- Nicolas Sajama
3 tipos de fuga de material en cintas transportadoras
Actualizado: 24 sept 2020
Si tu transportador tiene polvo en suspensión, el material se queda adherido a la banda y/o tenes montículos de material en algún tramo, entonces estás teniendo fugas de material.
¿Y qué pasa si tenés fugas de material? Podes tener problemas de desalineamiento en la banda, empalme dañado, una carga incorrecta, contaminación en los rodillos o roturas prematuras de la banda.
La pregunta que surge inmediatamente es ¿Podemos evitar la fuga de material?
En este post vamos a analizar las causas y consecuencias de las fugas de materiales. El post se estructura en cinco secciones. La primer sección será una introducción al problema. Desde la segunda hasta la cuarta analizaremos los tres tipos de fugas típicas de material. Por último, abordaremos una conclusión en donde detallaremos posibles soluciones.
Índice
1. Introducción.
2. Derrame de material.
3. Polvo en suspensión.
4. Material adherido a la banda.
Conclusiones.
1. Introducción
Un sistema transportador eficiente es aquel que traslada el material desde el punto de carga hasta la descarga sin tener derrames.
No es eficiente que el material transportado pueda estar disperso por el piso o suspendido en el ambiente. Esto no debería ocurrir y si sucede, nos está indicando que este transportador presenta fugas, lo que nos genera problemas adicionales que afectan la vida útil de la banda y su funcionamiento.
Lamentablemente la fuga y el derrame de material se encuentra prácticamente en la mayoría de los procesos productivos. Los materiales fugitivos tienen diversos costos para la planta, entre ellos:
Reducción en la eficacia de la operación
Aumento en costos de mantenimiento de un transportador
Disminución de la seguridad de la planta
Bajo estado de ánimo de los empleados
Disminución de la calidad del producto
¿Donde es más frecuente encontrar fugas de material?
Los dos lugares más frecuentes de fugas son la zona de carga y la de descarga de material.
En la zona de carga de la cinta es fundamental poder controlar la velocidad de recepción del material y la velocidad del aire que trae asociada la carga. Si no logramos administrar y confinar bien el material podemos tener grandes fugas. La fuga en esta zona puede presentarse como derrame propiamente dicho o como polvo en suspensión al impactar con la cinta receptora.
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La segunda zona importante donde se produce fugas es en la descargas de la cintas. La gran mayoría de los materiales tienen cierto grado de humedad. Esto hace que cierta parte de la carga quede adherida a la banda. Y si no limpiamos la banda en la zona de descarga, se contaminan otros componentes de la estructura del transportador como los rodillos.
¿Cuales son los tipos de fugas más habituales?
En los transportadores normalmente nos vamos a encontrar con tres tipos de fugas. Derrame de material, material adherido y polvo en suspensiòn. En las siguientes secciones analizaremos en detalle cada uno de ellos.
Video 1: Fugas de material.
2- Derrame de material
El derrame de material ocurre principalmente en los puntos de carga y transferencias. Si la transferencia no se encuentra correctamente diseñada, el material puede salirse de la trayectoria normal. Al descargar el material sobre otra cinta cae fuera del transportador. Produciendo montículos de material al costado del transportador.
Otra de las causas más comunes de derrame de material se da cuando aumentamos las toneladas horas de material cuando el transportador no soporta esa capacidad. Al no respetar la capacidad máxima del transportador el material comienza a colapsar la estructura y tenemos derrame en zonas medias de los transportadores.
Imagen 2: Derrame de material.
¿De qué manera podemos evitar que se produzcan estas fugas?
Con el objetivo de evitar estos derrames de materiales vamos a proponer dos soluciones que nos ayudarán a controlar el material fugitivo.
En las zonas de carga y descarga de material va a ser fundamental el diseño de la transferencia. En el diseño de la transferencia se debe tener en cuenta la velocidad del flujo del material y del aire. Esto se logra con determinados grados de inclinación en los planos inclinados de la misma. Otro aspecto fundamental es lograr que la carga del material se realice en el centro de la banda.
El uso de un zapato de descarga es fundamental para lograr un correcto confinamiento del material y evitar los derrames en la zona de carga.
Imagen 3: Zapatos de descargas.
Extender los zapatos en la zona de carga de material permite dos beneficios importantes a la hora de evitar derrames. Por un lado permite que el material logre asentarse sobre la banda y logre el ángulo de reposo. Por el otro, permite que el material en suspensión quede confinado en el zapato y no produzca contaminación como polvo en suspensión (ver sección de polvo en suspensión).
Cuando el derrame se produce en la zona media puede ser por dos razones. Por un lado, porque la banda se desalinea en puntos medios del recorrido. Por el otro, porque el transportador está transportando más carga que lo que permite el diseño.
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En el caso de desalineaciones se puede dar por rodillos contaminados que desvíen nuestra banda para un lado en particular. También por desalineación de las estaciones de trios. Cuando una estación de trío no se encuentra a escuadra con la estructura del transportador puede desalinear la banda. Por último, puede darse por una estructura dañada. Es decir, si el transportador fue golpeado y la banda no se logra alinear podemos ver zonas donde se derrama material a causa de la desalineación de la banda.
La alineación de la banda es crítica para mantener la carga en la banda y para evitar derrames en el transportador. El uso de dispositivos de alineación de banda de pivotes múltiples es eficaz en el control de los problemas de alineación y consecuentemente en los derrames de material.
3. Polvo en suspensión
Cuando el material es volátil y las transferencias tiene mucha altura y ángulos rectos, se puede generar polvo al impactar con la banda receptora.
El polvo es un problema aún mayor que un derrame: mientras que un derrame se contiene en el terreno de la planta, las partículas de polvo en el ambiente son transportadas fácilmente fuera de las instalaciones.
El mayor peligro del polvo es la exposición a los trabajadores, hogares vecinos y negocios. Si el material es tóxico, cancerígeno o peligroso, tenerlo en el ambiente puede poner en peligro a un gran número de personas.
Otro peligro del polvo es su potencial de explosión. Los cereales por ejemplo son altamente inflamables. El carbón es combustibles por definición. Aun los materiales que no son inflamables en su estado a granel pueden arder cuando están en el ambiente como el polvo fino.
El polvo afecta la calidad de una operación industrial y su resultado. Contamina la planta y posiblemente hasta el producto terminado. El polvo se asentara en instrumentos y sensores sensibles, impidiendo la capacidad de los instrumentos de monitorear un proceso y confundiendo los dato entregados a los operadores.
Otro peligro del polvo en el ambiente cae en la categoría de daño a la propiedad. Si un material es corrosivo, el polvo lo es también. A medida que el polvo en el ambiente se asienta en cada superficie dentro de una operación, existe el potencial de daño masivo debido a la corrosión en toda la operación. El azúcar por ejemplo cuando se encuentra en estado de polvo en el ambiente se irá a las entradas de aire de los motores, rodillos y bombas, causando fallas prematuras de estos costosos equipos.
Imagen 4: Polvo en suspensión.
La primera y más eficaz medida para el control del polvo es minimizar la generación del mismo reduciendo la salpicadura de la corriente del flujo y el flujo inducido. El polvo se define ampliamente como cualquier partícula menos a 500 micras de diámetro que puede permanecer en el aire
Existen varios tipos de sistemas de supresión de polvo, incluyendo sistemas de aspersión de agua, de espuma, de niebla alterados con aditivo y sistema de limpiadores.
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Una gran cantidad del polvo generado por los limpiadores de la banda y los componentes y poleas deflectoras, ocurre cuando se permite a la banda caminar por largos periodos de tiempo sin materiales transportados. Si la banda viaja el tiempo suficiente sin carga, el material adherido de la banda se seca, y su tamaño de partículas se reduce por el contacto con los componentes de rodamiento. Bajo estas condiciones, la mayoría del material adherido se liberara en el ambiente en forma de polvo. La limpieza de la banda reduce enormemente el polvo generado, removiendo la mayoría del material adherido a la banda.
Imagen 5: Supresión de Polvo.
La supresión de polvo se puede realizar con aplicación de agua, o agua alterada con químicos, para aglomerarse con partículas de polvo para aumentar su masa y evitar el escape. Un sistema de este tipo no puede recomendarse en ningún caso en el que el material reaccione adversamente a la adición de humedad.
4. Material adherido a la Banda
La carga normal de material está compuesto por una capa de partículas finas humedas, una capa de material seco y grueso sobre las partículas húmedas y terrones más grande por encima de esta segunda capa.
La mayor parte de los terrones y del material seco y grueso sigue el trayecto normal cuando se descarga el material. Sin embargo, parte del material seco y de las partículas húmedas queda adherido a la banda. Este material que queda adherido es un residuo que se transporta en el retorno de la banda.
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A medida que el residuo o material adherido se va secando, se producen desprendimientos del mismos en zonas donde se somete a vibración a la banda. Es común ver montículos de material debajo de los rodillos de retornos o en lugares donde la banda tiene algún tipo de roce.
El material adherido origina desgaste excesivo, acumulacion en los rodillos de retorno, desalineación de la banda, posibles daños por forzar la banda contra alguna parte de la estructura de soporte y efectos adversos en el funcionamiento de la banda y la eficiencia de la planta.
Imagen 6: Contaminación de rolo de retorno.
Para lograr una limpieza efectiva de la banda suele utilizarse al menos dos tipos de limpiadores. Uno conocido como limpiador primario o pre limpiador ubicado sobre el tambor de mando (descarga) pero fuera de la trayectoria del material. El otro se denomina limpiador secundario y se encuentra ubicado como mínimo a 100 mm del último punto de contacto de la banda con el tambor de mando. El limpiador secundario suele ser el verdadero limpiador de la banda, ayudado incluso por la gravedad.
Imagen 7: Limpiadores de cintas transportadoras.
Para minimizar la liberación del material remanente de la banda en el entorno general de la planta, la limpieza deberá realizarse tan cerca del punto de descarga como sea posible sin ocupar la trayectoria del material de descarga.
También es recomendable utilizar limpiadores para la parte interior de nuestra banda, ya que es común que material fugitivo quede atascado en esa zona del transportador.
Imagen 8: Limpiador interno de cinta.
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Conclusiones
Controlar el material en los distintos tramos del transportador es recomendable tanto por eficiencia productiva como por eficiencia económica.
Los materiales que se transportan deben mantenerse dentro de la cinta transportadora hasta que llegan a la zona de descarga. El flujo debe trasladarse evitando fugas para evitar exceso de consumo de energía, fallas prematuras en el equipo o costos de mantenimiento excesivos. El control del material mejora la eficacia de la planta y reduce los riesgos ambientales.
Al comprender y empezar a ver las problemáticas a las que nos enfrentamos en nuestras plantas y los costos derivados de los materiales fugitivos, parece lógico que controlarlos puede proporcionar mayores beneficios a las bandas transportadoras y las operaciones que dependen de estos.
Lo importante es mantener la banda y los alrededores del sistema transportador tan limpio como sea posible antes de que el material proveniente de la banda sea expulsado al aire o se transfiera a los componentes rodantes como poleas de contacto y rodillos de retorno.
El control de los derrames es especialmente importante ya que los materiales tienen un alto valor por tonelada y se consideran contaminados e inservibles si estos caen al suelo o al agua.
El polvo en suspensión puede corroer componentes de las plantas disminuyendo la vida útil de los componentes de la misma. También implica un riesgo explosivo en caso de que el material sea inflamable en este estado.
Por último, el material adherido debe ser removido de la banda para evitar contaminación en los componentes del transportador. El material adherido puede transformarse en polvo en suspensión una vez que se seca.