Almacenamiento a granel y manipulación

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Como la mayoría de las cosas en la vida, la esencia sigue siendo la misma aunque se pueda sofisticar o complicar, todo está en dependencia del punto de vista en que se mire.

Y no puede ser de otra forma en este resumen que abarca el almacenamiento a granel y la manipulación de materiales en las industrias de alimentos para animales y humanos, comenzando desde el acopio de materias primas hasta la descarga del producto terminado.

Hace apenas 60 años una alta proporción de la industria de la molienda se localizaba en los principales puertos y los sacos de materias primas se transportaban desde los muelles en carros tirados por caballos. Estos sacos eran posteriormente elevados y depositados en varios pisos de almacenamiento para luego ser vertidos en varios contenedores y utilizados cuando fuere necesario.

Poco a poco y a medida que hubo más disponibilidad de granos cultivados, conjuntamente con la llegada de vehículos especialmente diseñados para la transportación de granos a granel y el mejoramiento de los caminos y carreteras, se produjo un movimiento hacia los molinos de zonas rurales los cueles estaban convenientemente ubicados para brindar servicios a la comunidad agrícola y así poder comprar granos de manera local, producir alimentos y vender el producto final nuevamente a los productores.

La aplicación de la computación y de la automatización en los procesos de molienda redujo lo que fue una industria trabajo intensivo a una industria controlada por un número reducido de operadores técnicamente competentes, pero a quienes se les debe enseñar los conceptos básicos de manejo de materiales así como los requisitos de salud y seguridad que están adheridos a las Normativas de Explosión DSEAR/ATEX, además de los requisitos de control e higiene.


Interrupciones en la Producción


La interconexión de la planta de procesamiento está diseñada a prueba de fallos para prevenir choques eléctricos e interrupciones en el proceso de producción.
La capacidad de los camiones y barcos cisternas ha aumentado considerablemente en los últimos años y normalmente está por encima de las 100 toneladas/hora. Esto se puede lograr a través de una tolva de aspiración que posee una rejilla de seguridad situada debajo de la cubierta y que posee un sistema de extracción de polvo muy eficiente que descarga en un tornillo o cadena de transportación que puede, si se desea, estar equipado con un regulador variable de velocidad para regular la entrada de acuerdo a las características del material con el que se trabaja y evitar sobrecargas en el equipo.

El transportador de correa debe estar equipado con un control de rotación y un detector de sobrealimentación. El elevador a cangilones, como sucede en otras unidades similares en el molino, debe incorporar paneles de explosión a intervalos regulares que deben estar conectados eléctricamente a la planta, con el objetivo de desconectarla en caso de que ocurra una explosión.

Debido a su diseño inherente los elevadores a cangilones tienen un factor de riesgo incorporado y si se encuentran dentro de un edificio, los paneles de explosión deben ser canalizados a la atmósfera. Los elevadores también deberán incorporar un mecanismo de tensión de arranque, un dispositivo anti -runback para hacer frente a un fallo de energía y un sensor de rotación que indique si la correa se está deslizando y chequee la alineación lateral.

Los puntos de entrada (o tomas) por lo general no están a la vista de la sala de control, por lo que para evitar que trabajen vacios por largos períodos, se debe prever un procedimiento o colocar un dispositivo que los desconecte cuando no están siendo utilizados.

El tambor rotativo pre-filtro que se encuentra en la parte superior del molino elimina las materias extrañas antes de que el material sea transportado a los contenedores de materias primas. Este tambor rotativo evita sin lugar a dudas que se dañe el equipo.

Los transportadores de correa que descargan en los silos y los contenedores tendrán muchos puntos de descarga por lo que el sistema de control eléctrico debe ser diseñado de manera que solo una boca esté abierta para prevenir la propagación de una explosión de un contenedor a otro. Al igual que el transportador de correa, todos los transportadores deben incorporar un dispositivo de detección de sobrecarga y rotación
Para evitar el desplazamiento de aire cargado de polvo hacia los puntos de transferencia se construyeron pequeñas unidades que no son más que pequeños extractores de polvo dispuestos en lugares apropiados para garantizar un ambiente limpio.


Almacenamiento de diferentes materiales


El número, ubicación y capacidad de almacenamiento de los contenedores está determinada por las condiciones del lugar y las necesidades particulares de cada cliente teniendo en cuenta la gran cantidad de materiales a manipular y almacenar que existe en la industria de alimentos balanceados. Estas materias primas van desde granos de muy buena calidad, hasta una gran variedad de alimentos con alto contenido de humedad, por lo que el equipamiento de descarga y los contenedores tienen que estar diseñados para atender incluso aquellas materias primas que posean las peores características de flujo y asegurar al mismo tiempo la máxima flexibilidad. En otras palabras los contenedores tienen que ser utilizados para almacenar cualquier tipo de ingredientes.

. Para prevenir el sobrellenado se necesitan unas sondas de nivel al igual que se regulan los paneles de explosión
Los minerales y otros ingredientes serán enviados por camión cisterna a través de un transportador neumático a tolvas específicas, ya sea mediante un fuelle montado en el chasis del camión o busque cisterna, o en algunos casos acoplando un fuelle en la tierra. Para prevenir la corriente estática que pueda provocar una chispa, el camión cisterna estará conectado a tierra antes de comenzar el proceso de descarga. Debemos asegurarnos de que e camión cisterna acople solamente con las bocas de entrada de los contenedores de ingredientes y que estas sean del diámetro correcto y sean enviadas a tierra con una longitud horizontal mínima con el objetivo de reducir la presión que se necesita para operación de transportación de los ingredientes.

Como mencionamos anteriormente la configuración de la tolva y el tipo de descarga es muy importante para garantizar el libre flujo de materiales desde los contenedores hacia el lugar donde se realizará la operación de mezclado. Para mayor precisión se incluirá una o más tolvas de pesaje; una pequeña para los minerales y otra aún más pequeña para los micro-ingredientes.
El material mezclado pasa a la planta de procesamiento y es seguido a través de una pantalla que permite visualizar como el alimento y los minerales son derivados al molino por separado antes de volver a mezclarse con los otros ingredientes. Luego pasan a una unidad de mezclado de tres niveles que consiste en una pre-mezcla, mezcla y desechos. La melaza y las grasas se añaden a la mezcladora.

A pesar de que el tratamiento térmico no entre dentro del manejo y manipulación del material a granel, es un tema que requiere de una gran atención ya sea para el acondicionamiento de la masa destinada a las ventas directas o para ser utilizadas en el peletizado. Los tres elementos fundamentales a tener en cuenta son la humedad, la temperatura y el tiempo, sin perder de vista la sensibilidad al calor que poseen algunos ingredientes. Para un correcto proceso de peletizado se necesita un acondicionamiento apropiado que asegure la gelatinización del almidón y la calidad del pellet.

Se necesita un sistema de enfriamiento eficiente antes de que los productos terminados se envíen al embalaje o a los contenedores destinados al producto a granel, los cuales serán descargados directamente a un vehículo preparado para el transporte a granel o son pesados anteriormente con una báscula.

La mayoría de los materiales procesados para la alimentación animal ya sean alimentos para mascotas o peces, granos, harinas, azúcar, almidón y fertilizantes industriales están sujetos a los Normativas de Explosión DSEAR/ATEX, los cuales se comenzaron aplicar el 1ro de Julio de 2003. Existen muchos malos entendidos y confusiones en cuanto a los requerimientos de las directivas; por lo que es oportuno reiterar los principios generales relacionados con las regulaciones, fundamentalmente a aquellas personas que se han involucrado recientemente en alguna de las industrias en las que se manejan potenciales materiales y atmósferas con riesgo de explosión.


Directivas

Las directivas se aplican desde el 1ro de Julio de 2003 a todo el equipamiento nuevo y aquel existente que haya sido modificado o reubicado después de esa fecha. Esto es de particular importancia ya que asegura que si se adquiere algún equipo de segunda mano este cumpla con todos los requesitos establecidos.
La buena limpieza, la inspección regular y el mantenimiento, sumado a una toma de conciencia de los procesos o áreas potencialmente peligrosas, son los requisitos fundamentales para lograr un funcionamiento sin afrontar problema alguno. Las directivas combinan estas aspiraciones dentro de sus requerimientos y no solo se aplican a los proveedores de máquinas y equipamineto, sino a los propios usuarios.


Clasificación del Polvo

Es obligación del usuario asegurarse de la clase o clases de materiales a manejar y de proporcionar esta información a diseñador o fabricante del equipo.

Estos materiales se definen en cuatro clasificaciones (K estado = Clase de polvo), y se refiere a la tasa de aumneto de presión.

Kst. 0 = No-explosivo
Kst. 1 = Debil a moderado
Kst. 2 = Fuerte
Kst. 3 = Muy fuerte

Muchos de los materiales utilizados en las fábricas de alimento balanceado se encuentran en la categoría Kst. 1, pero existen algunos que podrían aplicar en la categoría Kst. 2
 

Zonificación

Además de la clasificación del polvo, el usuario necesita realizar una encuesta para designar las plantas y edificios en zonas, las cuales deberán estar debidamente señalizadas como puntos de abastecimiento. Las zonas 20,21 y 22 son las que más se aplican en las fábricas de alimentos balanceados e industrias relacionadas.

La Zona 20 abarca un área en la que una atmósfera explosiva de polvo combustible está frecuentemente en el aire durante largos períodos de tiempo, o de manera continua.

La Zona 21 es aquella en la que probablemente ocurra de manera ocacional una atmósfera explosiva en condiciones de operación normales.

La Zona 22 es donde no ocurren normalmente atmósferas explosivas, pero en caso de que ocurra, solo sería por un corto período de tiempo.

Obviamente es deber del gerente de turno asegurarse de que las normas operacionales y de limpieza se mantengan para cumplir con los requisitos de la Zona 22 en caso de ser posible.

Para llevar a cabo las evaluaciones de riesgo nos debemos concentrar en los principales equipos de procesamiento como los silos, molinos, elevadores, recolectores de polvo, etc., y pasar por alto la amplia gama de pequeños elementos auxiliares que por supuesto también necesitan ser revisados. Estos elementos incluyen accesorios de iluminación, accesorios eléctricos, motores, indicadores de nivel, válvulas de solenoide y paneles de control; de hecho todo lo que pueda generar una chispa.

Todos conocemos que se necesitan tres elementos para provocar una explosión - polvo en supensión en un nivel crítico, oxígeno y una chispa o superficie caliente. Las pimeras dos siempre están presentes, por lo que tenemos que tomar todas las medidas de precaución para que no ocurra el tercer elemento, en la que incluimos un correcto anclaje a tierra en toda la planta.

Debemos tener en cuenta que el polvo en suspención aparece como una ligera niebla la cual proporciona las condiciones ideales para que una chispa pueda causar una explosión. Mientras más finas sean las partículas mayor es el peligro debido al incremento del área de superficie expuesta a la atmósfera.

En términos generales hemos descrito los deberes y obligaciones del usuario, pero cuáles son las de los proveedores de los equipos. En primer lugar tienen que asegurarse de que el usuario le ha proporcionado todos los detalles necesarios relacionadois a la clasificación de materiales a procesar y las áreas en las que se instalaran los equipos, conjuntamente con el resto de la información requerida.

Entonces el proveedor debe asegurarse de que el equipo que vende está diseñado, fabricado e instalado para satisfacer todas las necesidades y que ha tomando todas las precauciones para prevenir no solo una explosión, sino lo más importante, mitigar una explosión en caso de que ocurra.

El equipo puede ser fabricado de un material tan fuerte que una explosión no lo afectaría, pero esto es tan caro como poco práctico. La alternativa es instalar un panel de explosión certificada ventilado a la atmósfera a través de una pared o techo.
A partir de la ubicación de la planta dentro del edificio podemos ver si la ventilacipón es práctica o no, de no serlo se deben instalar equipos de extinción de llamas o de supresión de explosiones.

Para evitar la propagación de una explosión los elementos que conforman el equipo se deben aislar. Un ejemplo de ello es la incorporación de válvulas o diapositivas, de modo que solo un contenedor se pueda llenar y desagotar a la vez. Los descargadores de contenedores y transportadores de tornillo pueden diseñarse con bombas incorporadas.

La instalación de un separador de escombros en el sistema de admisión e imanes en los puntos apropiados de la planta son precauciones que se deben tomar.

Las explosiones primarias suceden muy a menudo, pero estas no son peligrosas; al mismo tiempo las vibraciones que originan permiten que el polvo que se encuentra en los pisos y vigas se dispersen en la atmósfera. Si en ese instante existe alguna fuente de ignición, esta podrá provocar una segunda explosión pero con resultados devastadores. Por lo tanto la limpieza de la planta es una prioridad, prestando especial atención a las áreas que "no están a la vista" y limpiando los residuos y derrames inmediatamente - utilizando cualquiera de los sistemas de aspiración disponible ya que el cepillado es un método obsoleto y prohibido debido a que dispersa el polvo a otros lugares.
Además de tomar todas las precauciones que uno pueda pensar los accidentes siempre suceden, pero por suerte no demasiado a menudo debido al aumneto de la toma de conciencia sobre los peligros que siempre están presentes.


Ejemplos

Tres ejemplos que ilustran la variedad de accidentes que pueden suceder.
El primero es el resultado del material caliente que entra a los contenedores, que desencadena una explosión primaria, la cual provoca una ruptura del panel de explosión tal y como fue diseñado. Desafortunadamente el escape de gas produce una segunda explosión que destruye el piso superior del edificio. Como no era práctico ventilar cada contenedor a la atmósfera se acordó con HSE que el último piso fuese un área de "acceso prohibido" mientras la planta estuviese en producción y hasta de 10 minutos de terminada. Se instaló una puerta con cerradura en la escalera de acceso con una cartel de advertencia.

El segundo ejemplo fue el resultado de una superficie caliente debido al mal funcionamiento del motor de una unidad de polvo instalada en la parte superior de la tolva de expansión del molino. El panel de explosión se rompió pero no se había ventilado el equipo a la atmósfera a través de la pared.

Desafortunadamente dos empleados que estaban cerca en ese momento sufrieron quemaduras graves. Un dato importante fue saber que se había colocado un opturador al dispositivo de descarga del contenedor, debajo de la tolva de expansión, lo que impidió que los gases explosivos pasaran al elevador y de ahí al depósito de contenedores, de lo contrario el rsultado hubiese sido mucho más grave.

El tercero fue causado por una soldadura que se estaba haciendo en uno de los lados de un silo silo; este fue uno de los accidentes en donde el operador resultó herido. En este caso no hubo negligencias; el silo había sido aislado del transportador a correa, limpiado internamente y se había pedido un permiso para efectuar la soldadura. Desafortunadamente una pequeña cantidad de material había quedado en un punto inaccesible, lo cual provocó las condiciones propicias para que se produjera la explosión.
Todo lo anterior describe a grandes rasgos los fundamentos de las Directivas de ATEX. Muchos de los requisitos están basados en el sentido común, pero el sentido común tiene que estar respaldado con la documentación necesaria de los tiempos que corren. Sin embargo, los siguientes puntos pueden ser de gran ayuda para lograr un buen mantenimiento y una buena limpieza:

? Aplicar una estricta regla de no fumadores, bajo pena de despido.
? Asegurarse de que todos los equipos eléctricos, cabledo y paneles de control esten inscritos en inspeccionados bajos las normas y reglamentos pertinentes, además de mantenerse libres de polvo.
? Utilizar únicamente los motores destinados al enfriamineto totalmente sellados, asegurándose de que están correctamente anclados a tierra.
? Asegúrese de que las luminarias son a prueba de polvo.
? Probar el cableado regularmente.
? Ubicar las celdas y los paneles de control en habitaciones que estén libre de polvo bajo una presión negativa de luz.
? Inspeccionar regularmente las líneas de líquido para evitar las fugas. Asegurarse de que el aislante, si es utilizado, no quede impregnado ya que puede ser un elemento de ignición.
? Asegurar que las barreras de contención puedan adaptarse correctamente a los principales tanques de almacenamiento.
? Compruebe que los rodamientos, fundamentalmente los instalados en los elevadores y trituradoras, no se sobrecalienten.
? Chequear el deslizamiento de la correa y la alineación de los elevadores - una de las principales fuentes de incendio - a través del sensor de alineamiento y rotación, y del protector anti-ejecución.
? Compruebe el posible aumento de temperatura de los materiales almacenados, lo cual podría provocar una combustión espontánea.
? Inspeccionar los interiores de los contenedores utilizando lámparas de inspeccipón a prueba de fuego y que no sean de vidrio las cuales son muy seguras. En este proceso debemos asegurarnos de no tocar el producto.(En el pasado se utilizaban bombillas eléctricas y si se tomaba alguna precaución era con una rejilla protectora alrededor de la bombilla)
? Muchos de los incendios han tenido lugar durante los procesos de reparación, modificación y renovación de la planta. Durante estos períodos especiales, además de tomar todas las precauciones, es aconsejable inspeccionar el área muy de cerca al menos durante una hora después de cada jornada de trabajo.

La adhesión a estos principios asegurará no solo un ambiente agradable de trabajo, sino una seguridad sin precedentes.

Acerca del autor
El Sr. Alf Croston es director general de Croston Engineering, la cual se encuentra ubicada en Tarvin, cerca de Chester. La empresa se fundó en 1976 y se especializa en el diseño y construcción de plantas de proceso, manipulación y almacenamiento a granel para todo el Reino Unido e Irlanda, además de trabajar para muchas empresas de renombre relacionadas con la industria.

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