facultad nacional de ingenieria carrera de...

Maquinaria y Equipos en Ingeniería Química

María Elena Tovar Moya

___________

9

Tema II

MAQUINARIA DE ELEVACION Y TRANSPORTE DE MATERIALES

SOLIDOS

OBJETIVO GENERAL

UNIDADES DE COMPETENCIA DE APRENDISAJE

CONTENIDO TEMATICO

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

1. Aparatos y maquinarias de elevación y transporte, M. ALEXANDROV

2. Transporte de productos pulverulentos por sistemas mecánicos, Revista “Alimentos”

Artículo Nov. 98

3. Fundamentos del transporte neumático, J. GALISTEO, Ecolaire España, S.A.

4. Cálculo básico de una instalación de transporte neumático de sólidos, A. Pérez Manso,

Artículo Revista Ing. Química No.398, Feb. 2003

5. Manual del Ing. Químico, R. PERRY C. CHILTON

6. Manual del Ing. Mecánico, MARKS

7. Maquinaria para el transporte de productos, CERRRON, GARCIA, MERINO

Proporcionar al estudiante de Ingeniería. Química criterios teóricos y prácticos

para la selección de aparatos y máquinas de elevación y transporte de materiales.

Capacidad de identificar los diferentes tipos de maquinaria de elevación y transporte de materiales.

Habilidad de utilizar manuales y gráficas especiales para hallar las especificaciones necesarias para una determinada maquinaria de

transporte

Seleccionar el tipo más adecuado para una aplicación específica.

2.1 Introducción

2.2 Clasificación y características

2.3 Transportadores con órgano de tracción

2.4 Transportadores sin órgano de tracción flexible

2.5 Parámetros previos a tener en cuenta en la selección de un sistema de transporte

2.6 Dispositivos auxiliares en los transportadores

2.7 Solución de problemas de aplicación



___________

10

2.1 INTRODUCCION

Sin aplicar el amplio complejo de aparatos y máquinas de elevación y transporte serían

inconcebibles de liquidación de los trabajos manuales de carga y descarga, la supresión

del pesado trabajo a mano, al efectuar las operaciones fundamentales y auxiliares, la

automatización y mecanización compleja de los procesos de elaboración en todos los

terrenos de la economía nacional. Las modernas líneas tecnológicas de producción en

cadena y automatizadas, el transporte interior del taller y entre los talleres, las

operaciones de carga y descarga en los almacenes y puestos de trasbordo se encuentran

orgánicamente vinculados con el empleo de los distintos tipos de aparatos y máquinas

de elevación y transporte que permitan ejecutar eficazmente la continuidad y ritmicidad

de los procesos de elaboración.

Antiguamente en las industrias donde se manipulaban productos pulverulentos o

granzas, la alimentación de maquinaria, ensacado de producto elaborado, pesado de

diferentes componentes y el transporte de producto a largas distancias, se realizaba

mediante sacos, de pequeño o gran formato, que eran manipulados de manera manual o

con la ayuda de carretilla.

Actualmente las exigencias del mercado y la competencia han hecho que ya no sea

rentable trabajar de esta manera. Cada vez más se busca optimizar procesos

productivos, automatizar la maquinaria y dejar de lado antiguos procesos industriales.

Un sistema de manipulación de materiales automatizado se debe diseñar especialmente

para cada material a manejar, y no todos los sistemas son válidos para todo tipo de

operación.

El transporte de productos en las empresas de transformación de materias primas es de

elevada importancia, especialmente en plantas que de alimentos, ya que no se trata con

objetos de metal o simplemente con material de construcción sino que se trata de

alimentos que serán ingeridos por personas además de tratarse en algunos casos de

alimentos sensibles a los impactos mecánicos, todo ello le da especial importancia al

transporte de productos alimenticios, pero eso no es todo ya que la eficiencia con que se

realiza estas operaciones será determinante en los costos de producción de la empresa y

afectara directamente en su rentabilidad e imagen de esta.

El desplazamiento de materiales se ocupa de 5 elementos: movimiento, tiempo, lugar,

cantidad y espacio. El transporte de productos consiste, en movimiento de la forma

más eficiente al tiempo más adecuado, hacia y desde el lugar correcto, en la cantidad

requerida, con la máxima economía de espacio. El desplazamiento no añade nada al



___________

11

valor del producto. Por ello es de la mayor importancia asegurar una eficiencia máxima

del transporte durante todos los siguientes movimientos de los productos:

Como materia prima desde el lugar de suministro al almacén o proceso.

Como producto en elaboración en las etapas del proceso.

Como producto acabado hacia el embalaje y envío.

2.1.1 VENTAJAS DEL DESPLAZAMIENTO DE PRODUCTOS

Mejor utilización de hombres, maquina y espacio de almacenamiento

Reducción de las pérdidas de los productos; mejor control y rotación de las reservas.

Mejores condiciones de trabajo y reducción de fatiga de los operarios todo ello

produce, a una mayor productibilidad mejor calidad del producto y reducción del

absentismo.

2.1.2 PLANTEAMIENTO DE UN SISTEMA MEJOR

A fin de diseñar un sistema de desplazamiento mejorado se necesita responder a las

siguientes preguntas:

¿Cuál es el sistema actual de transporte?

¿Cuál es el costo de transporte presente por unidad de producción?

¿Cómo se puede mejorar el sistema presente?

¿Cuánto costara el nuevo sistema?

¿Qué ahorro cabe esperar del nuevo sistema?

2.2 CLASIFICACIÓN

Los aparatos transportadores se designan para desplazar la carga en masa1. Según sea

el carácter de la carga, el flujo de carga del aparato transportador puede efectuarse en

forma de chorro continuo de materiales a granel y a trozos o en forma de porciones

aisladas de estos materiales y de cargas por unidades aisladas.

La clasificación puede darse de la siguiente forma:

1. Transportadores con órgano de tracción flexible

Transportadores de cintas o de banda

Transportadores de cadena (cangilones y rasquetas)

2. Transportadores sin órgano de tracción flexible

Transportadores de tornillo sin fin

Transportadores neumáticos

1 Conviene entender por cargas en masa las que constan de un gran número de partículas o trozos

homogéneos, así como las cargas homogéneas por unidades desplazables a gran cantidad.



___________

12

Esta clasificación es aproximada y no puede abarcar todos los tipos de aparatos. Cada

uno de estos tipos puede, a su vez, tener muchas y diversas formas constructivas de

ejecución.

2.3 PRODUCTIVIDAD

El parámetro fundamental de la máquina transportadora es su productividad. Esta puede

expresarse en forma de volumen o peso de la carga que desplaza el transportador en una

unidad de tiempo (la productividad volumétrica V en m3/h, la productividad ponderal Q

en T/h) Las productividades volumétrica y ponderal están vinculadas entre sí por la

dependencia Q= γ V, donde γ es el peso volumétrico o a granel (el peso del material en

una unidad de volumen) en T/m3. El peso a granel de la carga se determina por sus

propiedades físicas y humedad, así como por las dimensiones de las partículas. Con el

aumento de las partículas aumenta el peso a granel, ya que disminuye el volumen

relativo de los espacios de aire entre las partículas. El peso a granel de ciertas cargas

tiene los siguientes valores:

Producto Peso volumétrico

(T/m3)

producto Peso volumétrico

(T/m3) Andracita diminuta seca 0.8-0.95 Avena 0.4-0.5

Hormigón con pedriza 1.8 – 2.2 Trigo 0.7 – 0.83

Grava 1.5 – 1.9 Arena grano grueso 1.4 – 1.9

Arcilla seca trocitos 1.0 – 1.5 Mineral de hierro 2.1 – 3.5

Tierra 1.2 – 1.7 Turba seca 0.33 – 0.41

Piedra calcárea 1.6 – 2.0 Carbón de leña 0.15 – 0.22

Coque 0.4 – 0.5 Escoria 0.6 – 1-0

Fosfato 1.0 – 1.6 Cascajo 1.8 – 2.0

Al transportar el material a granel con flujo ininterrumpido, la productividad del

transportador se determina de acuerdo con las fórmulas:

Donde: S, área de la sección del flujo del material (m2)

v, velocidad de desplazamiento del material (m/s)

La sección del material dispuesto a granel libremente en un plano inmóvil depende de

las propiedades de este material y se determina por el ángulo de la pendiente natural α

formado por el plano de esta pendiente y por el plano horizontal. La magnitud α

depende de las fuerzas de adherencia entre las distintas partículas del material y de las

fuerzas de rozamiento que surgen en el desplazamiento relativo de las partículas del

material y de las fuerzas rozamiento que surgen en el desplazamiento relativo de las

V = 3600 S v (m3/h) (2.1)

Q = 3600 S v γ (T/h) (2.2)



___________

13

partículas. Según sea el estado (por ejemplo, de la humedad) un mismo material puede

tener distinto ángulo α. Si el plano en el que se encuentra el material, se mueve

experimentando sacudidas, el material se esparce algo y el ángulo de la pendiente

natural de los materiales a granel en estado de reposo y de movimiento se inserta en la

tabla 1. Aproximadamente puede considerarse que φ=0.35

Tabla 1 Ángulos de la pendiente natural y coeficientes de rozamiento de algunos

materiales

En reposo

α

En movimiento

φ

En reposo En movimiento

Antracita

Grava

Aracilla

Tierra

Coque

Trigo

Arena

Mineral de hierro

Turba fresada

Carbón lignitoso

Escoria

cascajo

45

45

50

45

50

35

45

50

45

50

50

45

27

30

40

30

35

25

30

30

40

35

35

35

0,84

1,0

0,75

1,0

1,0

0,58

0,8

1,2

0,75

1,0

1,2

0,63

0,29

0,58

--

0,58

0,57

0,36

0,5

0,58

0,6

0,58

0,7

--

Tabla 2 Velocidades recomendables para transportar distintas cargas

Característica de la carga

Velocidad en m/s para la anchura de la cinta en mm 400 500 y 600 800 y 1000 1200 y 1600

No abrasiva y poco abrasiva, (carbón en

bruto, sal, arena, turba, etc.)

1,0- 1,6 1,2-2,0 1,6-3,0 2-4

Abrasiva de trozos diminutos y

medianos (grava, cascajo, escoria, etc.)

1,0-1,2 1,0-1,6 1,6-2,0 2-3

Abrasiva de trozos gruesos (roca, mena,

piedra, etc.)

- 1,0-1,6 1,0-1,6 1,6-2,0

Frágil (coque, carbón de leña, etc.) 1,0-1,2 1,0-1,6 1,2-1,6 1,6-2,0

Harinosa, polvorienta (harina, cemento,

etc.)

- 0,8-1,25 0,8-1,25 -

Cereales (centeno, trigo, etc.) 1,5-2,0 2-3 2-4 -

Al transportar las cargas por unidades con peso G (kgf) cada una, así como las cargas a

granel con paso t (fig. 1), la carga lineal media en la correa será:

(2.3)

Entonces la productividad ponderal es

Material Angulo de la pendiente

natural en grados

Coeficiente de rozamiento

sobre acero

q = G/t (Kgf/m)



___________

14

(2.4)

Y la carga lineal debida al peso de la carga es:

mKgv

Qq f /

6,3

(2.5)

La velocidad de la correa del transportador para desplazar materiales a granel se fija según

sean sus propiedades. Para los materiales polvorientos esta velocidad se limita por el inicio

de desprenderse por soplado el material de correa o cinta y para los materiales pesados de

trazos gruesos, por la posibilidad de deteriorar la cinta debido a los golpes del material

contra la cinta al recorrer éste sobre los rodillos y tambores. Además, la velocidad de la

transportación depende de la anchura de la cinta, aumentando con un incremento, ya que en

las cintas más anchas el material se dispone más uniformemente y la propia cinta se centra

mejor en los apoyos de rodillos.

Las velocidades recomendables de movimiento de la cinta del transportador para distintas

cargas se insertan en la tabla 2. Al transportar las cargas por unidades, la velocidad de la

cinta se designa según sea el carácter y el ritmo del proceso tecnológico, así como el

procedimiento de la carga y descarga del transportador.

2.4 TRANSPORTADORES CON ORGANO DE TRACCION FLEXIBLE

2.4.1Transportador de cinta o de banda

Las cintas transportadoras son elementos auxiliares de las instalaciones, cuya misión es la

de recibir un producto de forma más o menos continua y regular para conducirlo a otro

punto.

Por otra parte, las cintas son elementos de una gran sencillez de funcionamiento, que una

vez instaladas en condiciones suelen dar pocos problemas mecánicos y de mantenimiento.

Son aparatos que funcionan solos, intercalados en las líneas de proceso y que no requieren

generalmente de ningún operario que manipule directamente sobre ellos de forma

continuada. Este tipo de transportadoras continuas están constituidas básicamente por una banda sinfín

flexible que se desplaza apoyada sobre unos rodillos de giro libre. El desplazamiento de la

banda se realiza por la acción de arrastre que le transmite uno de los tambores extremos,

generalmente el situado en "cabeza". Todos los componentes y accesorios del conjunto se

disponen sobre un bastidor, casi siempre metálico, que les da soporte y cohesión.

qvvt

GQ 6,3

1000

3600 (T/h)



___________

15

El transportador de cinta (fig. 164) consta del órgano de tracción 2 ejecutado en forma de

cinta sin fin que es a la vez el elemento portador del transportador; de la estación

accionadora que pone en movimiento el tambor impulsor 1; de la estación tensora con el

tambor tensor extremo 6 y el dispositivo tensor 7; de los rodillos de apoyo en los ramales

de trabajo 4 y libres 8 de la cinta (en muchos casos, en lugar de los rodillos de apoyo se

utiliza un revestimiento continuo de madera o metálico); del dispositivo cargador 5 y del

descargador 3; del tambor inclinador 10 y del dispositivo 11 para limpiar la cinta. Todos los

elementos del transportador van montados en el bastidor metálico 9.

- 2 Órgano de tracción, ejecutado en forma de banda sin fin que es a la vez el

elemento portador del transportador

- 1 estación accionador que pone en movimiento el tambor impulsor

- 6 estación tensora con el tambor tensor extremo

- 7 dispositivo tensor

- 4 rodillo de apoyo en los ramales de trabajo

- 8 rodillo de apoyo

- 5 dispositivo cargador

- 10 tambor

- 11 dispositivo para limpiar la cinta

- 9 bastidor metálico

- 3 descargador

Se denominan cintas fijas a aquéllas cuyo emplazamiento no puede cambiarse. Las cintas

móviles están provistas de ruedas u otros sistemas que permiten su fácil cambio de



___________

16

ubicación; generalmente se construyen con altura regulable, mediante un sistema que

permite variar la inclinación de transporte a voluntad.

Los transportadores se adaptan a una gran variedad y cantidad de materiales exigen poca

energía y sirven para transportar cuerpos sólidos a grandes distancias. La gama de

productividad es extraordinariamente amplia y alcanza a 2000 T/h y la extensión de banda

de 5 Km. e incluso 10 Km.

http://www.adoos.com.pe/pics/5961375



___________

17

El área de la sección de la carga sobre la cinta del transportador se determina por la

anchura “B”, por la forma condicionada por el tipo de los rodillos de apoyo (fig. 165) y

por el ángulo de la pendiente de la carga en la cinta movible. Con cierta hipótesis se

considera que en la cinta plana, la sección de la cara tiene la forma de un triángulo con la

base b=0.9B-0.05 (m), con el fin de aumentar la productividad del transportador, a la

misma velocidad y anchura de la cinta, los apoyos de rodillos se hacen de modo que la

cinta, bajo la acción del propio peso y del peso del material que se encuentra en ésta, tome

la forma de un canalón (fig.165 b, c, d)

En este caso, el área de la sección del material aumenta considerablemente. En todos los

casos esta área es proporcional a b2. Entonces, conforme a las ecuaciones (2.1) y (2.2) la

productividad del transportador horizontal será:

V = C(0.9B-0.05)2 v ( m3/h) (2.6)

Q = C(0.9B-0.05)2 v γ (T/h) (2.7)



___________

18

Donde C es el coeficiente numérico que depende de la forma de la sección de la cinta del

transportador Tabla 3 Coeficiente geométrico C

Cinta plana De dos rodillos De tres rodillos De cinco

rodillos Β ángulo de

inclinación de

los rodillos

-- 15 20 30 36 18

Angulo φ grados

15 20 15 20 15 20 15 20 15 20 15 20

Valor de C 240 325 450 535 470 550 550 625 585 655 600 675

Donde B>=2.7 a 3,2

Tabla 4. Ancho de banda normalizado

MATERIAL Ancho de banda normalizado (mm)

400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Clasificado, tamaño máximo

de grano (mm)

50 75 125 175 250 350 400 450 550 600

No clasificado,

tamaño máximo

de grano (mm)

100 150 200 300 400 500 600 650 700 750

Tabla 5. Coeficiente de reducción de capacidad de la banda debido a la inclinación

Inclinación

(grados)

0-2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

k 1 0.99 0.98 0.97 0.95 0.93 0.91 0.89 0.85 0.81

2.5 Transportadores de cangilones (elevadores)

Los elevadores de correa a cangilones son los equipos más comunes y económicos para el

movimiento vertical de materiales a granel. Los cangilones son los recipientes que

contienen el material, tomándolo en la parte inferior del sistema y volcándolo en la parte

superior, para este cometido deben tener una configuración adecuada. Los cangilones van

montados sobre la correa que es la que trasmite el movimiento del tambor de

accionamiento y la que debe absorber los esfuerzos provocados por esta transmisión

además del peso efectivo del material elevado y el peso propio de los cangilones. Las

correas utilizadas deben poseer una gran resistencia transversal para garantizar la sujeción

de los bulones del cangilón. Las mismas deben ser seleccionadas en función del cálculo a

realizar de acuerdo a las características de cada elevador.



___________

19

(Fig. 4.2)



___________

20

De órgano de tracción de los elevadores puede servir una cadena o una cinta

transportadora. La elección del tipo de órgano de tracción se condiciona por la

característica del elevador y de la carga. Así pues, para transportar materiales fácilmente

movedizos se emplea la cinta transportadora que admite mayores velocidades de

desplazamiento (hasta 2.5 m/s) A una gran altura de elevación y la transportación de

cargas a pedazos grandes, burdas, así como calientes, no sobrepasa a 1.25 m/s.

El desplazamiento de la carga a granel se efectúa con cangilones, estos elevadores han

encontrado mucha aplicación en los depósitos de grano y en la producción alimentaria,

materiales de construcción, minerales, etc. Dichos elevadores son de dimensiones

relativamente pequeñas en sección transversal, garantizan la entrega de la carga a gran

altura (hasta 60 m) con gran gama de productividad (desde 5 a 600m3/h)

Según sea el tipo del material a granel a transportar y su tendencia a apelmazarse se

emplean distintos tipos de cangilones.

Elevadores de descarga por gravedad

Los cangilones están instalados en forma continua, sin espaciamiento entre ellos y la

descarga se efectúa por gravedad utilizando la parte inferior del cangilón precedente como

tolva de descarga. La carga se realiza directamente desde tolva. La velocidad de la correa

es baja (entre 0,5 a 1,0 m/s). Estos elevadores se utilizan en materiales frágiles, muy

húmedos o de alta granulometría (café, arcilla, piensos).

La descarga por gravedad del tipo central (fig. 19) se realiza, en la parte interna de la

carcasa, a velocidades bajas (0,4 a 0,5 m/s). En este caso, la fijación de los cangilones se

realiza sobre cadenas y posee un sistema de volteo.

(fig. 19) Descarga y carga en elevador de cangilones



___________

21

Tabla 6. Tamaño de cangilones

Tabla 7 Determinación del paso a partir del tamaño del cangilón

Tamaño mínimo Tamaño máximo Paso

4x3 7x5 3xprofundidad

8x5 12x6 2xprofundidad

12x7 16x8 1.5xprofundidad

2.5 TRANSPORTADORES SIN ORGANO DE TRACCION FLEXIBLE

2.5.1 Dispositivo de gravedad

Son conductos inclinados abiertos, de superficie lisa, utilizados para transportar desde

niveles altos a bajos promedios de la fuerza de gravedad los factores a considerara en su

diseño de uso son:

fricción:

humedad

inclinación del canal



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22

longitud del canal

uniformidad del peso de los paquetes

posición del centro de gravedad del paquete

2.5.2 Rodillos de gravedad

Un transportador de rodillos está compuesto por rodillos de movimiento libre montados

horizontalmente en un marco de forma que se obtenga una mesa sobre los paquetes o

envases se puedan transportar, bien con inclinación (gravedad) u horizontalmente (esfuerzo

manual)

2.5.3 Transportadores accionados mecánicamente

Transportadores de rodillos

Pueden ser accionados por cintas (dos rodillos montados sobre la cinta y en fricción con

ella) o por cadenas (los rodillos tienen en sus extremos engranajes que se acoplan a cadenas

sinfín)

Transportador de tornillo sin

Se llaman transportadores de tornillo sin fin los aparatos que efectúan el desplazamiento del

material por un canalón, valiéndose de un tornillo giratorio (fig. 208). Este transportador

consta del canalón inmóvil 7, cuya parto inferior tiene la forma de un semicilindro, cerrado

por arriba con la tapa 3, del árbol impulsor 8 con las espiras sujetas a él del tornillo

transportador, de los apoyos extremos 2 y 6 y del intermedio 4, del accionamiento 1, de los

dispositivos cargador 5 y descargador 9. La descarga de este transportador horizontal puede

realizarse en cualquier punto a través de los agujeros descargadores de fondo. Las espiras

del tornillo se fabrican estampadas de chapa de acero de 4 a 8 mm de espesor y, luego, se

sueldan al árbol.



___________

23

Los transportadores de tornillo sin fin se emplean ampliamente para desplazar cargas

calientes y polvorientas que emanan evaporaciones nocivas, etc., puesto que en este caso es

fácil hermetizar el conducto. Los transportadores en cuestión se utilizan no sólo para

desplazar la carga por la horizontal, sino también por canalones inclinado y vertical.

Valiéndose del transportador de tornillo sin fin es de conveniencia el transporte de

materiales en forma de polvo, de granos finos y fibrosos. No es conveniente emplear estos

transportadores para desplazar cargas de pedazos de grandes dimensiones, abrasivas o

pegajosas.

El canalón del transportador de tornillo sin fin se suele fabricar de chapa de acero de 2 a 8

mm de espesor. El paso del tornillo es t = (0,5-1,0) D, donde D es el diámetro del tornillo.

Cuanto más ligero sea el material a transportar, tanto mayor se toma el paso. La velocidad

de rotación del tornillo depende de la naturaleza de la carga a transportar y del diámetro del

tornillo y se adopta tanto mayor cuanto menor es el peso a granel, la abrasividad de las

cargas y el diámetro del tornillo. Para los materiales pesados, la velocidad de rotación suele

ser cerca de 50 r.p.m. y para los ligeros, hasta 150 r.p.m.

El diámetro del tornillo D depende del tamaño de los pedazos de la carga a desplazar. Este

diámetro debe ser corno mínimo 12 veces mayor que el tamaño de los pedazos a transportar

del material homogéneo por su grosor y 4 veces mayor que el grosor máximo de los trozos,

al transportar material no clasificado (ordinario).

Características del transportador a tornillo

• Transporte continuo de gráneles.

• Granulometría no muy gruesa.

• Estructura externa no importa que sea modificada.

• Sencillez y economía de construcción.

• Operaciones de procesado simultáneas al transporte.



___________

24

– mezclado, separación sólido – líquido, calefacción o enfriado, difusión, etc.

• Elevada potencia de accionamiento.

• Desgaste del equipo. Mantenimiento frecuente.

• No adecuado para grandes longitudes.

• Fácil carga y descarga.

• Problemas seguridad. Importante protección



___________

25

Longitud máxima del transportador.

Está limitada por el momento torsor que puede transmitir el árbol del tornillo. Los órganos

de unión entre sectores del tornillo deberán estar dimensionados convenientemente para

transmitir el momento torsor mencionado. Esta longitud se encuentra generalmente

tabulada por el fabricante del tornillo.

Potencia de accionamiento del árbol

El accionamiento de la hélice de los transportadores de tornillo se realiza habitualmente

mediante motor eléctrico acoplado a su eje, la potencia de accionamiento necesaria en el eje

de un tornillo sin fin será función de resistencias que se oponen al movimiento, las cuales

se pueden dividir en las siguientes:

Resistencias principales de oposición al desplazamiento del material en el transportador.

Resistencias necesarias para el accionamiento del transportador en vacio.

Resistencias debidas a la inclinación del transportador, que serán necesarias para vencer el desnivel de transporte.

El cálculo de la potencia total será la suma de las necesarias para vencer las resistencias

indicadas

P = PH + Pv + Pinclinación (2.9)

El área de relleno del canalón del trasportador esta dado por:

22

4m

DS

(2.10)

En donde D es el diámetro del tornillo y λ es el coeficiente de llenado del canalón tomado

menor que la unidad, para evitar el amontonamiento de material cerca de los cojinetes

intermedios. Los valores de λ toman los siguientes valores dependiendo del tipo de carga.

Estos valores son meramente orientativos.

Tabla 8

tipo de carga Coeficiente de relleno, λ

Pesadas y abrasivas 0.125

Pesadas poco abrasivas 0.25

Ligeras poco abrasivas 0.32

Ligeras no abrasivas 0.4

La productividad del transportador de tornillo esta dado por

hTonktnD

Q /604

36002

(2.11)



___________

26

Donde:

t, es el paso del transportador

n, es la velocidad rotacional

Los valores del coeficiente de disminución “k “de la capacidad del transportador del

tornillo sin fin según sea el ángulo de inclinación β de canalón se toman:

Tabla 9 coeficiente de disminución “k “

β (en grados) 0 5 10 15 20

k 1 0.9 0.8 0.7 0.6

En tanto que la velocidad de desplazamiento por el transportador de tornillo sin fin es:

smtn

v /60

(2.12)

La potencia del transportador horizontal.

KWQL

cP oH367

(2.13)

Donde: co, coeficiente de resistencia que se determina empíricamente. Este coeficiente

considera los rozamientos del material con la hélice del tornillo y el canalón y las perdidas

por rozamiento que se producen en los cojinetes. Para las distintas cargas co toma los

siguientes valores: Tabla 10. Coeficiente de resistencia del material

Material Co

Harina, serin de madera, productos granulosos. 1.2

Turba, sosa, polvo de carbón, Creta en polvo 1.6

Antracita, carbón lignitoso secado al aire, carbón en galletas, sal de roca 2.5

Yeso (aljez), arcilla seca en pedazos, tierra fina de moldear, cemento, cal, arena, ceniza

4

Para el trasportador inclinado.

KWQH

Pinc367

(2.14)

La potencia del transportador inclinado dependerá de la elevación a realizar (H), y de la

productividad, Q.

La potencia para vencer las resistencias en vacio Pv es difícil de calcular, es proporcional al

diámetro y la longitud del tornillo (L), en alguno casos no es considerado en los cálculos,

generalmente influirá la existencia de apoyos intermedios y el correcto estado de lo

accionamiento y apoyos.



___________

27

La ventaja que presenta este tipo de equipos es que son compactos, exigen una cámara de

carga pequeña y no precisan mecanismos de retorno. Los materiales se suelen mezclar al

pasar por el transportador y suelen tener tendencia a desmenuzarse por lo que deberemos

evaluar si esta característica puede representar una ventaja o bien un inconveniente para el

material que se está manejando.

2.5.4 Transportadores vibratorios

Utilizan la inercia del producto conducido por un movimiento de avance, relativamente,

lento de la superficie del transportador para mantener el flujo del producto durante un

movimiento rápido hacia atrás de la superficie del transportador. Este movimiento se repite

a gran frecuencia y se puede producir electromagnéticamente o mecánicamente. Los

transportadores vibratorios, en general, tienen la forma de canales o espirales verticales.

Regulando convenientemente la vibración se puede hacer que el material fluya hacia

delante con velocidad variable, permanecer estacionario o fluir hacia atrás. Por ello, una

unidad en espiral puede transportar hacia arriba o hacia abajo. La exactitud con que se

puede controlar el flujo del material permite utilizar estos transportadores como mecanismo

de alimentación de aparatos como los molinos o las mezcladoras.

El transporte suave que les caracteriza les hace útiles para productos rompibles (por

ejemplo, patatas fritas) mientras que también se conducen sin dificultad los productos



___________

28

húmedos, calientes o abrasivos. El transporte vibratorio está esencialmente exento de polvo

y constituye un método de transporte cada vez más popular en la industria de los alimentos.

2.5. 5. Transportadores magnéticos

Las cintas y rodillos electromagnéticos o imantados permanentemente se utilizan para

transportar, retener y orientar productos ferromagnéticos. En la industria de los alimentos

se les utiliza para transportar latas de alimentos y mantenerlas invertidas para escurrirlas y

secarlas. Los rodillos magnéticos se pueden utilizar para distinguir entre el extremo

abierto y cerrado de las latas.

2.5.6 Transporte por aire (aparatos neumáticos)

Se llama transporte neumático al desplazamiento de una carga por tubos en mezcla con aire

o a presión del aire. En la mezcla con aire se transportan, materiales en polvo, fibrosos

finos o granulosos y su desplazamiento se basa en imprimir a la carga por el flujo de aire

motriz. Los aparatos neumáticos para transportar carga en mezcla con aire tienen una

productividad hasta 400 t/h, la longitud de transportación hasta 2.14 km y la altura de

transportación hasta 100 m. Según sea el procedimiento de crear el movimiento del aire por

las tuberías, las instalaciones neumáticas se dividen en: aspiradores, compresoras y las

mixtas.

Utiliza un flujo de aire para reducir o eliminar la fricción sólido sólido en un sistema.

Se pueden distinguir dos clases de desplazamiento:

.

2.5.7 Transporte fluidizado

Se introduce aire en sufriente cantidad y a presión suficiente para producir el flujo

gravitatorio del producto (transporte de fase densa) que se caracteriza por una relación de

sólidos a aire.

Los sólidos fluidizados se pueden forzar a través de tuberías por medio de aire a presión.

2.5.8 TRANSPORTE DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS EN EL AIRE

En este método se emplea aire fluyendo axialmente por una tubería en cantidad suficiente y

presión suficiente para hacer una suspensión de los sólidos particulados. Y luego

desplazarlos a lo largo de la tubería (transporte en fase dispersa)

Las ventajas del transporte neumático residen en la posibilidad de desplazar a grandes

distancias, sin transbordos, por una línea compleja con ascensiones bajo cualquier ángulo y

por la vertical, la productividad, sin necesidad de equipo mecánico en la línea de la tubería,

la sencillez de explotación y la posibilidad de automatización completa. Sin embargo, la

limitación por la naturaleza y características de los materiales a desplazar según su tamaño,

el intensivo desgaste de las tuberías y el elevado consumo de energía disminuyen la esfera

de aplicación de este tipo de transporte.



___________

29

Algunas vistas de transportadores:

Transportadores accionados mecánicamente



___________

30

Transportadores de rodillos

Transportadores vibratorios



___________

31

Transportador por gravedad

Transportadores neumático e hidráulico

2.6 PARAMETROS PREVIOS A TENER EN CUENTA EN LA SELECCIÓN DE

UN SISTEMA DE TRANSPORTE

2.6.1 Relación de factores a tener en cuenta

La selección de un equipo mecanizado para instalaciones industriales normalmente se

basa en las posibilidades que ofrece el equipo para:

Reducir costes de manejo

Abreviar ciclos de trabajo.

Acelerar embarques y entregas.

Mejorar la utilización del espacio.

Reducir los daños y el desperdicio en el producto.

Aumentar la seguridad en el trabajo.

Ahorro de horas-hombre necesarias para trasladar materiales.

Rendimiento de inversión.



___________

32

Sistemas de seguridad.

Condiciones medioambientales.

Además cuando consideramos la posibilidad de adoptar un sistema de transporte o

manipulación de sólidos a granel debemos tener en cuenta algunos factores.

- Cuando sea factible, el manejo mecanizado debe sustituir al trabajo manual.

- Los traslados deber ser lo más directos y cortos posibles.

- A ser posible deben utilizarse los “derechos aéreos”, o sea, el espacio elevado.

2.6.2 Conveniencia de un sistema de gestión centralizado

El hecho de que el proveedor nos pueda suministrar el material a granel supone un ahorro económico que, una vez se hayan realizado los estudios pertinentes, nos hará

decidir si es conveniente o no invertir capital en un transportador de material.

El hecho de que se pueda evitar en gran parte la circulación de material por el interior de las instalaciones y que el personal de la empresa no tenga que realizar

esfuerzo en manipular sacos hace que se reduzcan considerablemente el número de

accidentes de trabajo. Además, se puede reestructurar al personal, ubicando a los

operaros que anteriormente estaban manipulando material en otros departamentos

donde se necesite personal.

El tener un sistema centralizado de transporte de producto que va directamente a la

máquina hace que no exista material suelto por el interior de las instalaciones, por lo

que se supone que las instalaciones estarán mucho más limpias.

En muchos procesos industriales conviene pesar distintos productos para posteriormente mezclarlos. Con la dosificación automatizada de productos desde un

silo de almacenamiento o desde una tolva de recepción, mucho de los

inconvenientes que se han descrito anteriormente quedan solventados.

2.7 DISPOSITIVOS AUXILIARES EN LOS TRANSPORTADORES

Los transportadores que suministran la carga en forma de flujo continuo, se

coordina con el funcionamiento de los aparatos de acción periódica, es decir

para acumular el material que se desplaza por el transportador, se emplean

tolvas cuyo volumen se elige de modo que mediante la utilización del material

acumulado en la tolva, pueda evitarse la posible irregularidad en el suministro y

consumo de la carga.

Las tolvas se fabrican de metal en chapa, de madera, hormigón, etc, la forma de

sus paredes y las dimensiones de los orificios de salida deben asegurar la

descarga ininterrumpida del material sin que éste se origine una forma de

bóveda en la tolva.

2.7.1 Compuertas de tolva

Para la apertura y cierre de los orificios de salida de las tolvas y la regulación del flujo

de la carga, en ellos se aplican obturadores (compuertas) de distinto tipo, con

accionamiento mecánico o manual. Estos se muestran en la figura.



___________

33

2.7.2 Alimentadores

Para el suministro uniforme e ininterrumpido de la carga al aparato transportado se

emplean alimentadores especiales, que representan con frecuencia los transportadores,

tales como: Alimentador de sinfín que ayuda a descargar y producir una alimentación

uniforme.

Alimentador vibratorio, proporciona también un flujo uniforme a lo largo de una

abertura ranurada de longitud limitada.

Alimentador de estrella con un transportador recolector.

facultad nacional de ingenieria carrera de...

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