Derribando mitos de las cintas transportadoras
Actualizado: 24 sept 2020
Cuando nos reunimos con ustedes en sus plantas industriales nos encontramos con afirmaciones como “una cinta transportadora más gruesa tiene mayor vida útil que una más delgada” ,“ Hace 20 años que estoy y siempre usamos una banda de cinco telas” “mandame una cinta de 20 mm de espesor porque siempre usamos esa”.
En este artículo vamos a derribar algunos de los mitos en torno a las cintas transportadoras. No siempre una cinta de 10 mm es mejor que una de 8mm., tampoco es verdad que una tres telas es siempre mejor que una dos telas. Por último, aún en bandas de iguales espesores puede haber grandes diferencias de vida útil.
El post se estructura en cinco secciones. La primera es una introducciòn los distintos tipos de cauchos y tejidos que integran una cinta transportadora. En la segunda parte, hablaremos sobre el caucho y la resistencia a la abrasión. Luego en la tercera y cuarta parte, hablaremos de los tejidos y su resistencia a la tracción. Por ùltimo, en las conclusiones te enseñamos a cómo pedir correctamente una cinta transportadora.
Indice
1. ¿Cuanto debe durar el caucho en una cinta?
2. Los grados de abrasión en el caucho.
3. Resistencia a la tracción.
4. ¿Tiene más resistencia una cinta de 3 telas que una de 2?
1 - ¿Cuánto debe durar el caucho en una cinta?
La durabilidad de una cinta transportadora es completamente relativa, ya que son muchos factores los que intervienen en su correcto funcionamiento y máxima duración.
Lo que debe considerarse, es que el caucho tiene por función proteger los tejidos de la cinta transportadora, que sería el alma de la cinta o dicho técnicamente la carcasa.
La carcasa, es la estructura que soporta las tensiones longitudinales y transversales a la que se somete la banda. Esta debe permanecer adecuadamente protegida en todo momento.
Imagen 1: Daño en cinta transportadora.
Los espesores de las coberturas de una cinta transportadora deben seleccionarse para asegurar la correcta protección en función del material a transportar.
Según las normas DIN no hay un cálculo para definir estos espesores, pero sí establece un procedimiento para poder hacerlo.
El proceso consta de tener en cuenta cinco variables relacionadas con el material y el funcionamiento del transportador. Primero se le asigna un valor a cada variable, siendo el valor 1 favorable y el 3 desfavorable. Las variables a tener en cuenta son:
Carga
Frecuencia de carga
Granulometria
Densidad
Abrasividad
Imagen 2: Valores estándar para espesores mínimos de coberturas superiores, segun
Normas DIN 22101.
A esos valores se lo suma y de acuerdo al resultado, se recomienda un espesor para la cobertura superior sugerido.
Por ejemplo, si la empresa carga con una tolva correctamente diseñada, la frecuencia es continua, el tamaño del flujo es de 50 mm o menos, el material es piedras de canteras que incluye distintas densidades y la abrasión es media; tenemos una suma de 1+1+2+2+2= 10. Esto nos implica un recubrimiento superior de al menos 3mm y cómo màximo 6mm.
Luego, para determinar el recubrimiento inferior acudimos a la relación sugerida por la DIN. Esta relación debe ser al menos 3:1. Es decir, si optamos por 4 mm de recubrimiento superior el recubrimiento inferior debe estar entre 1,5 y 2 mm.
De este modo, vamos a poder definir tanto los espesores de la cobertura superior como la inferior.
2 - Los grados de abrasión en el caucho
Como mencionamos en el apartado anterior, el espesor del caucho superior se determina entre otras por tamaño, densidad y abrasión. Pero qué pasa si a la cobertura de caucho le mejoramos su funciones mecánicas.
Dado que varias empresas comenzaron a modificar la formulación química de los cauchos que utilizan en sus cintas transportadoras para mejorar su función mecánica, existìo la necesidad de poder calificar las distintas calidades de caucho. El instituto de normalización alemana, diseño un test llamado ensayo de abrasión. (ISO 4649 / DIN 53516) para poder calificar los cauchos de los recubrimiento según su resistencia a la abrasión.
Es un ensayo muy sencillo. Consiste en tomar una muestra de la cinta y someterlo a fricción a una velocidad, bajo una presión y sobre una granulometría determinadas bajo normas.
Imagen 3: Video de ensayo de resistencia a la abrasión (1:01 min).
Se consideran como cintas antiabrasivas a aquellas que tienen un resultado de pérdida de volumen (en este ensayo) menor a 250 mm3. Dependiendo del resultado, las cintas transportadoras se clasifican en 4 grados de anti-abrasividad (W-X-Y-Z). Mientras menos material pierda (se mide en volumen), más resistencia al desgaste.
Imagen 4: Propiedades de los recubrimientos W, X, Y y Z.
Es decir, una cinta con grado W tiene una pérdida por abrasión de 90 mm3 en un recorrido de 40 metros lineales (este recorrido es lo que emula el test). En Argentina el test lo realizan varias instituciones. Spinozzi analiza sus bandas en el Instituto Nacional de Tecnologìa Industrial (INTI). Un ejemplo del resultado se muestra en la imagen debajo.
Imagen 5: Resultado de ensayo de resistencia a la abrasión INTI.
En la imagen de ejemplo se demuestra que esta banda transportadora tiene una pérdida por abrasión promedio de 64 mm3. La pregunta que nos surge es, si tenemos una cinta de grado W ¿Es necesario un recubrimiento superior excesivo para proteger la carcaza?
Para derribar el primer mito, podemos concluir que no es verdad que una banda de 12 mm vaya a durar más que una de 8 mm. Ya que depende del grado de anti-abrasiòn que tiene el caucho utilizado en la construcción de la cinta transportadora.
Existe una relación superior a 2,5 entre un caucho normal (Z) contra un caucho W en términos de pérdida por abrasión. Es decir, que una banda con caucho W con la mitad de cobertura superior que una cinta con caucho Z puede tener inclusive mas vida util.
3- Resistencia a la tracción.
Para hablar de resistencia a la tracción debemos primero hablar de la carcasa, que es la encargada de resistir esa tensión.
Como dijimos anteriormente, la carcasa es la estructura que debe soportar las tensiones a las que se encuentra sometida una cinta al momento de trabajar. Técnicamente, debe tolerar todas las resistencias en estado de reposo y en movimiento del sistema.
Imagen 6: Diferencia de grosores en los tejidos.
Las mismas pueden estar confeccionados con Algodón, Poliéster, Poliamida o Cables de acero. En el caso de las bandas textile, qué son las más convencionales, la urdimbre es de Poliéster y la trama de Nylon.
La urdimbre es la parte del tejido que soporta las tensiones longitudinales a las que se someterá la banda en funcionamiento. El poliéster, brinda elevada resistencia a la tracción. Es por ello que las urdimbres suelen ser de poliéster.
Las tramas, o los tejidos que soportan a lo ancho la cinta transportadora son de nylon. Ya que deben flexibilidad en el sentido transversal para que la banda pueda copiar el grado de artesa de las estaciones de trìos en la zona de carga.
Según las normas DIN, los resistencias que inciden en la tensión de una cinta transportadora son las siguientes:
Primarias (las propias para sostenerse a sí misma)
Secundarias (material transportado en estado estacionario)
Especiales (curvaturas, transferencias, fricción con limpiadores y chutes, etc)
De flexion, angulo de artesa
De flexión con el material
De rotación de los rodillos
Resistencia a la rodadura
Resistencia a la flexión por vibración
Pendientes
Imagen 7: Resistencias a las tensiones en cintas transportadoras según normas DIN.
En las bandas que transportan el material de manera horizontal las resistencias que más influyen son el ángulo de artesa, la resistencia a la flexión y las resistencias secundarias.
En el caso de la cintas que transportan el material de manera inclinadas las resistencias que más influyen son la resistencia a las pendientes y las tensiones de artesa.
4- ¿Tiene más resistencia una cinta de 3 telas que una de 2?
La pregunta es capciosa, ya que naturalmente uno tiende a pensar que más telas implica mayor soporte a la tensión longitudinal. Sin embargo, esto no siempre es así. Ya que existen diferente espesores de los hilos que constituyen el tejido de la carcasa. Y consecuentemente distintas resistencias a las tensiones.
En el mercado se encuentran tejidos de distintas calidades y precios. Comercialmente se las denomina tela 10, 12,5, 14, 22, etc. haciendo referencia a la capacidad de tracción (N/mm) de los tejidos en el sentido longitudinal.
Para comprenderlo mejor vamos a poner un ejemplo. En una cinta transportadora con la nomenclatura EP 400/3, cada tejido (dependiendo de su calidad, grosor) puede resistir 150 N/mm y la suma entre los 3 tejidos seria 450 N/mm. Es decir, que una EP 400/3 debe supera el mínimo de 400 N/mm de fuerza de tensión longitudinal.
En algunos casos los tejidos no alcanzan lo establecido en la nomenclatura, rompiéndose mucho antes. En este caso, puede pasar que se utilicen tejidos más económicos (3 telas de 10) o que en el proceso de fabricaciòn el sandwich de telas (carcasa) no se encuentre bien vulcanizado y un tejido haga más esfuerzo que los otros..
Cuando se realiza el ensayo de tracción se verifica que el conjunto de las telas soporte la tracción mínima exigida. Por ejemplo, el siguiente resultado del INTI demuestra la resistencia a la tracción para una EP 630/3.
Imagen 9: Resultado del ensayo de tracción INTI
Este ejemplo derriba el segundo mito. Que una cinta tenga más telas que otra no significa que resista mayor tensión. Desde el punto de vista comercial parece veraz pero desde el punto vista técnico no lo es en absoluto.
Lo que importa en realidad más que la cantidad de las telas es la calidad de los tejidos. Una buena calidad de los tejidos permite un comportamiento acorde a las exigencias de la sumatoria de todas las resistencia a la que está sometido el sistema.
5 - Conclusión.
El recubrimiento superior de una cinta transportadora es fundamental para proteger la carcasa de la banda transportadora. Existen diferentes composiciones de caucho utilizado como recubrimiento en las cintas transportadoras. En cuanto a abrasión podemos utilizar la calificación de la norma técnica DIN. Es decir, existen 4 grados de cintas transportadoras antiabrasivas, X, W, Y y Z.
A partir de los distintos grados de anti-abrasión del caucho, no es cierto que una de menor espesor tiene necesariamente menos vida ùtil que una banda de mayor espesor. Tenemos que ver los grados de anti-abrasiòn con los que están hechos las coberturas. Inclusive, utilizar espesores menores mejora el consumo energético del transportador ya que reduce el peso de la cinta.
Los tejidos deben resistir las fuerzas implicadas en el comportamiento del sistema. En función de si es un transportador horizontal o inclinado debemos al menos tener en cuenta al menos estas 4:
Primarias (las propias para sostenerse a sí misma)
Secundarias (material transportado en estado estacionario)
De flexion, angulo de artesa
Pendientes
Teniendo en cuenta el tipo de telas o tejidos que vamos a utilizar, no es cierto que una cinta de mayor cantidad de telas tenga mejor comportamiento contra la tensión que una de menor cantidad de telas. Inclusive bandas de muchas telas puede acarrear complicaciones con los diámetros mínimos de giro.
En ambos casos es más importante la calidad que la cantidad.
El único modo de comprobar científicamente la calidad de ambos casos es realizando los ensayos correspondientes.