el fin de la parte superior del ducto de transporte, la mezcla deaire/material alcanza una velocidad arriba de 16-20 m/s el separador donde el airede transporte comienza a separarse del material, desde este separador el materiales descargado dentro del silo. Dependiendo del diseño, el separador trabaja conuna eficiencia de 95-99 %. Así el aire extraído del separador será desempolvado enun colector de polvo.

En la parte baja del deposito de expansión tiene montada una unidad deaireación, para mantener el material fluidificado. La distribución del aire delcompresor a la tobera y el medio de aireación puede ser ajustado medianteválvulas. Generalmente el 96 % del total de aire va hacía la tobera y el 4 % restantees distribuido a el flujo de aireación. En la salida de la boquilla va instalada unaválvula de no retorno, la cual en caso de una falla de aire, deberá prevenir que elmaterial entre dentro de la línea de aire comprimido.

Tabla 5.6 Capacidad de transportadores verticales.

DATOS DE CAPACIDAD DE ELEVADORES NEUMÁTICOS

DE ACUERDO A JOHANNES MÖLLER Altura de Transporte (m.) 30 50 70kwh/t 0.45-0.6 0.6-0.74 0.7-0.94

Presión de aire (kg./cm.2) 0.26-0.30 0.32-0.37 0.38-0.45Consumo de aire 1 Nm3/min. por 1 t/h de material

Generalmente, la línea del conducto del transporte deberá ser vertical.Desviaciones de la perpendicularidad arriba de 10° baja la capacidad de transporte






e incrementa el consumo especifico, la tabla 5.6 contiene más datos decapacidades para transportadores verticales.

Dependiendo del fabricante, los transportadores neumáticos verticales sondesignados como Air-lift (Claudius Peters), Aeropol (Polysius), etc.

Una de las diferencias del Aeropol con el Air-lift es que en el Aeropol ladescarga del tubo de transporte es directamente dentro del silo de donde sedescarga directamente a la atmósfera después de ser desempolvado el colector delsilo. De esta forma solo un colector deberá ser suficiente.

Generalmente, deberá ser remarcado que además del compresor de aire, lostransportadores neumáticos no requieren de ninguna otra maquinaria móvil y por lotanto su costo de mantenimiento es muy bajo.

5.3.2.2.1 AIR-LIFTCuando se requiera de transportarse materiales finamente granulados o

pulverizados en un sentido sensiblemente vertical, los dispositivos de alimentación,

pueden, consecuentemente, tomar la forma de un recipiente montado verticalmentedonde el material se introduce por un transportador neumático de canaleta. Almismo tiempo se sopla aire por debajo del recipiente, sirviendo para mantener elmaterial en un estado de fluidificación. Además, el aire de transporte se introducepor el fondo por medio de un inyector central. La propia columna vertical de materialforma el transporte del aire. Una ventaja de este sistema de transporte vertical conrespecto a un elevador de cangilones es su menor costo inicial, la ausencia departes con movimiento mecánico y la altura prácticamente ilimitada de elevaciónalcanzable. También se adapta a caudales en proporción variable y se puedeconstruir para grandes capacidades de transporte. El inconveniente es que, parauna elevación de 80 mts., el consumo de energía es cerca de 0.8 kwh/t, lo que a

veces resulta 60 % más elevada que su equivalencia para un elevador decangilones. Aun así, puede que hayan ventajas económicas en este sistema detransporte neumático si se tienen puntualmente en cuenta el capital invertido en lainstalación y los costes de mantenimiento.

Si se quiere transportar polvo verticalmente, la vía más ventajosa es hechausando un Air-lift. El Air-lift reemplaza los otros elevadores verticales usados para eltransporte vertical. Bajas y altas capacidades arriba de varios cientos de toneladaspor hora pueden ser obtenidas para alturas de transporte de aproximadamente 100mts.

El sello de presión entre el tubo transportador y la atmósfera es obtenido por la columna de material en el tanque. Para este propósito un tanque de Air-lift con

una altura de varios metros es necesario, y una constante cantidad de polvo esalimentado. El material el cual es neumáticamente aireado en la parte baja deltanque es transportado haciendo un elevado verticalmente por medio de airellevando el material a través del tubo. En un separador colocado en la parte final dela parte alta de la tubería, polvo y aire son separados. El polvo puede resbalar hacíaabajo y caer en el silo a través de un chute, si deben ser alimentados varios silos, elmaterial puede continuar siendo transportado por aerodeslizadores. El polvo






residual que es contenido en el aire es alimentado a través de tuberías hacía uncolector de polvos.Para el Air-lift un compresor rotatorio es usado como generador de aire comprimido,la presión en el tubo de transporte es generalmente usado entre 0.5 a 2.5 bars.

Existen dos condiciones básicas de transporte que deben ser respetadaspara el buen funcionamiento de este equipo:x Velocidad del aire en la tubería vertical de transporte: 18 a 25 m/s.x Carga específica de material transportado: 14 a 19 kg. material/kg. de aire de

transporte.

Volumen de aire necesario. Es la suma de 2 caudales:a) El necesario para transportar el material a la velocidad calculada por el tubo de

transporte elegido (VL): A1 = Area del tubo (mt.2)

VL = A1 x V1 x 60 m3 aire/min. V1 = Velocidad del aire en el tubo (mt./seg.)

b) El necesario para aireación del fondo del depósito cilíndrico, para el cual losfabricantes de sopladores rotativos aconsejan un coeficiente de 1.5 m3/min.-m2

de sección del fondo (VLA).

La velocidad en la tobera (V) se calcula con la siguiente fórmula:VL = Volumen de aire que pasa por la tobera (mt.3/min)

V =VL/AT

60m/s AT = Area del tubo (mt.2)

5.3.2.2.2 AEROPOLEl transportador neumático vertical fabricado por Polysius (Aeropol) es

totalmente cilíndrico. El equipo estándar de este, consiste en:x Un fondo aireado.x Una boquilla especial que ahorra energía, yx Una válvula de no retorno de seguridad.

Este equipo estándar permite trabajar la unidad a una completa capacidadcon el tanque completamente lleno.

El sistema de transporte Aeropol puede transportar materiales en sentidovertical hacía arriba dentro del espacio más reducido, transporta toda clase desustancias a granel secas, tanto pulverulentas como de granulometria fina.

Mediante aire a baja presión puede transportarse prácticamente cualquier cantidad a la altura requerida por el proceso. El Aeropol es usado para la cargacontinua de silos de harina cruda y de cemento así como de los sistemas deintercambio de calor para hornos rotatorios.

El compresor impulsa el aire de transporte desde abajo del Aeropol, a travésde una tobera. El chorro de aire sale de la tobera a elevada velocidad para entrar enel tubo vertical. El material fluidificado entra a través del espacio anular entre latobera y el tubo vertical, siendo arrastrado hacia arriba por la corriente de aire.






El elevador neumático Aeropol es alimentado desde arriba en forma continuapor medio de sistemas de transporte neumáticos o de otros dispositivos detransporte. No se necesitan aparatos de cierre, porque se ajusta cierta altura dellenado en el recipiente durante la elevación, altura que depende de la carga delchorro de aire y de la altura de elevación.

El sistema de transporte neumático Aeropol puede ser empleadodirectamente como dosificador, con la instalación previa al Aeropol de una tolva deprepesado, ya que se encontró la relación existente entre la capacidad detransporte y la presión en la parte inferior del tanque.

Un especifico nivel de llenado en el tanque del Aeropol corresponde a lacapacidad de transporte y este es función de la presión en la parte inferior deltanque la cuál controla el nivel de llenado del tanque con válvulas dosificadoras enla descarga de la tolva de prepesado. Estos cambios son transmitidos como unaseñal eléctrica por un transmisor de presión a un circuito de control y este varia lacantidad de material alimentado al equipo.

El nuevo sistema Aeropol actualmente desarrollado es la consecuencia de lamodificación del modelo anterior y éste sistema Aeropol se utiliza para dosificar ytransportar materiales pulverulentos hasta gruesos. Se consigue una elevadaexactitud de dosificación a través de toda la gama de capacidades, desde los 100kg./hr. hasta 450 t/h. La exactitud de dosificación se basa en una buena reaccióndel servomando y en el proceso de calibrado matemáticamente exacto.

El transportador alcanza gamas de regulación de hasta 20:1. La sencillez deconcepción del Aeropol garantiza un servicio continuo, pobre en mantenimiento. Elsistema Aeropol se emplea para dosificación y transporte de materiales inflamablesy es resistente a arietes de presión de hasta 13 bar.

El transportador de la figura 5.43 se compone de un recipiente impulsor (1) y

otro acumulador (2). Ambos recipientes forman un sistema de vasos comunicantesy están previstos de un fondo de fluidificación común (3), el tubo elevado (4) sehalla en el centro. El Aeropol pende de células de pesaje (5) y está conectado,mediante la unión (6) casi libre de fuerzas, con todos los conductos de entrada ysalida. El sistema de pesaje sirve también para calibración del caudal de transporte.El aire traspasa el fondo, fluidificando el material. La presión de la carga hace que elmaterial entre con elevada concentración en el tubo elevador, donde el efectoinyector del aire de impulsión lo transporta al punto de consumo.

El caudal de transporte del Aeropol es proporcional a la altura de la columnade la carga de material en el recipiente impulsor y, por tanto, también lo es a lapresión de transporte. Una válvula de regulación (7) en el tubo de desaireación (8)

influye sobre la presión superior en el recipiente acumulador. El sistema deautomatización prefija un valor de consigna para el peso de la carga. Con ello, lacorriente de material se mantiene dentro de unas estrechas tolerancias de variación.






2

3

4

18

65

7

Figura 5.43 Nuevo desarrollo del Aeropol.

Cuando la válvula de regulación está abierta, existe igualdad de presión enambos recipientes. Las alturas de nivel de la carga de material se igualan. Estaaltura de material corresponde al caudal mínimo de transporte con el peso de cargaprefijado. Con la válvula de regulación cerrada, el aire de fluidificación originapresión superior en el recipiente acumulador, que desplaza el material fluidificadodesde allí al recipiente impulsor. El nivel máximo de material en el recipiente

impulsor corresponde al máximo caudal de transporte con el valor de consignaprefijado. Regulando la presión de transporte puede ajustarse el caudal deseado.

El sistema Aeropol se presta para el transporte y dosificación de carbón,cenizas volantes, escoria LD, harina de caliza, etc.

Además de la bomba Fuller, la bomba Claudios Peters, el Air-lift, el Aeropol,existen otros sistemas neumáticos de transporte como pueden ser la bomba “Fluxo”de la compañia FL Smidth, el “Poldens” de Polysius, etc.






5.3.3 BANDAS TRANSPORTADORASLas bandas transportadoras se han utilizado durante muchos años como

aparatos para el transporte de materiales a granel o en unidades separadas. Laamplitud de su uso se explica por su adaptabilidad, versatilidad, seguridad yeconomía.

Figura 5.44 Esquema y partes de una banda transportadora

La banda transportadora es una correa sinfín, la cual puede ser vulcanizadao engrapada, que se mueve alrededor de dos tambores. En la figura 5.44 sepresenta una banda y sus partes principales. Debe transportar material de un puntode carga a otro de descarga. Para la ejecución de esta tarea se coloca la banda enuna instalación consistente en un tambor (o polea) motriz y uno de cola; ésta puedeinstalarse móvil acoplada a un dispositivo tensor. La banda es soportada en la partede carga (superior) por rodillos que pueden mantener la banda plana o con ciertaconcavidad (hasta 45°, como se muestra en la figura 5.45), y en algunos puntosrodillos autoalineables. En la parte inferior la banda es soportada por rodillos rectosde retorno.

Figura 5.45 Sección transversal de una banda transportadora

Para el funcionamiento seguro de un transportador de banda es de muchaimportancia la tensión inicial dada a ella. A este respecto se debe tener en cuentaque en el momento de arranque el motor produce un par superior al nominal, que setraduce en una gran fuerza tangencial en la periferia del tambor motriz. Para que la






fuerza tangencial sea transmitida a la banda, y se ponga en marcha eltransportador, se precisa necesariamente una cierta tensión (por un contrapesovertical o en la polea trasera) a fin de evitar el deslizamiento de la banda sobre eltambor.

La necesidad de manejar cada vez capacidades mayores ha conducido a lafabricación de bandas de materiales más resistentes; normalmente se ha hecho conmateriales sintéticos, con tejidos de poliéster o poliamidas, caracterizados por unaresistencia a la tracción y al choque substancialmente más elevada y con unadeformabilidad superior con respecto al alargamiento y al aconcavado de la banda.También, mediante el desarrollo de mezclas de goma para el recubrimiento de lasbandas, se les ha dado mayores resistencias al desgaste y a la temperatura dentrode ciertos límites, pudiendo llegar hasta 180 y 200°C las mejores calidades. Elinconveniente general de las bandas a temperaturas elevadas es la aceleración delenvejecimiento de la goma.

5.3.3.1 CRITERIOS DE SELECCIÓNCuando se conocen las condiciones de trabajo a que será sometida una

banda transportadora, se puede calcular la tensión con el fin de escoger una bandacon capacidad adecuada para transmitir la fuerza. De igual manera, es importanteescoger una banda del material adecuado para resistir el impacto y la abrasión de lacarga. A veces esta definición es más difícil que los cálculos de tensión.

Varios factores afectan a la selección de una calidad de banda que seráresistente al impacto, abrasión y transportará la carga sin movimiento excesivo.Estos factores varían en importancia al criterio de proveedor a proveedor; inclusoalgunos los incluyen en los cálculos de diseño. Estos factores son, a criteriogeneral:

Abrasividad del material transportadoPeso y granulometría del material transportado

Altura de caída del materialTrayectoria del material con respecto a la de la bandaVelocidad del material en el punto de cargaEspaciamiento de los rodillos en el punto de carga

Comúnmente, un buen y confiable proveedor deberá suministrar manualesde operación, diseño y mantenimiento de bandas, en que se indiquen lascaracterísticas óptimas y recomendadas de operación de sus productos;metodología de cálculo y diseño de bandas incluyendo tablas y/o gráficas decapacidades, arreglos, etc.; técnicas de manutención mecánico; y recomendaciones

a posibles causas de desperfectos de origen operativo o mecánico.

5.3.3.2 CÁLCULOS PARA EL DISEÑOEn el presente material se muestra la metodología de EUZKADI para el

cálculo y selección de una banda transportadora, por considerarse entre las mássencillas y completas:






1) Determinación de PotenciaPara el cálculo de potencia necesaria para un transportador de banda se

considera la relación directa existente entre la tensión y la potencia requerida parael funcionamiento de la banda. Así, la potencia de trabajo se divide en tres:1.a) Potencia requerida para girar la banda vacía

PW F S L

46001

B 1 B

1.b) Potencia necesaria para mover la carga en sentido horizontal

PL F C

2742

B 2

1.c) Potencia requerida para levantar la carga. Ésta será positiva o negativa segúnla inclinación, hacia arriba o hacia abajo, que tenga la banda y vale cero cuandoestá en sentido horizontal.

Ph C

2743

La potencia total requerida es la suma de las tres anteriores

P = P +P +PT 1 2 3

Cuando en lugar de tonelaje máximo, se conoce únicamente el promedio, serecomienda aumentar éste último en un 25% como mínimo cuando hayalimentadores automáticos y hasta un 40% si no existe sistema para asegurar unaalimentación regular y continua.

2) Determinación de la Tensión de OperaciónLa tensión efectiva desarrollada en la banda por la potencia requerida para el

funcionamiento, se expresa como:

T4563 P

Se

T

Esto no es, sin embargo, la tensión total en la banda. En sistemas detransmisión por fricción (transportadores, elevadores, bandas planas de transmisióny bandas V) hay que introducir una tensión adicional a fin de evitar el deslizamientoen la polea de transmisión. Esta tensión adicional es también la tensión de la bandaen el lado de retorno. Esta tensión tiene dos expresiones: una, cuando sedesconoce el peso del contrapeso o cuando el contrapeso está colocado a algunadistancia e la transmisión; y otra, cuando sí se cumplen las incógnitas mencionadas:

T = k Tr e






T =Peso total del contrapeso

r 2

La tensión máxima en la banda es igual a la suma de la tensión efectiva y latensión en el lado de retorno.

T = T + Tm e r

Al dividir la tensión máxima entre el ancho de la misma, se obtiene la tensiónmáxima unitaria. Esta es la capacidad a la tensión con la que se escoge la bandaentre las diversas calidades.

EJERCICIO.Se cuenta con una banda de 30 pulgadas (76.2 cm) de ancho para

transportar 455 tm/h de caliza semihúmeda (1522 kg/m3) de un punto a otro a 175mde distancia entre centros y 22.6 m de altura. La velocidad de la banda es de 121.9m/min. La polea motriz es sencilla, revestida, en el lado de descarga y con 210° decontacto polea-banda.

1) Cálculo de potencia de transporte.El cálculo de la potencia necesaria para transportar el material deseado entre

los puntos requeridos se emplean las 3 fórmulas de potencias:1.a) Para calcular la potencia necesaria para mover la banda vacía, el peso de labanda y sus partes se considera de 57 kg/m, de acuerdo a tablas del proveedor para la banda de 76.2 cm de ancho.

P57X0.03X121.9X131.4

4600 6.0 HP1

1.b) Para transportar la carga es (NOTA: Sin embargo, se debe confirmar en tablasde capacidades del proveedor, la cantidad de material requerido transportar para labanda y velocidad definidos)

P131.4X0.04X455

2748.7 HP2

1.c) La potencia para transportar la carga en sentido vertical:

P22.5X455

27437.4 HP3

Así, la potencia total requerida es de:

P 6.0 8.7 37.4 52.1 HPT

2)Cálculo de tensión en la banda






Para el cálculo de tensión ejercido en la banda, se localiza el valor del factor de transmisión basado en el coeficiente de fricción, arco de contacto banda-polea ytipo de ajuste. Los cálculos son:

T 52.1X4563121.9

1950 kge

T 0.38X1950 741 kgr

T 1950 741 2691 kgm

2691

76.235kg/ cm de ancho de banda

Con este valor de tensión, se selecciona la calidad de la banda y el númerode capas de la misma. En este caso, de acuerdo con registros del proveedor, lomás recomendable es emplear una banda de calidad Super Longlife de NYFIL 42Sde 4 capas EUZKADI.

Así, el peso requerido en el contrapeso ha de ser de:Peso del Contrapeso = 2X741= 1482 kg

SimbologíaLa simbología de las fórmulas anteriores es la siguiente:

C Capacidad plena, en tm/h.F Coeficiente de fricción de las piezas rodantes. El subíndice 1 indica para la

banda en vacío (0.3 para equipos nuevos y 0.35 para equipos en mal estadoo viejos), y el subíndice 2 indica para el movimiento de la carga en sentidohorizontal (0.4 para equipo nuevo y 0.45 para equipo viejo o en mal estado).Es adimensional.

h Distancia vertical entre puntos de carga y descarga, en metros.k factor de transmisión basado en el coeficiente de fricción, arco de contacto

banda-polea y tipo de ajuste. Es adimensional.L Longitud del transportador medida a lo largo de la banda, entre las poleas

terminales, en metros.LB Distancia ajustada entre centros, calculada con la ecuación (0.55L + 35.06),

en metros.P Potencia requerida. El subíndice 1 indica para la girar la banda en vacío; el 2,

para mover la carga en sentido horizontal; el 3, para levantar la carga; y T,para la total. Está indicada en HP.

S Velocidad de la banda, en m/min.T Tensión en la banda. El subíndice e indica la tensión efectiva por la potencia

de operación; el r indica en el lado de retorno; y el m indica la tensiónmáxima de operación. Está dada en kg.

WB Peso de la banda, rodillos, poleas tensoras y todas las poleas terminalesgiradas por la banda, se expresa en kg/m de longitud de banda.






5.3.4 TRANSPORTADORES HELICOIDALESLos transportadores helicoidales, también llamados de rosca o gusanos,

consisten en un tornillo sinfín que transporta material al girar aquél alrededor de sueje. Se usan para el manejo de materiales granulados o pulverizados a granel entrayectorias lineales. En la figura 5.46 se muestra un esquema de un transportador helicoidal.

Figura 5.46 Esquema y partes de un transportador helicoidal

El sentido de avance del material va determinado por el sentido de rotacióndel eje y/o por el sentido de los álabes propiamente dicho. Así pues, para un mismoeje con un sentido de rotación dado, es posible usar un mismo transportador paramover el material en dos direcciones opuestas, teniendo en cada sección álabesenroscados en sentidos opuestos, una parte a la derecha y otra parte a la izquierda.En general, un transportador helicoidal puede alimentarse en cualquier punto, ydescargar al extremo del conducto y/o en una o más aberturas intermedias. Para

evitar atascamientos, el área de estas aberturas debe ser igual a la de la seccióntransversal del propio transportador.La ventaja de los transportadores helicoidales reside en su compacta forma

de construcción. Por ello son muy convenientes para el manejo de materialespolvorientas, tóxicas o explosivas, porque el conducto puede ser cerrado a losescapes de polvo o gases y resistentes a presiones internas o externas. Losdetalles constructivos son simples, logrando alcanzar distancias de hasta 40 m ysiguiendo trayectorias ascendentes hasta 45°. Todavía formas especiales sepueden usar para el transporte vertical de materiales a granel. La versatilidad deestos transportadores permite su uso como alimentadores, dosificadores, llenado desilos o tolvas, mezclado, etc.

Las desventajas son las grandes pérdidas energéticas por rozamiento y lospesados desgastes, con una elevada exigencia para el accionamiento. Además, lostransportadores helicoidales no son apropiados para manejar materiales duros ytenaces ya que pueden ser causa de roturas. Debido al movimiento relativosimultáneo del elemento transportador, sea el álabe o las aletas (según el tipo detransportador), no se produce únicamente un rozamiento del material contra lasparedes laterales del conducto sino también contra la hélice misma. Los apoyosintermedios del eje son especialmente desfavorables bajo este punto de vista. Un






principio general es que tales cojinetes deben estar siempre suspendidos, es decir,sujetos en la tapa del conducto del transportador.

Además de la hélice normal (álabe), se dispone de otras formas de aletaspara aplicaciones particulares; serpentina, paletas, etc., como se muestra en lafigura 5.47.

Figura 5.47 Varias formas de hélice

5.3.4.1 CRITERIOS DE SELECCIÓNEl diseño y dimensionamiento de un transportador helicoidal se realiza

mediante los cálculos de la capacidad, paso en que se determinan las dimensionesy características del transportador mediante datos del proveedor; y cálculos depotencia requerida para el transporte.

Para estos cálculos se requiere de la siguiente información inicial:Material a transportar

Cantidad de material a transportar (Capacidad)Distancia de transporte (Longitud del transportador y elevación)

Con la cantidad de material requerida a transportar y la densidad aparentedel mismo, se calcula la capacidad volumétrica.

C =M

U

Con esta capacidad y el grado de llenado de la caja recomendado por elproveedor, se asiste a las tablas de dimensiones del mismo para seleccionar eltransportador adecuado. En éstas se obtienen características como diámetro y pasodel álabe, capacidad a 1 RPM y capacidad a máximas RPM. La capacidad a 1 RPMes un dato muy importante y está determinado por la ecuación:

Crpm

0.7854 (D D ) p k 601728s2

p2

Con la capacidad requerida y la capacidad a 1 RPM se calcula la velocidad aque debe trabajar el transportador:

SC

C/rpm






En la tabla 5.7 se presenta una tabla de dimensiones del transportador ycapacidades volumétricas para diversos grados de llenado, a máxima velocidad y a1 rpm., la diferencia para seleccionar el transportador A ó B con 30% de grado dellenado es el tipo de material en cuanto a sus características de abrasividad yfluidez, es decir, el tipo A es para materiales menos abrasivos y el tipo B es paramateriales más abrasivos.

Tabla 5.7 Capacidades de transportadores helicoidales

Capacidad en pie3 /h

Grado de LLenadodel Transportador

Diámetro delTransportador

(pulgadas)

Tamaño Máximodel Material(pulgadas)

Máximarpm

A Máx. rpm A 1 rpm

15% 6 3/4 66 50 0.75

9 1 1/2 62 173 2.8012 2 58 389 6.70

14 2 1/2 56 588 10.50

16 3 53 832 15.70

18 3 1/4 50 1,135 22.70

20 3 1/2 47 1,462 31.10

24 4 42 2,293 54.60

30% A 6 3/4 132 198 1.50

9 1 1/2 122 683 5.60

12 2 111 1,476 13.30

14 2 1/2 104 2,194 21.10

16 3 97 3,046 31.40

18 3 1/4 90 4,086 45.40

20 3 1/2 82 5,092 62.10

24 4 68 7,426 109.20

30 4 54 11,518 213.30

30% B 6 3/4 66 99 1.50

9 1 1/2 62 347 5.60

12 2 58 771 13.30

14 2 1/2 56 1,182 21.10

16 3 53 1,664 31.40

18 3 1/4 50 2,270 45.40

20 3 1/2 47 2,919 62.10

24 4 42 4,586 109.20

30 4 35 7,466 213.30

45% 6 3/4 182 413 2.27

9 1 1/2 170 1,360 8.00

12 2 157 3,030 19.30

14 2 1/2 148 4,558 30.80

16 3 140 6,524 46.60

18 3 1/4 131 8,659 66.10

20 3 1/2 122 11,590 95.00

24 4 105 17,535 167.00






5.3.4.2 CÁLCULOS DE DISEÑOLa potencia requerida para un transportador helicoidal está dada por la

potencia consumida por fricción y por la requerida para el manejo del material.En el cálculo de la potencia consumida por fricción de las partes del

transportador, se considera el tipo de cojinetes que tiene y el diámetro deltransportador para respectivos factores de pérdida de potencia. Además, dependede la longitud y velocidad de giro del equipo:

P =L F F S

101

C D

6

El cálculo de la potencia para manejo de material se realiza como un trabajode transporte, por unidad de tiempo. Así, depende principalmente de la cantidad dematerial y distancia de transporte:

PC F

102

p

6

L U

La potencia total en la flecha es igual a la suma de las dos potencias yacalculadas. Para calcular la potencia del motor debe considerarse el tipo detransmisión, para las pérdidas mecánicas por la misma:

P = P + PT 1 2

PP

m

T

K

EJERCICIO

Se requiere transportar 70 tm/h de cemento Portland 50 pies. El cementotiene una densidad aparente de 75 lb/pie3.La capacidad de transporte de 70 tm/h equivalen, según la densidad a 2050

pie3/h. Con esta capacidad volumétrica y el grado de llenado adecuado al que debeoperar un transportador helicoidal con cemento Portland (30% B), se consulta latabla de capacidades. En este caso, el transportador adecuado se encuentra conlas siguientes características:Diámetro del transportador = 18”Paso estándar = 18” (igual que el diámetro)Máximas rpm = 50 rpmCapacidad a máximas rpm = 2270 pie3/h

Capacidad a 1 rpm = 45.4 pie3

/h

Con estos últimos datos del transportador (rpm máximas y capacidad a 1rpm), se calcula la velocidad a la que debe operar aquél para transportar la cantidaddeseada de material:

S2050

45.445.15 rpm






Se usará la velocidad máxima permisible = 50 rpm. Ahora se calcula la potencia de transporte. Primero se determina la potencia

por fricción. Para éste se considera el factor por cojinete de 4.4 y el factor por diámetro de 135:

P 50X4.4X135X501000000

1 HP1

35 .

Como segundo, se calcula la potencia por manejo de materiales. El factor delmaterial se considera de 1.4:

P2050X85X50X1.4

1000000HP

212 2 .

Así, la potencia total para el transporte es la suma de estas dos potenciascalculadas, resultando:

P 13.55 HPT

Si se considera una eficiencia de transmisión de 0.85 del motor altransportador, entonces se requeriría una capacidad en el motor de:

P13.550.85

= 15.94 HPm

Con este valor, se seleccione el motor estándar con la potencia inmediatasuperior, para cumplir con los requerimientos de transporte.

SimbologíaLa simbología empleada en las fórmulas de diseño y cálculos de los

transportadores helicoidales se presenta a continuación:C Capacidad volumétrica en pie3/h.DS Diámetro del gusano (en el álabe), en pulgadas.DP Diámetro de la flecha, en pulgadas.FC Factor por cojinete, adimensional.FD Factor por diámetro, adimensional.FP Factor del material, adimensional.k Llenado de la caja del transportador, en porcentaje.L Longitud del transportador, en pies.p Paso del gusano, en pulgadas.P1 Potencia consumida por fricción, en HP.P2 Potencia requerida para el manejo del material, en HP.Pm Potencia del motor, en HP.PT Potencia total para el transporte de material, en HP.M Capacidad del transportador, en lb/h.rpm revoluciones por minuto. Se asocia a la capacidad de transporte por cada

rpm.S Velocidad del transportador, en rpm.K Eficiencia de transmisión de movimiento del acoplamiento y del reductor,

entre el transportador y el motor. Es adimensional.U Densidad aparente del material transportado, en lb/pie3.






5.3.5 ELEVADORES DE CANGILONESEl elevador de cangilones es un transportador de materiales de manera

vertical, ocupando un espacio reducido. Estos elevadores constan de una serie decangilones montados en una o varias cadenas o en una banda sinfín, en posiciónvertical; este conjunto es accionado en la parte superior a través de una poleamotriz y en la parte inferior es dirigido por otra polea. Ver figura 5.48. El elevador tiene una cubierta, normalmente de acero o concreto armado , llamado carcaza o“cuerpo del elevador”. Éste consta de una sección superior llamada “cabeza” a lacual se conecta generalmente la unidad motriz, además de ser la zona de descargadel equipo; de una sección inferior o bota la cual funge como zona de carga; delcuerpo que consta de las secciones estándares necesarias y de una sección deajuste para proporcionar la dimensión correcta.

Otros dispositivos que en ocasiones se encuentran en un elevador son:indicadores de nivel de material en el fondo, indicadores de movimiento,temperatura, etc.

Figura 5.48 Elevador de cangilones

Los elevadores pueden clasificarse en lentos o centrífugos, según su

velocidad y tipo de descarga de material. En los elevadores lentos (hasta 0.7 m/seg)los cangilones descargan su contenido por gravedad, o sea, lo vuelcan al invertir suposición después de pasar por la polea de cadena o tambor superior. Aumentandola velocidad, la fuerza centrífuga ya resulta ser significativa y, pasando de 1.5m/seg, ya determina por sí sola la trayectoria de la descarga, es decir, el material seproyecta hacia afuera de los cangilones en vez de caerse simplemente por supropio peso. Los elevadores lentos se emplean para materiales pegadizos,pastosos o frágiles.






5.3.5.1 ELEVADORES DE CANGILONES DE BANDAEn este tipo de elevadores se emplean bandas como elemento de tracción,

sirviendo para materiales menores de 60 mm. La necesidad de alcanzar elevaciones a mayor altura y de trabajar a temperaturas relativamente altas hizodesarrollar tipos de bandas incorporando como elementos de refuerzo cables deacero y poliéster. De ello ha resultado un cambio en la ingeniería de elevadores degran capacidad. Mientras que con elevadores con cadenas las alturas normales defabricación no sobrepasan los 50 o 60 m, empleando bandas reforzadas con cablesde acero es posible alcanzar hasta los 100 m de altura. El factor que limita la alturano es tanto la resistencia de la banda, sino la de los empalmes para conectar susextremos.

Es bien conocido el hecho del envejecimiento de los revestimientos de gomade las bandas, ya que bajo la acción de la temperatura y en el transcurso del tiempose vuelven quebradizas. Sin embargo, en las bandas antes empleadas se daba laparticular desventaja que las temperaturas elevadas (60-80°C) envejecían al

esqueleto con mayor rapidez que al recubrimiento. Con cable de acero la situaciónes muy diferente. En este caso, la acción de las temperaturas elevadas, si bienpuede volver quebradizo al recubrimiento de lona, difícilmente afectará a los cablesde acero. Entonces es posible estimar, por simple inspección ocular, cuándo tieneque darse de baja la banda del servicio activo. El efecto de las temperaturaselevadas es menos enérgico en las bandas con cables de acero, lo cual es muyimportante, ya que en la práctica industrial no siempre es posible mantener latemperatura dentro de ciertos límites establecidos. Además, las bandas con cablesde acero son más resistentes a la acción de cuerpos extraños. Causar daños a unsolo cable de acero no es tan crítico como el rasgado o la rotura de una banda detejido a partir de un simple agujero. En resumen, el mayor inconveniente de los

elevadores con banda es el no ser adecuados para el transporte de materialesbastante calientes, pero ofrecen importantes ventajas, entre ellas: pocos desgastes,bajo consumo de energía, elevados rendimiento mecánico y gran capacidad detransporte.

Figura 5.49 Segmentos de amarre Figura 5.50 Soportes flexibles

Se han propuesto determinados tipos de bandas para elevadores en lascuales existen unas zonas longitudinales libres de cables de refuerzo, con el fin depermitir la colocación de pernos adecuados para la fijación de los cangilones. Lafijación de los cangilones simplemente con pernos se restringe a instalacionesrelativamente pequeñas, con cangilones que no pasen de 400 mm de anchura. Paraprolongar su vida activa suele interponerse una capa de material plástico entre el






cangilón y la banda, a fin de garantizar una zona permanente de contacto total. Parael transporte de materiales con partículas de hasta 30 mm han demostrado suutilidad los llamados segmentos de amarre mostrados en la figura 5.49. En la figura5.50 se muestra el tipo de sujeción del cangilón cuando se maneja material con unagranulometría de entre 30 y 60 mm; esto es, los cangilones se amarran mediantepernos a dos soportes con perfil especial de goma blanda incorporados a la banda.

Hasta potencias de 15 kW, los elevadores de cangilones con banda sonaccionados mediante grupos moto-reductores. Para potencias mayores sonfamiliares los sistemas de accionamiento a base de motores con embrague y confreno.

5.3.5.2 ELEVADORES DE CANGILONES DE CADENALos elevadores de cadena son el único tipo de elevadores de cangilones

aplicables a la elevación de materiales calientes. Además de las cadenas derodillos, las cadenas de eslabones redondos son cada vez más usadas, por la

ventaja que presentan al ser más pequeño el paso de la cadena, de donde resultaun funcionamiento menos ruidoso cuando pasan por los sprockets o ruedas decadena. Para elevadores de cadena de alta capacidad es necesario emplear cadenas de acero convenientemente tratadas térmicamente del tipo de eslabónredondo, con el fin de reducir el desgaste en los puntos de articulación a límitesrazonables. Otra ventaja de este tipo de cadena cerrada, especialmente para elmanejo de materiales secos formado por partículas angulosas, es que no seagarran por sí mismos a las superficies redondas de la articulación de loseslabones, causa principal de los desgastes más graves.

La capacidad de transporte de un elevador depende de la velocidad demarcha de la cadena y del espaciamiento entre cangilones. Los cangilones poco

espaciados reducen la acción del excavado comprendiendo un fuerte desgaste yconsumo de energía. El material debe alimentar al elevador en proporción constantey la canaleta de descarga de dicha alimentación debe ser bastante más estrechaque los cangilones, sin que la caída quede excesivamente inclinada.

5.3.5.3 CÁLCULOS DE DISEÑOLa capacidad de transporte de un elevador se calcula a partir de las

dimensiones y velocidad de los cangilones, y de la densidad del material.

Q3600 J q v

c

U

Para el cálculo de potencia requerida para el transporte vertical (en la flecha),

se identifican tres características:x La potencia consumida por el “buceo” del cangilón en el material. Esto es, por la

resistencia puesta por el material ubicado en el fondo del elevador, a ser cogidopor el cangilón (buceo) para transportarlo.

x La potencia consumida por los propios fierros del elevador. Consumo en vacío.x La potencia consumida para elevar el material a la altura deseada.






Las primeras dos se obtienen de tablas del proveedor, y están en función delas dimensiones del cangilón y de la granulometría del material. La tercera dependede la cantidad de material y la altura transportada:

P

Q g h

3600 P PT S L

A partir de la potencia en la flecha se calcula la capacidad del motor:

PP

M

T

K

EJERCICIOSe requiere transportar 250 t/h de una carga circulante de cemento Portland

(partículas menores de 5 mm) a una altura de 18 m.250

1.3192 m / h3

En la tabla 5.8 se observan, a diversas anchuras de cangilón, sus

capacidades volumétricas de transporte correspondientes y las pérdidas depotencia por “buceo” y carga en vacío, para elevadores de cadenas. En este caso,para una anchura del cangilón de 630 mm, se tienen potencias por “buceo” y por marcha en vacío de 4.2 y 4 kW, respectivamente. Así, la potencia requerida paratransporte sería de :

P250 9.81 18

36004.2 4 = 20.46 kWT

Tabla 5.8 Capacidades de un elevador de cangilones y pérdidas de potencia Anchura cangilón (mm) 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600Capacidad a 100% (m3/h) 17 28 39 64 113 161 261 365 520 819 1125

Capacidad a 75% (m3/h) 13 21 29 48 85 121 196 274 390 614 844P

L(kW) 2 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6

PS 0-1 mm (kW) 0.2 0.2 0.3 0.5 0.8 1.2 2.2 3.4 6 8.4 11

PS 0-5 mm (kW) 0.4 0.4 0.7 1.2 1.8 2.7 4.2 6.9 11.3 15.8 21

PS 0-40 mm (kW) 0.4 0.4 0.9 1.6 2.2 3.6 5 8.4 14.4 20.5 26

SimbologíaLa simbología empleada en las fórmulas de diseño y cálculos de los

transportadores de cangilones, por banda o cadena, se presenta a continuación:c Espaciamiento entre cangilones, mm.g Aceleración de la gravedad, 9.81 m/seg2.h Altura de transporte, m.

J Capacidad del cangilón, lt.P Consumo de potencia, en kW. Los subíndices indican: L, el consumo depotencia en vacío; S, el consumo por “buceo” del cangilón en el material en elfondo del elevador; T, el consumo de potencia en la flecha; M, el consumo depotencia en el motor.

q Grado de llenado del cangilón.v Velocidad del cangilón, m/seg.K Eficiencia






U Densidad aparente del material, t/m3.

5.3.6 TRANSPORTADORES ARTICULADOS DE BANDEJASLos transportadores articulados de bandejas se usan para manejar

materiales calientes y abrasivos. Sus principales ventajas consisten en una largavida de servicio activo y modestos cuidados de mantenimiento. Consisten en unaserie de placas metálicas (bandejas o cajas) articuladas unas con otras, formandouna correa sinfín, que transportan el material de manera similar a una bandaordinaria. Las cajas articuladas están sujetas a un sistema de cadenas y puedentransportar en dirección horizontal o inclinada que no llegue a 18°. Parainclinaciones mayores contarían con placas de respaldo entre caja y caja para elmaterial, hasta 60°. Sin embargo, con estos ángulos de inclinación, el grado dellenado de los cangilones se reduce en gran medida, de modo que, por razones deeconomía, es generalmente preferible no exceder una pendiente de 45°.

Normalmente, los transportadores articulados descargan el material

únicamente al final de su trayectoria, pero existe un sistema especial (el llamadotransportador articulado con arrastre de bandejas) que se presta a la descarga delmaterial en cualquier punto intermedio de su trayecto.

Estos transportadores son de baja velocidad; se recomiendan velocidades deentre 0.1 y 0.3 m/seg.

5.3.7 TRANSPORTADORES DE BANDA CERRADAEl transporte por banda cerrada o “entubada” consiste en una banda flexible

que envuelve al material durante el trayecto. En el punto de carga, la banda seencuentra abierta como una banda convencional; luego se cierra envolviendo almaterial, formando a una sección circular (figura 5.51); y al llegar al final del trayecto

se vuelve a abrir para la descarga.Presentan las ventajas de evitar tiraderos de material y empolvamiento en el

trayecto, puede tener trayectorias rectas o curvas laterales y/o verticales, el lado deretorno también puede usarse como medio de retorno. Por ello se recomiendanpara transportar materiales muy finos y secos. Por otro lado, tienen la desventaja detener más partes en sus estructura.

Figura 5.51 Sección transversal de una banda cerrada con carga






5.4 OTROS EQUIPOS UTILIZADOS

5.4.1 DETECTORES DE METALES

Se usan para revelar la presencia de metales no magnéticos. Consisten, engeneral, en una o dos bobinas detectoras sobre y/o debajo del transportador decinta o englobadas por dicho transportador. Por otra parte , la presencia de unapieza metálica en el campo magnético de una bobina da lugar a un impulso eléctricoque puede servir para desconectar el transportador, o cambiar el flujo fuera deltransportador principal. No deben existir elementos metálicos móviles en lasproximidades de la bobina detectora. Partes metálicas si pueden estar cerca de labobina, pero aunque no impidan la detección, son propensas a una disminución dela sensibilidad.

Los materiales higroscópicos, cuando húmedos, adquieren conductividadeléctrica, lo que puede causar falsas alarmas, debido a las variaciones de su

contenido de humedad a su paso por el detector de metales.5.4.2 SEPARADORES ELECTROMAGNÉTICOS TIPO TAMBORComprende un grupo de electroimanes rodeado por un tambor rotativo

montado horizontalmente o por un cilindro construido con materiales no magnéticos.El material triturado pasa por encima del tambor, al cual se adhiere cualquier

trozo de hierro que se traslade, rodando a la parte de abajo, donde ya no existecampo magnético, lo que provoca la caída de los fragmentos de hierro, como lomuestra la figura 5.52.

Un sistema de potentes electroimanes es necesario para el tratamiento de unflujo de cierta profundidad. Para retirar el hierro de un material de granulometría fina

y de limitado espesor sobre el transportador puede emplearse separadores detambor provistos de imanes permanentes.

Figura 5.52 Sistema de protección contra metales magnéticos y no magnéticos.

5.4.3 POLEAS MAGNÉTICAS






Se instalan junto al extremo de descarga de las cintas transportadoras. Estánprovistas de un conjunto de imanes rotativos que actúan a lo largo de todo elperímetro de la polea. Las piezas de hierro son retiradas y transportadas a la parteinferior de la cinta cayendo cuando ésta, en su movimiento, los traslada fuera de laacción del campo magnético. Las poleas magnéticas son apropiadas para todos lostransportadores de cinta.

5.4.4 IMANES SUSPENDIDOSSe sitúan sobre los transportadores de cinta, descargas o canaletas y

levantan los hierros del flujo de material. De vez en cuando el imán se vuelve a unlado, desconectando la corriente exitatriz, para permitir su limpieza. Cuando se tratacon materiales que contienen una cantidad notable de trozos de hierro es mejor elempleo de imanes suspendidos del tipo cinta transportadora.

5.4.4.1 IMANES SUSPENDIDOS DE TIPO CINTA TRANSPORTADORA

Está constituido por una cinta continua, de goma, que transporta los trozosde hierro fuera del campo magnético, quedando entonces limpia la parte que dabade frente al polo magnético. Por razones de espacio, dichos separadores se montantransversalmente con respecto a la dirección del flujo de material en eltransportador. Los puntos favorables para su colocación son los de alimentación ydescarga, porque en ellos el material queda más suelto, lo cual facilita la extracciónde los trozos de hierro, ver figura 5.53.

Figura 5.53 Separadores magnéticos suspendidos sobre bandas transportadoras.

5.4.5 TRANSPORTADORES VIBRATORIOSEl término “transportadores vibratorios” comprende todos los aparatos para

transporte de materiales basándose en la acción oscilante, la cual imparte unacierta aceleración al material impulsándola hacia delante, continuando en estesentido por las fuerzas de inercia, sin que se produzca un retroceso del material enel movimiento de retorno.

Debe establecerse una clara distinción entre los resbaladores por sacudidasy las canaletas vibratorias. Ambos sistemas tienen en común el movimiento devaivén en la dirección del movimiento de traslación. La diferencia estriba en que los






resbaladores por sacudidas funcionan con una frecuencia relativamente baja y congran amplitud, al contrario de lo que sucede en las canaletas vibratorias. Sinembargo, una distinción más relevante se refiere al hecho de que , en el caso de lacanaleta vibratoria, además del movimiento en sentido horizontal, hay unacomponente de movimiento vertical hacia arriba, con una aceleración que excede ala debida a la gravedad; en cambio, en los resbaladores de sacudidas, lacomponente vertical, que igualmente se da, es siempre más pequeña que laaceleración de la gravedad.

Los transportadores de canaleta vibratoria se usan para conducir materialesgranulados o aterronados en un plano horizontal o levemente inclinado(ascendenteo descendente). Puede alimentarse en cualquier sitio de su recorrido, y la descargapuede ser al final como en cualquier punto intermedio donde exista una abertura.Las temperaturas del material manejado puede llegar hasta los 700 °C y el tamañode las partículas puede alcanzar hasta los 600 mm sin que por ello se creenproblemas, siendo las únicas limitaciones el excesivo grado de humedad o la finura

del material.Los transportadores de canaleta vibratoria abierta se usan para todo tipo de

materiales que deban extraerse de un silo o tolva con tal de que no sean de gradoexcesivamente fino o propenso a molestias por emisión de polvo. La capacidadvolumétrica de descarga de una tolva se calcula por la abertura de salida de la tolvay puede llegar a los 600 mm . Para los materiales propensos a la emisión de polvo,la canaleta se cubre con una tapa que participa del movimiento vibratorio, o,alternativamente, la canaleta se puede encerrarse dentro de una caja exterior novibratoria. Con estas disposiciones puede virtualmente utilizarse toda la seccióntransversal de la canaleta para el transporte. Si se trata de un tubo cerrado (hasta500 mm de diámetro), que se use en vez de una canaleta abierta o cerrada el grado

de llenado debe reducirse al 50 % para evitar atascamientos.Los transportadores de sacudidas se accionan generalmente por algún tipo

de mecanismo de manivela. Para las canaletas vibratorias se usan accionamientoscon un peso excéntrico o vibradores electromagnéticos. La desventaja delmecanismo manivela, como también el de peso excéntrico o desequilibrado, es lade continuar funcionando por largo tiempo después de haber sido desconectado. Sise necesita un corte rápido del flujo de material, será necesario aplicar un freno decontramarcha. El vibrador electromagnético, en cambio, está libre de esteinconveniente: para instantáneamente cuando se corta la corriente.

Con los mecanismos de manivela, la velocidad de transporte puede variar por medio de reductores de engranes, motores de velocidad variable o de

inducción. Con accionamiento poco excéntrico o desequilibrado es realmenteposible el control de la velocidad en grandes saltos usando motores de polosconvinantes o aplicando un control de conversión de frecuencia, lo cual es muycaro. El más simple de los sistemas para vibradores electromagnético es el tiristor con control de ángulo de fase, siendo este sistema de accionamiento el másapropiado para la extracción de materiales de tolvas, en circunstancias que exijancambios en la cedencia de la extracción de material con el transportador en marcha.






Cuando el transporte se efectúa en plano inclinado descendente, lacapacidad de la canaleta vibratoria puede aumentar, de un 3 a 6 % por cada gradode inclinación en canaletas, y de 2 a 3 % por grado en transportadores de mayor longitud. Hay que señalar, sin embargo, que también aumenta mucho el desgaste,por lo que se recomienda no pasar de un ángulo de 10 a 15 grados.

Recíprocamente, en un plano inclinado ascendente la capacidad deltransportador vibratorio disminuye del 2 al 3 % por cada grado de inclinación.

En general, la forma más simple de transportador vibratorio lo representa elaccionamiento de peso desequilibrado. Cualquier cambio subsiguiente en la masaoscilante, debido al desgaste o pegaduras de material o, tal vez, debido a laincorporación de placas de desgaste en la canaleta de transporte, no ejerce efectosobre el funcionamiento del aparato.

El transportador vibratorio accionado electromagnéticamente esconsiderablemente más sensible a los cambios de la masa oscilante, pero no por ello es el menos preferido en los casos que requieren un control de la tasa de

material transportado durante la marcha.Debido a su velocidad de transporte relativamente baja, este tipo de

transportador es ancho y pesado. Sin embargo, pequeños transportadoreselectromagnéticos de canaleta vibratoria (con capacidad de hasta 60 m3 /hora) songeneralmente más baratos comparados con los transportadores de pesodesequilibrados. Para capacidades mayores o construcción más robusta se inviertela posición de los costos. Los transportadores de sacudidas accionadas por manivela pueden, en cuanto a su costo, competir con los demás tipos detransportador vibratorio sólo en los casos donde se exigen grandes capacidades detransporte.

5.4.6 ESCLUSA POR REBOSAMIENTOLa esclusa con rebosadero tiene como objetivo evitar el pasaje de aire

durante el transporte de material polvoso de un recinto a otro, ver la figura 5.54.La esclusa se compone de una envoltura (07) por el que el material es

conducido mediante dos tabiques (05) y (09), de manera tal que el flujo principalsiga el sentido de la flecha (10), mientras que una parte menor, que contiene lostrozos más pesados, por ejemplo bola chica, siga el trayecto de la flecha (11).

Los dos tabiques llevan en su parte inferior, ( y en todo el ancho de laesclusa ), una placa ajustable (15) y (12) respectivamente, que puede desplazarsehacia arriba o hacia abajo, permitiendo así una regulación del material que pasa por la esclusa.

La placa ajustable (12) está ejecutada de tal manera que la bola chica puedapasar la ranura en (11) aún cuando (12) esté asta el fondo.

Las partes (04) y (06) son aberturas de inspección cubiertas con vidrio.El tubo (14) está previsto para añadir aire comprimido para una aireación del

material que ha de pasar por la esclusa.Durante la marcha normal y suponiendo, que exista la misma presión en los

recintos antes y después de la esclusa con rebosadero, el nivel del material aireadose hallará aproximadamente en la línea (02) del croquis.






Si se presenta una diferencia de presión entre los recintos citados, lasuperficie del material no estará en el mismo nivel en ambos lados de la placa (05).

Si la presión es más alta antes de la esclusa, el nivel del material será másbajo en la entrada, hallándose por ejemplo hasta la raya (01). Si la presión es másalta después de la esclusa, el nivel del material será más alto en la entrada, siendopor ejemplo el de la raya (03). La diferencia de nivel es una expresión de la presióndiferencial.

Figura 5.54 Esclusa por rebosamiento.

FUNCIONAMIENTOVale, como regla general, que la corriente de material cerca de la flecha (11)

ha de ser la menor posible para asegurar un derrame abundante en (8). Esto selogra colocando la placa (12) en su posición inferior.

El ajuste correcto de la placa (15) depende de las condiciones. Como reglageneral debe hallarse aproximadamente en medio de la zona de ajuste. Esimportante que no se suba demasiado esta placa, ya que si cierta parte de ésta noestá sumergida en el material, puede dejar paso al aire.

La cantidad de aire comprimido que se admite por el tubo (14) no debe ser excesiva. La aireación sólo debe ser tan fuerte que el material justamente adquieraun estado licuoso.

5.4.7 VÁLVULA ROTATORIA






La válvula rotatoria, se utiliza donde materiales polvosos y en trozos han deser introducidos en, o extraídos de, máquinas y recipientes cuando este procesodebe realizarse, en lo posible, sin admisión de aire, ver figura 5.55.

Son diseñadas para optimizar el flujo de material en cualquier aplicacióndonde existen partículas de material libre de humedad. Estas válvulas soncomúnmente usadas en sistemas de transporte neumático, equipo de control depolvos y como alimentador volumétrico para mantener un flujo constante de materialen el proceso del sistema, proporcionando un sello total, y previniendo lasfiltraciones de aire ambiental que pueden resultar en arqueo de material ycondensación. Además la válvula rotatoria permite un flujo constante saliendo de latolva, evitando acumulación de material y permitiendo la alimentación volumétricapara medir cantidades de material de ser necesario.

Figura 5.55 Válvula rotatoria .

CONSTRUCCIÓN Y FUNCIONAMIENTO.La válvula de aire se compone de una caja (01) de fundición, con bridas para

el montaje en tubería.Una rueda de aletas (02) rotatoria, soldada, con un eje, reposa en 2

rodamientos de bolas (04), lubricados por grasa, en las cajas de rodamientos (05),que están montadas en las cubiertas extremas (03).

El cordón de empaquetadura es sujetado en su lugar por el prensaestopas .La esclusa de aire se acopla directamente a un motorreductor.

No es recomendable para materiales húmedos. Es utilizado como dosificador volumétrico, para hacer sello y trabaja con una velocidad lenta para tener siempreuna cama de material sobre la válvula rotatoria y se necesita de un buenmantenimiento.






5.4.8 VÁLVULA DE CONTRAPESOProporcionan un buen sello y control de proceso para colectores,

precipitadores, así como manejo de materiales.Estas válvulas de chapaleta proporcionan soluciones de manejo de material

como severa abrasión, alta temperatura y alta presión diferencial.Son utilizados para cuando es importante mantener un sello a presión.

Controlan el transporte de material seco de sistema a sistema.Un diseño de acero vaciado y maquinado proporciona un sello superior y alta

duración, ver figura 5.56. Son usadas en aplicaciones severas como el transporteneumático , manejo de cenizas, cemento y otros procesos comunes :x Aplicación de alimentación gravimétrica, filtros de sistemas neumáticos,

transportadores sin - fin y de cadena.x Aplicaciones de procesos incluyendo la inyección de cenizas, enfriadores de

clinker, hornos y ciclones.

x Aplicación de descarga incluyendo manejo de cenizas, colectores, precipitadores,secadores, etc.

Figura 5.56 Válvulas de contrapeso sencilla y doble .

Las más simples que se usan en caída y son usadas después de unseparador, en la descarga del molino, en el mercado existen tanto sencillos comodobles.Tenemos esclusas accionadas con motor eléctrico, neumático ó hidráulica. Se usantambién en la alimentación del molino.






5.4.9 COMPUERTA DE GUILLOTINAReducen o detienen el flujo de sólidos en aplicaciones donde no se desea

una descarga continua de material, ver figura 5.57. Compuertas de guillotina sonusadas para aislar ductos o reducir el flujo de gas o de material. El operador deplanta puede requerir un control de flujo manual antes de la válvula rotatoria otransportador sin - fin para su reparación o para remover el material del tanque dedescarga. Para poder asegurar un sello positivo, la guillotina tiene un sello dobleque previene la acumulación de material en la guía. Las compuertas de guillotinason disponibles con actuadores neumáticos. eléctricos o manuales.

Figura 5.57 Válvula de guillotina para materiales finos y granulados .

Existen en el mercado compuertas tipo guillotina pero con agujas para

retener materiales granulados como clinker, caliza, puzolána, etc.

5.4.10 VÁLVULA DOSIFICADORALas válvulas dosificadoras sirven para cerrar las salidas de los silos y para la

dosificación de material (como, por ejemplo, cemento, cal, harina cruda de silos,etc.).






En principio, la válvula dosificadora es un elemento regulador del sistema detransporte. Consta de una caja superior, la cámara de paso del material así comouna caja inferior, a la que se introduce aire comprimido. Un tejido que deja traspasar el aire separa la caja superior de la inferior .En la caja superior, y dentro de lacámara de paso de material se ha colocado una válvula en forma de rodillo.

La válvula queda cerrada contra la presión de silo mediante una juntarecambiable. La válvula es de tal forma que puede dejar libre un sector ajustablepara el paso de material, las diferentes secciones de paso de material se puedenobservar en la figura 5.58, al mismo tiempo se muestra la relación del flujo dematerial con el % de abertura de la válvula.La función de la válvula dosificadora es la siguiente :1. Se trata del cierre hermético contra el polvo de una salida del silo.2. Regula, sin escalones, el paso de material de un silo a otro elemento de

transporte colocado detrás (como, por ejemplo, conducto de transporte de aire).Esto se realiza de forma muy sencilla. Girando la válvula de rodillo alrededor

de su propio eje, esto se puede realizar mediante los siguientes puntos:1. Cerrar la salida del silo.2. Dejar libre un sector transversal de abertura, de forma que el material

transportado hecho fluido mediante el aire comprimido pueda salir del silo por elsector de la válvula que ha quedado abierto.

Girando la válvula se podrá ir modificando el tamaño del sector transversal de paso;de esta forma, manteniendo una presión anterior constante en el silo, podrá salir más o menos material del silo, según la posición de la válvula. Para poder cumplir con las distintas exigencias de trabajo, los cortes transversales de paso de laválvula son de formas diferentes. Como ya habíamos indicado anteriormente, todoslos sectores transversales de paso pueden ser ajustados, girando la válvula de

rodillo.

Secciones transversales de abertura :

1. Sección de paso de caudal triangular :La forma de la sección triangular cumple prácticamente con todos los tipos

de condiciones de trabajos y muestra una exactitud de dosificación suficiente parael materiales finos.

2. Sección de paso de trapecio con chaveta de dosificación fina.Esta forma de sección se utiliza a menudo para el trabajo de “ carga suelta “.

La sección de trapecio es una sección triangular ampliada con un rendimiento depaso de caudal comparativamente alto. en el momento de “ cargar el resto “ sepuede reducir drásticamente la cantidad de caudal, mediante un ajuste de laválvula, efectuándose una dosificación fina a través de la “ punta de dosificación “de la sección de trapecio. El caudal de la dosificación fina podrá además ser regulado en un ángulo de giro de la válvula de aprox 15 °.

3. Sección de regulación lineal.






Esta forma de sección se utiliza para la carga de básculas de cinta dedosificación o instrumentos de medición de caudal. La forma de la sección para elpaso del material muestra, en relación al ángulo de giro de la válvula uncaracterística lineal, referente a la sección de abertura.

Figura 5.58 Secciones transversales de abertura.

5.4.11 COMPUERTA DE CELOSÍAEs una válvula o compuerta, normalmente motorizada, se emplea en

conductos de gases de humo en conjunto con instalaciones de hornos y moliendade harina cruda. En la figura 5.59 se observa que esta compuesta por un marco deregistro cuadrado (01) donde van colocadas un número de laminas (02), más una

estación motriz que, vía un sistema de barras, puede poner las láminas en cualquier posición deseada entre el registro completamente abierto o completamente cerrado,el registro está además provisto de un potenciómetro.

Los ejes de las láminas reposan en soportes que están ejecutados comocajas de prensaestopas con una empaquetadura de amianto grafitado y unprensaestopas. Las cajas de prensaestopas están empotradas al marco del registrocon cuatro pernos, dos de los cuales son extralargos y se utilizan para el reaprietedel prensaestopas. Los dos pernos largos se extienden adicionalmente a través de






un anillo de retención en el lado de tracción. El anillo de retención, junto con el cuboen el brazo, tienen como finalidad el de fijar la lámina en relación al marco y alsistema de barras, de modo que la dilatación térmica axial sólo pueda tener lugar por el soporte en el lado opuesto al lado de tracción. Los ejes de las láminas estánprovistos de un brazo, en el lado de tracción, que está fijado al eje mediante unavarilla de tensión. En el cubo del brazo va soldada una flecha que indica la posiciónde la lámina.

El registro de la celosía es accionado por un motorreductor cuyos dos ejes desalida, a través de los acoplamientos, están conectados a los reductores devástagos (09). El motorreductor y el reductor de vástago están colocados sobre unaconsola común que está empotrada en la parte inferior del marco del registro. Losreductores de vástago funcionan paralelamente por un yugo (10) que estáconectado al sistema de barras de las láminas. El registro puede regularsemanualmente mediante el volante que se coloca en el extremo del eje libre en unode los reductores de vástagos. En el extremo de eje utilizado va montado un

interruptor de seguridad que bloquea el motorreductor cuando el volante se colocaen el extremo del eje. Cuando el volante no se emplea, debe colocarse debajo de laconsola.

Figura 5.59 Compuerta de celosía o persianas .

El sistema de barras transmite el movimiento de los reductores de vástagos alas láminas. El movimiento es transmitido a través de los dos tubos de conexión(07), de los brazos (04) y de las dos barras de conexión (03) a las cuales estánconectados los brazos de láminas. Cada segunda lámina está acoplada a una delas barras y cada segunda a la otra. Cuando los reductores de vástagos se muevendesde la posición inferior a la superior, las láminas giran 90°, es decir de registrocerrado a abierto. Todas las articulaciones de conexión en el sistema de barras






están provistas de manguitos de bronce grafitado autolubricantes. El sistema debarras y la estación motriz están protegidos contra irradiación de calor por unapantalla, empotrada al marco del registro.

El potenciómetro está conectado a uno de los ejes de láminas con unacoplamiento y emplazado sobre una consola que está empotrada al marco delregistro. El potenciómetro tiene dos funciones, actúa como indicador de posición delregistro con teleindicación en el cuadro de control y como seguridad para los dosreductores de vástagos. En el potenciómetro se encuentran dos interruptores definal de carrera para aseguramiento de los reductores de vástago que solo permitenque las láminas se muevan dentro de un ángulo determinado de 90°, es decir, deregistro abierto a cerrado y a la inversa. Al alcanzar la posición extrema losinterruptores de final de carrera son activados y se interrumpe la corriente almotorreductor.

Los registros de celosía de 3000 x 3000 mm. y los de tamaño aun mayor,están construidos de manera un tanto diferente que los registros de menor tamaño.

Las láminas, debido a su longitud, están sustentadas en el medio por una fuertellanta que está empotrada al marco del registro y provista de manguitos de soportepara los ejes de láminas. En consideración al montaje de las láminas, una de lasmitades de la hoja de lámina está empotrada y fijada al eje con varillas de tensión,mientras que la otra mitad está soldada.

RECOMENDACIONES DURANTE EL MONTAJEx El registro de celosía debe montarse entre dos bridas en el conducto de gases.x El registro siempre debe colocarse con el eje en posición horizontal.x Asegurar que el yugo (10) y la consola estén paralelos, es decir, que los dos

reductores de vástagos estén atornillados hasta el mismo punto. En casocontrario, deberá desarmarse la estación motriz y ajustarse los reductores devástagos.

x Asegurar que el interruptor de final de carrera en el potenciómetro pare el motor cuando el registro llegue a las dos posiciones de extremo abierto/cerrado. Encaso de ajuste eventual éste se efectúa en el potenciómetro.

x Asegurar que el interruptor de seguridad corte el circuito al motorreductor cuandoel volante es colocado en el extremo de eje libre del reductor de vástago.

5.4.12 VÁLVULA DE MARIPOSALas válvulas de mariposa más simples se utilizan para un control grueso de

flujo de aire, por ejemplo, para controlar el flujo de gases en ductos para evitar lasobrepresión en sistemas de transporte, ver figura 5.60. Para el control de flujo demateriales, transportados vía neumática, también se utilizan válvulas de mariposaque pueden ser accionadas por un motorreductor, pistón neumático o en formamanual, la operación de estas válvulas deberá efectuarse cuando no exista flujo de






material porque se corre el riesgo de atascar la tubería con el material y/o el mismomaterial no deja sellar los asientos de las válvulas.

Existen en el mercado válvulas de mariposa accionadas mediante unservomotor para el control de flujo de gases, por ejemplo, si el objetivo es el demantener una temperatura constante en el ducto antes de un filtro de mangas, por regulación automática de la adición de aire frío a través de una entrada de airefresco, la válvula va a posicionarse para admitir mayor o menor cantidad de aire fríoal subir o bajar la temperatura del gas, el impulso primario para mover la válvulavendrá de un sensor de temperatura.

Figura 5.60 Válvula de mariposa con accionamiento manual .

5.4.13 ESCLUSAS DE PÉNDULO DOBLEEsclusas de péndulo doble controladas mecánicamente son grupos de

introducción y distribución de material, con la tarea adicional de disminuir la cantidad

de aire penetrado indebidamente en procesos cerrados. El principal campo deaplicación es el pasar por la esclusa material en pedazos, de grano fino y contendencia a quedarse pegado, el diagrama se muestra en la figura 5.61.

La altura de la presión diferencial por encima o por debajo de las esclusas eslimitada por la fuerza de los resortes de obturación, es decir, que en caso deexceder una cierta sobrepresión por encima, o bien una presión negativa por debajode la esclusa, las válvulas pendulares son abiertas o levantadas. En situaciones de






funcionamiento semejantes, la presión diferencial no deberá exceder los siguientesvalores:

Bajo una presión mayor a los 1000 mm.C.A. por debajo de la esclusa, y bajouna presión mayor de 180 mm.C.A. por encima de la esclusa.

La esclusa de péndulo doble no debe ser empleada ni como órgano de salidade la tolva ni como instalación de dosificación. El máximo tamaño tolerable de lostrozos no deberá ser excedido.

Figura 5.61 Esclusa de doble péndulo.

FUNCIONAMIENTODos pares de válvulas sobrepuestas son abiertos por turno mediante un

motor reductor accionado por leva. El cierre de las válvulas es causado por unresorte de tracción. El par superior de válvulas abre y cierra. Ambos pares deválvulas permanecen cerrados durante corto tiempo. El par inferior de válvulas abrey cierra. Por motivo de la abertura forzada de las válvulas pendulares hay que tener en cuenta, que éstas podrán pendulear libremente, por lo que es aconsejable evitar tanto la acumulación de material pegado detrás de las válvulas, como el sobrellenar el espacio entre los pares de válvulas superior e inferior.

5.4.14 CAÑONES DE AIRELos cañones de aire son muy usados para aumentar la capacidad de tolvas y

sistemas de almacenamiento, otro uso que es muy común es utilizarlos paramantener constante la fluidez de material, por ejemplo, entre una tolva y undosificador se instalan cañones de aire activados por un sensor de falla de material,el cañón se dispara manteniendo la dosificación de material, ver figura 5.62.

En almacenes de materiales húmedos o pegajosos es muy común instalar dos o mas cañones disparándose en forma secuencial, la eficacia del buenfuncionamiento depende grandemente de la presión de aire comprimido que seutilice, el fabricante normalmente recomienda: Entre 6 y 7 Kg/cm2. y utilizar el aire






comprimido libre de humedad, en caso contrario, será necesario purgar frecuentemente cada uno de los cañones para eliminarles el agua condensada quepuede dañar los elementos internos del mecanismo de desalojo rápido del aire.

Figura 5.62 Localización de cañones de aire

5.4.15 TRAMPAS DE GRANZAEl propósito de una trampa colocada junto a un aerodeslizador es el de

atrapar la granza que se desliza junto con el material.La granza se precipita en la trampa mientras que el material sigue su camino

sobre el aerodeslizador debido ha que la trampa esta provista de una inyección deaire.

El aire inyectado debe tener un flujo volumétrico y una presión tales quelogren vencer la fuerza ejercida por el material polvoso, ver la figura 5.63.

Un problema que se presenta con mucha frecuencia es que la esclusa se

atora con granza, para lo cual recomendamos evitar el acumulamiento con purgasmás continuas las cuales podrían ser en automático mediante un timer.






Figura 5.63 Trampa para granza en aerodeslizador.

Las partes de que consta una trampa de granza son:a) Tolva.b) Tuberías de inyección de aire.c) Lona de poliester y una malla para criba. (La lona y la malla delimitan la cámara

de aire de la propia tolva donde se aloja el material).d) Válvula ( Para lograr una limpieza de la trampa ).

Cap 5 Manejo de Materiales

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