Fundamentos de Sistemas de Partículas Sólidas y Equipos de Transporte Industrial

Sistemas de Partículas Sólidas

Los sistemas de partículas sólidas están formados por partículas sueltas, que pueden distinguirse en:

Clasificación Granulométrica

• Polvos (Hasta 0,1 mm):
  • Ultrafinos: De 0,1 a 1 micra.
  • Superfinos: De 1 a 10 micras.
• Sólidos Granulados: Con partículas de 0,1 a 3 mm.
• Sólidos Rotos: Tienen un tamaño superior a 3 mm.

Propiedades Reológicas y Físicas

Estos sólidos tienen un comportamiento reológico (free flowing o cohesivos) y sus características son variables en función de:

• Humedad
• Tamaño
• Compresibilidad
• Ángulo de reposo
• Abrasividad
• Densidad aparente

Métodos de Caracterización: La Tamización

El método más común para el análisis granulométrico es la tamización. En este proceso, el producto a analizar (B) se distribuye según el tamaño de partícula, resultando en:

• Rechazo (R): Partículas que quedan retenidas en el tamiz.
• Cernido (C): Partículas que atraviesan el tamiz.

La relación se expresa como: B = R + C

Definiciones Clave

Higrómetro

Instrumento que mide la humedad, es decir, la cantidad de agua disuelta en un gas o absorbida en un sólido.

Densidad

Existen dos tipos principales de densidad en sólidos pulverulentos:

• A granel: Densidad aparente.
• Compactada: Densidad empacada.

Compresibilidad

La compresibilidad es la capacidad de las sustancias pulverulentas para compactarse. Se calcula mediante la relación:

$$\text{Compresibilidad} = \frac{\text{Densidad empacada}}{\text{Densidad aparente}}$$

Equipos de Transporte de Sólidos

Los equipos de transporte de sólidos varían según múltiples criterios operacionales y económicos.

Criterios de Selección de Equipos

La elección del equipo adecuado depende de:

• Capacidad Requerida.
• Longitud de Transporte: Determina si se usan sistemas hidráulicos, de banda o de tornillo.
• Elevación:
  • Equipos que solo elevan (ej. cangilones).
  • Equipos que elevan y transportan horizontalmente (más costosos).
• Características del Material: Tamaño, abrasión, fluidez, dureza y efecto del material sobre la cinta.
• Exigencias del Procesado: Si se requiere cribado, enfriamiento, calentamiento o secado durante el transporte.
• Costes: Vida útil y gastos operativos.

Transportadores de Banda

• Recorren distancias de varios kilómetros.
• Alcanzan velocidades de hasta 5 m/s.
• Tienen un coste inicial alto, pero con buen mantenimiento poseen una mayor vida útil.
• Materiales comunes de la banda: Telas de caucho o algodón.

Elementos Clave del Transportador

Rodillos: Evitan que la banda se flexione por el peso del material transportado. Su diámetro depende de:

• La anchura de la banda.
• La velocidad de la banda.
• La carga transportada.

Tipos de Rodillo:

• De apoyo
• De impacto
• De retorno
• De guía

Tipos de Carga y Descarga

Tipos de Carga:

• Carga superior: Utilizada para materiales grandes.
• Cargas mixtas: Adecuadas para materiales polvorientos o de granulación fina.

Tipos de Descarga:

• Descarga centrífuga: Funcionan a gran velocidad.
• Descarga por gravedad: Funcionan a velocidades inferiores.

Otros Sistemas de Transporte

• Transportadores de banda o cadena (nylon).
• Transportadores de Cangilones (con cubierta superior e inferior).
• Transportes Hidráulicos.
• Transportes de Tornillo.

Transportador de Tornillo (Tornillo sin fin)

Características y aplicaciones:

• Funcionan a altas temperaturas y con materiales polvorientos.
• Se pueden desplazar en vertical o de forma inclinada.
• Transportan material en polvo o materia fina.
• No transportan materiales abrasivos, grandes o pegajosos.

Partes del Tornillo sin fin:

• Grupo de accionamiento (incluye un motor de encendido y apagado).

Transportadores Vibratorios Verticales

• Es un sistema de transporte vertical que puede alcanzar alturas de hasta 8 metros.
• Ventajas:
  • Tamaño reducido y diseño compacto.
  • Se pueden instalar en serie o en paralelo.

Transportadores Vibratorios Horizontales

• Transportador de una masa: Más económico.
• Transportador de dos masas o balanceado: Más eficiente.