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Calculando las capacidades de transportadores

Publicado: 10 de junio de 2014
Por: Jason Buseman (Ingeniero Insta-Pro International)
Al diseñar una planta, es importante considerar el flujo de material durante un tiempo determinado. Esto se llama la “velocidad de flujo másico” y es importante cuando especificando las capacidades de los transportadores y las tolvas. Adquirir un equipo de menor capacidad de lo requerido causará congestiones en producción y uno de mayor capacidad resultará en gastos innecesarios. Debajo podrá encontrar información para calcular las capacidades de los transportadores y los elevadores de baldes. 
 
Cosas Necesarias 
La mayoría de los fabricantes publican especificaciones de sus transportadores, las cuales ayudan con las calculaciones.  Una medida utilizada es metros cúbicos por hora. Esta medida indica cuanto volumen por hora se puede transportar y es de gran importancia para calcular las necesidades de transportadores que uno tiene.  Esto ayuda a uno a seleccionar el transportador correcto, pero esto es solo una parte de la decisión, se necesitaran más datos.
 
Densidad 
Las calculaciones mencionadas arriba ayudarán a determinar cuánto volumen de producto es transportado por hora. También hay que considerar que tipo de producto se estará transportando.  
Hay muchas herramientas en internet que pueden asistir a estimar la densidad aparente. Una búsqueda general les brindara mucha información.  Es posible que algunos ítems especiales, puede que los productos de su planta, requieran para ser determinados un simple análisis.
 
Cómo calcular densidad 
Es muy fácil calcular la densidad de un producto. Hay que construir o comprar una caja con las dimensiones precisas, llenar y pesar la caja y luego dividir los resultados por el volumen de la misma.  Por ejemplo, uno podría construir una caja de 30.48 cm de largo, 30.48 cm de ancho y 30.48 cm de alto (28317 cm cúbicos). Ahora, restar a la escala la caja para que este en cero.  Entonces, llene la caja completamente al mismo nivel de la tapa (que no sobresalga pero que llegue al tope) y apunte los resultados. Calcule el volumen de la caja (largo x ancho x alto) y divide el peso del producto por esta respuesta (volumen). El resultado es la densidad, que tal vez hay que convertir a unidades como kg/metro cúbico.
 
Resumiendo 
Ahora que tenemos la capacidad y densidad, podemos calcular velocidad de flujo másico por hora. Por ejemplo, asumimos que necesitamos transportar 1 tonelada métrica de soya por hora con un sinfín.  ¿Esto se puede hacer con un sinfín de 15 cm?
Nuestro fabricante nos dice que podemos transportar 5 metros cúbicos / hora.  El poroto de soya tiene una densidad de aproximadamente 753 kg / metro cúbico. Simplemente multiplica la densidad por la capacidad y nos da 3765 (5*753). Esto es un poco menos que 4 toneladas métricas por hora, que es más que suficiente para nuestro requerimiento de 1 tonelada métrica por hora.
 
Otros datos 
Podría también utilizar esta metodología para calcular los tamaños de las tolvas. Simplemente determine el volumen de la tolva y multiplíquelo por la densidad del producto.  Ahora, si tiene una capacidad aproximada, podría dividir para ver cuánto tiempo tardará en vaciar la tolva.  Para tolvas intermedias, querrás una capacidad de aguante de hasta 30 minutos, mientras una tolva más grande requiere 2-4 horas.  A lo mejor estas sugerencias le ayudarán a seleccionar correctamente los transportadores y las tolvas y así enseñarles como calcular correctamente las necesidades de su planta.
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Jose Gutierrez
Cargill
14 de mayo de 2017
Muy buen articulo Jason. Gracias
Mauricio Moyano
8 de agosto de 2022
Adrián G. Bergoglio, muy buen aporte en mi experiencia principal y en los proyectos que he diseñado equipos hasta 1500 ton en maíz /hora en equipos como transportadores de cadena , banda transportadores, elevadores de cangilones tomo en cuenta los procedimiento de calculo de selección de los grandes fabricantes de componentes como bandas , cadenas y con este resultado le sumo10- 20% como factor de seguridad de la parte control y potencia por aquello de las perdidas por transmisión por equipos de mucha longitud y que el suministro de energía es distante donde quedan las cabezas motrices. La otra situación es usar arrancadores suaves cuando los equipos estén por encima de 100tons/h y potencias de mas 50 hp.
Adrián G. Bergoglio
Oleo Procesos S.R.L.
20 de mayo de 2022

Estimados

Es un gusto realizar mi primer comentario, en un tema que me apasiona.

La selección del tipo y capacidad de los transportadores es todo un universo. Se debe contar con el diagrama de flujo y el modo de operación de la planta, los automatismos determinan el tamaño de las tolvas intermedias (o pulmones). Hay transportadores cuya velocidad puede variar y otros no, un elevador a cangilones no debe parar cargado por lo tanto las tolvas aguas abajo deben tener capacidad de absorber el producto contenido en la totalidad de los cangilones.
Por otra parte los productos transportados tienen distintas características, y en ocasiones la densidad cambia en distintas etapas del proceso; cáscara entera no es igual que cáscara molida, los volúmenes deben diseñarse para la peor condición cuando la planta puede operar con ambas.
También los productos a transportar tienen distinta resistencia al avance. Ninguna fórmula se salva de aplicar coeficientes venidos de la práctica. Mi recomendación es que los proyectistas verifiquen sus cálculos con los equipos en marcha y se creen su propia biblioteca. La utilización de materiales antidesgaste como el PE UHMW no solo aumenta la vida útil, también baja el consumo de energía. Pero incide en el diseño del equipo, a veces implementar su uso en un transportador a cadena que no lo tenía cuesta tan caro como tirar todo y poner un nuevo.

Seleccionar transportadores para un acopio no es igual que para una planta de proceso continuo. Ni que hablar de la selección de los grupos motrices y los factores de servicio.

Como dije al principio, es todo un universo y no apto para amateurs.

Abrazo a todos y gracias por su tiempo, aprendo mucho aquí.

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