BANDA
TRANSPORTADORA
Msc. Carlos Alberto Cama Polanco
Facultad de ingeniería, Universidad
Nacional del Altiplano de Puno
Puno 2018 - Edi.- I
CINTA TRANSPORTADORA DE ALIMENTOS
1.
DEFINICIÓN
Las cintas
transportadoras permiten mover materiales o cargas entre las distintas fases
del proceso productivo, haciéndolo más fluido y continuo. Diferentes
aplicaciones pueden tener diferentes configuraciones y controles, pero los
principios básicos de operación son los mismos, una correa sin fin (acoplada en
ambos extremos) es jalada por la fricción creada por un tambor impulsor
(también llamado tambor principal) y desenrollada en un ciclo continuo por una
polea loca que gira libremente en el extremo opuesto de la correa. polea. Su
principio de funcionamiento parece muy simple, pero en realidad, el buen
funcionamiento del transportador requiere de un monitoreo continuo y la
implementación de nuevas tecnologías para prevenir y mitigar posibles
fallas.[1]
Figura 1. Diagrama principal de una cinta transportadora.
Las cintas
transportadoras permiten mover materiales o cargas entre las distintas fases
del proceso productivo, haciéndolo más fluido y continuo. Diferentes
aplicaciones pueden tener diferentes configuraciones y controles, pero los
principios básicos de operación son los mismos. Una correa sin fin (acoplada en
ambos extremos) es jalada por la fricción creada por un tambor impulsor
(también llamado tambor principal) y desenrollada en un ciclo continuo por una
polea loca que gira libremente en el extremo opuesto de la polea donde su
principio de funcionamiento parece muy simple, pero en realidad, el buen
funcionamiento del transportador requiere de un monitoreo continuo y la
implementación de nuevas tecnologías para prevenir y mitigar posibles
fallas.[2]
La función
de la cinta transportadora es
transportar material
continuamente a varias distancias para ello se necesita una unidad de
accionamiento que pueda soportar las fuerzas requeridas. La fuerza generada por
el motor se transmite al tambor de control, donde la fricción con la cinta
transportadora produce la fuerza motriz del sistema. Así se mueve la banda. Los
rodillos tratan de reducir el coeficiente de fricción con la correa para
mejorar el movimiento de la correa dentro del sistema.
Finalmente, la correa llega a la polea de cola
donde comienza a retroceder y pasa unos rodillos para evitar que la correa
caiga al suelo por la gravedad. Este movimiento finaliza cuando se alcanza el
tambor de control y se reinicia el ciclo de transporte.
Teniendo en
cuenta la variedad de utilidades y considerando la diversidad de los productos
transportados, incluyendo personas, las opciones en el diseño y materiales de
fabricación de las cintas transportadoras es muy diverso, por lo cual su
aplicación en las grandes industrias no esta a discusión, a continuación
mostraremos algunos de los campos donde más se observa su uso:
● Minería: La industria minera requiere bandas
industriales que sean resistentes al desgaste y al impacto. Suelen utilizarse
tanto al aire libre como bajo tierra para el transporte de minerales,
carbón, caliza, arena y grava (piedras
formadas por fragmentos de roca).
● Construcción: Dada su alta flexibilidad y
resistencia al desgaste, es un aliado de la construcción, brinda un gran aporte
para posibilitar el transporte de materiales en pendientes, la superficie tiene
una textura especial para evitar resbalones y posibles accidentes.
● Fabricación: Permiten mover materiales y
mercancías de forma fiable y optimizar los tiempos de producción sin la ayuda
de personal.
● Puertos y Terminales de Transporte: Ya sea en el mar o en tierra, las
bandas transportadoras industriales facilitan la carga y descarga de materiales
de barcos y camiones, facilitando el abastecimiento a muchos negocios dentro de
polígonos industriales.
● Uso Comercial: Almacenes y supermercados utilizan
bandas para facilitar el trabajo de cajeros y empacadores. Los artículos
comprados por una persona se colocan en la cinta, que se mueve constantemente,
acercando cada artículo o artículo de comida al empleado.
● Industria agrícola: se utiliza para transportar todo,
desde papas hasta granos, semillas. maíz, frutas. Juegan un papel muy
importante ya que son los encargados de cuidar los alimentos, mantenerlos en óptimas condiciones y evitar que se dañen. Las bandas utilizadas
en esta industria son fabricadas sin afectar el desempeño de la banda,
diseñadas para soportar condiciones ambientales cambiantes, temperaturas altas
y bajas. [3]
2.
VENTAJAS DE SU USO
En los
últimos años se han destacado las ventajas que han fomentado el uso de las
cintas transportadoras como sistema de transporte ideal para el transporte de
materiales. Dependiendo del producto y de las necesidades de cada empresa, algunas
de las ventajas más notables son:
● Capacidad de transporte: El material tiene una alta capacidad
de transporte, mucho más que otros sistemas es caro.
● Adaptación al Terreno Perfiles y
Versatilidad: Otra característica del transportador, muy utilizado en
operaciones de minería y perforación, es que se adapta al terreno incluso en
ángulos de inclinación relativamente altos. Además, el uso de bandas
transportadoras permite diseñar líneas de transporte de materiales adaptables a
cualquier tipo de configuración o implementación de procesos productivos en
industrias, almacenes, etc.
● Bajo consumo energético: las cintas transportadoras han
demostrado utilizar menos energía por tonelada de material transportado que
otros sistemas de transporte. La mayoría
de las correas transportadoras son impulsadas por motores eléctricos, pero la
versatilidad de sus diseños les permite utilizar otras fuentes de energía para
impulsar las poleas de transmisión de la correa.
● Degradación mínima de los materiales
transportados: Otro aspecto
interesante es que los materiales transportados sufren daños mínimos durante el
transporte. El uso de cintas transportadoras garantiza un transporte fluido y
minimiza o prácticamente insignificante las interrupciones del material durante
el transporte. Además, la configuración de la cinta transportadora permite el
uso de elementos de cobertura que protegen el material durante el transporte o
la propia cinta de las inclemencias del tiempo, aumentando así las condiciones
de almacenamiento y durabilidad.
● Tareas de mantenimiento fáciles: El proceso de reparación o reemplazo
de componentes en el transportador, suele ser una tarea rápida y fácil y no
requiere experiencia especial, lo que reducirá en gran medida los costos de
mantenimiento para este tipo de transportador incrementando así la cantidad y
calidad del trabajo.
● Aumento
de la productividad: Aumenta el ritmo de
producción de la empresa y reduce el agotamiento de los empleados y colaboradores,
por lo que podrán enfocarse en otras actividades menos repetitivas.
● Velocidad
ajustable: se puede ajustar la velocidad de la
cinta transportadora a la velocidad óptima para cada proceso de producción.
● Son
versátiles: Pueden estar instalados
en el suelo, en elevación o con ruedas para facilitar su movilidad en tareas de
mantenimiento o pasos cerrados.
● Son
modulares y adaptables al entorno:
con las cintas transportadoras de banda podemos seguir una ruta fija y actuar
en un área limitada. En cambio, con las cintas transportadoras de banda modular
podemos actuar en recorridos con curvas (horizontales y verticales).
3.
TIPOS DE CINTA TRANSPORTADORA
Las cintas transportadoras se pueden clasificar según su estructura de la siguiente manera:
Fabricación lisa: La banda de transporte es lisa porque se transportan materiales de un cierto peso y consistencia que no se van a desplazar hacia los lados durante el movimiento.
Fabricación tosca: La superficie es rugosa, por lo que no se cae nada. Se puede ver transportando carga ligera a granel de forma irregular, como frutas, forraje y agregados.
Fabricado con lengüetas festoneadas: Fabricado de esta manera para garantizar que el conjunto se sujete en un ángulo pronunciado y sujete el material para evitar que se suelte.
4.
COMPONENTES PRINCIPALES DE LA CINTA TRANSPORTADORA
Figura 2. Componentes principales de la cinta transportadora
4.1.
Rodillo
El rodillo
soporta el peso de la correa y está montado sobre cojinetes de modo que gira
con el movimiento de la correa, facilitando el movimiento de la correa. Como
regla general, se colocan varios rodillos a distancias según el tipo de correa
y la carga a transportar. Te mostraré cómo calcularlo más tarde. Dependiendo de
la posición que ocupe el rollo en la cinta, puede ser de diferentes tipos según
la función que realice. En este sentido, las cintas transportadoras se pueden
distinguir de la siguiente manera:
● Rodillos de alineación: Sirven para alinear la banda dentro
de la propia instalación.
● Rodillo cilíndrico con aros de goma: son adecuados para soportar los
fuertes impactos del material en las zonas de carga, mientras que si se montan
en los rodillos de retorno, deben ser adecuados para facilitar la limpieza de
la banda.
● Rodillos de retorno: Conformados por discos de goma.
● Rodillos de impacto: Recubiertos de discos de goma para
absorber los golpes provocados por la caída de bloques en las tolvas de
recepción.
● Rodillo cilíndrico: Poseen la superficie exterior lisa,
tal como la obtenida mediante el empleo de tubos de acero.
Figura 3. Rodillos de transporte.
4.2.
Tambor de reenvío
El tambor de reenvío normalmente se coloca en
el lado opuesto de la posición que
ocupaba el tambor motriz al comienzo de
la instalación. La función de la polea de cola es llevar la cinta
transportadora de vuelta al otro extremo de la cinta donde se encuentra la
polea de transmisión como se mencionó anteriormente, este elemento le permite
limpiar el interior de la correa antes
de que entre en contacto con el tambor para evitar daños.
4.3.
Tambor de inflexión
En
transportadores con contrapeso para tensar la correa, la polea trasera se
encuentra en el marco del contrapeso. Hay dos poleas de cola con la capacidad
de cambiar la dirección de la correa, guiando la correa al sistema de
contrapeso vertical del dispositivo.
4.4.
Tambor motriz
El tambor
motriz generalmente se encuentra en la cabeza, al lado opuesto del tambor de
reenvío,es el encargado de transmitir el movimiento de traslación a la cinta.
Generalmente se accionan a través de un motor de engranajes eléctrico o una
transmisión de polea acoplada al eje del tambor, pero también pueden ser
accionados por otros tipos de motores, como los motores de combustión interna.
En general,
los tambores de transmisión con superficies de goma se colocan de manera que el
contacto entre el tambor y la correa sea favorable para evitar que la correa se
deslice sobre la superficie del tambor. Un sistema de varillas roscadas permite
ajustar la posición precisa del tambor impulsor, ajustando así la presión
creada entre el tambor y las superficies de la banda para promover un buen
contacto y el deslizamiento entre superficies, además, las poleas principales
suelen tener un raspador de cuchillo con un brazo de reacción ajustable y un
raspador de metal endurecido que puede limpiar la correa desde el exterior.
Figura 4. Tambor motriz.
4.5.
Motor reductor
Para
accionar la polea de arrastre que mueve la correa, normalmente se utiliza un
motor eléctrico con reductor cuyo eje de
salida engrana con el eje de la polea de
arrastre de la correa. Al igual que con la instalación eléctrica, el sistema
debe estar equipado con el cableado eléctrico adecuado, se conecta a la fuente
de alimentación y también sirve como conexión entre todos los componentes
eléctricos que componen el sistema. Como: B. Botones de arranque y parada para
control y protección de equipos necesarios para una instalación segura.
Figura 5. Motor reductor.
4.6.
Tolva
Una tolva es
un contenedor similar a un embudo de gran talla destinado al depósito y
canalización de materiales, sustancias, granulares o pulverizados y
regularmente va montado en una base. Es de forma cónica, la carga se efectúa
por la parte superior y la descarga se realiza por una compuerta inferior por
lo que son muy utilizadas en agricultura, en construcción, farmacéutica y otras
actividades industriales. Una tolva puede estar fabricada de diferentes
materiales según sea el objetivo de su uso así como el producto a almacenar.
Figura 6. Tolva de vertido de material.
4.7.
Encauzador
Un factor
importante que evita que el material salga
de la banda, especialmente durante el proceso de expulsión de la banda,
es el elemento de canalización. Por lo general, está hecho de chapa y se monta directamente en el marco de la
banda para evitar la pérdida de material por los lados de la banda. Se puede
instalar a lo largo de todo el recorrido de la banda, generalmente se usa
principalmente para la descarga de
material ya que existe un mayor riesgo
de derrame de material.
Es el área
donde se espera que el material se derrame
por los lados, por lo tanto, este elemento de canal se suele colocar a
ambos lados de la cinta del primer metro lineal para evitar que los restos de
material se desprendan de la cinta transportadora por impacto durante la
descarga. El sistema de conductos generalmente se fija con sujetadores
mecánicos al marco que soporta la correa.
En la parte
inferior del canalizador en contacto con la cinta transportadora se suele
colocar una tira de goma o espuma para evitar que la placa del canalizador
entre en contacto directo con la cinta
evitando así que se produzcan roces entre la banda y la chapa metálica del
elemento de conducto, que podría dañar
la propia banda, y al mismo tiempo evita la pérdida de material por este
espacio.
Figura 7. Encauzador.
4.8.
Estación superior
Las
estaciones superiores de rodillos pueden ser planas de un rodillo, en “V” o
bina de dos rodillos y en artesa de tres rodillos. Estas se atornillan a los
bastidores de la cinta con separaciones en función del lugar, la carga y la
velocidad de la banda. Se pueden fabricar con ángulos desde 0º hasta 45º,
incluso de ángulo variable.
Figura 8. Estación superior.
4.9.
Estación de retorno
El soporte
del rodillo inferior recto sirve para soportar la parte inferior de la banda.
Se instalan rodillos de retorno cada 2,4–3 m del transportador (la distancia
puede ser diferente en los tramos de la ruta donde hay abultamientos). El
rendimiento de los soportes de rodillos rectos es similar al de los soportes de
rodillos ranurados. Los rodillos pueden ser lisos, revestidos de goma y de
disco. La lubricación de los rodillos está incrustada.
Figura 9. Estación de retorno
4.10.
Estacion de impacto
Este tipo de
soporte de rodillos se utiliza para soportar cargas voluminosas. La cinta
transportadora puede dañarse si es expuesta a mucho peso por lo cual este
soporte de rodillos está equipado con anillos de goma. El dispositivo de
bloqueo y los tamaños del anillo están diseñados adecuadamente para un fácil
reemplazo por lo cual puede proteger la cinta transportadora al absorber los golpes
en el punto de carga. Incluye tres rodillos alineados, con rodamientos
incorporados sobre ejes no giratorios. [4]
Figura 10. Estación de impacto.
4.11.
Tripper
La cinta
tripper es un transportador que conecta carros tripper eléctricos. Esta máquina
se utiliza comúnmente para realizar varios acopios con la misma dirección de
movimiento pero con diferentes emisiones.
Figura 11. Tripper.
4.12.
Banda transportadora
Es un
elemento flexible encargado de transportar material desde el punto de carga de
la banda hasta el otro extremo donde se descarga el material transportado. Hay
muchos tipos de cintas transportadoras en el mercado, cada una adecuada para el
tipo de material que se transporta y las condiciones de funcionamiento de la
cinta.
4.12.1.
Materiales para bandas transportadoras
Los
materiales de la banda transportadora son en gran medida la garantía de la
calidad de la banda, por lo que deben conocerse y seleccionarse de acuerdo con
la aplicación para garantizar una vida útil más larga. Y es que es un elemento
cuya función debe ser capaz de soportar la acción de varios esfuerzos, como:
● El peso del material transportado y
el impacto causado por la caída del material sobre la banda en el punto de
carga provoca la erosión de la superficie de la banda.
● Factores externos (clima o ambiente
de trabajo) que pueden atacar y degradar las propiedades de los materiales de
fabricación de la cinta.
● Las fuerzas longitudinales derivadas
del esfuerzo tangencial del tambor motriz que hace mover a la cinta
transportadora, y del esfuerzo de tensado de la cinta.
Figura 12. Materiales de la banda transportadora.
Para
garantizar que pueda soportar todas
estas tensiones, las cintas transportadoras suelen constar de dos componentes
principales:
● Un tejido interior resistente que
transmite los esfuerzos derivados del peso de la carga y de la acción del
tambor motriz
● Una serie de recubrimientos
exteriores que protege a la banda de la erosión e impactos.
En la tabla
que mostramos a continuación mostramos algunos de los principales tipos de
tejidos empleados para la fabricación de bandas:
|
TIPO DE
TEJIDO |
DESIGNACIÓN |
|
Algodón |
B |
|
Rayón |
Z |
|
Poliéster |
E |
|
Poliamida |
P |
|
Cables de
acero |
St |
4.12.1.1.
Cobertura
● Banda transportadora de PVC: Es de las más duraderas y flexibles.
Hay dos tipos de bandas transportadoras recubiertas de PVC: tipo OV y tipo EX.
La banda de PVC es resistente al aceite y grasas. Estas bandas azules y blancas
resistentes al aceite y al aceite cumplen con los requisitos de la
Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) y la Unión Europea (UE) para
la manipulación de alimentos y productos relacionados. Las bandas de PVC tipo
EX son resistentes a la abrasión y tienen una buena resistencia mecánica, lo
que las hace particularmente adecuadas para aplicaciones agrícolas y el
transporte de materiales altamente abrasivos. [9]
➔ Ignífugas,
de conformidad con ISO-340: Para aeropuertos y otras terminales fabricamos bandas
transportadoras de PVC especiales con una cobertura ignífuga.
➔ Bandas transportadoras de poliuretano (PU): Las cubiertas de
termopoliuretano presentan una excelente
resistencia a grasas, aceites y productos químicos. Las cintas transportadoras
de PU tienen una vida útil muy larga y una excelente flexibilidad, sus colores
azul y blanco cumplen con las especificaciones de la FDA y la UE. El cinturón
de PU se vende en dos estilos:
➢ 87A Durómetro: Blanco, Azul, Verde, Azul
Petróleo.
➢ 92A Durómetro: Blanco, Azul, Verde, Azul
Petróleo y Negro.
● Banda transportadora de poliolefina:
Se
usa ampliamente por su excelente resistencia química y propiedades
antiadherentes. Se puede utilizar para diversos fines. La poliolefina se
desarrolló específicamente para la industria tabacalera e incluso si la
poliolefina entra accidentalmente en el flujo de producción y luego se
incinera, la funda de poliolefina está libre de sustancias nocivas. Los
revestimientos de poliolefina cumplen con las especificaciones de la FDA y la
UE para todo tipo de alimentos. Hytrel se puede utilizar para alimentos secos.
Tiene dos revestimientos de poliolefina.
➔ Polietileno: Primer poliolefino auténtico que
cumple con las especificaciones de la FDA y la Unión Europea para todo tipo de
alimentos.
➔ Hytrel (Poliéster Termoplástico):Un nuevo desarrollo en
resistencia a la abrasión. Hytrel cumple con las especificaciones de la FDA y
la Unión Europea, pero está diseñado sólo para alimentos secos.
● Banda transportadora de silicona: Es resistente a muchos productos
químicos como los aceites y grasas. Las bandas transportadoras recubiertas de
silicona cuentan con excelentes propiedades antiadherentes para aplicaciones
alimentarias como el transporte del turrón o caramelo. Además, es muy adecuado
para doblar y pegar productos de papel en la industria de la higiene, como
pañales.
● Cintas
transportadoras de fieltro: Se utilizan para transportar una variedad de
materiales, como la industria automotriz, alimentaria y pesada. Tiene dos versiones
diferentes.
➔ Fieltro negro: ampliamente utilizado en centros de
distribución, la industria automotriz y el transporte de caucho sin curar.
➔ Fieltro blanco: ampliamente utilizado en una
variedad de aplicaciones de panadería que trabajan con masa.
4.12.1.2.
Tejidos
Hay dos
tipos básicos de tejidos que se utilizan en la fabricación de cintas
transportadoras: tejidos rígidos y tejidos no rígidos. [10]
● Tejido R - Tejido rígido para bandas transportadoras: Presenta hilos de monofilamento que
recorren la banda para proporcionar una excelente estabilidad lateral. Existen diferentes tipos de tejidos rígidos
según el tipo de hilo monofilamento utilizado.
➔ (U)LR-tejido, rigidez ligera
➔ HR-tejido, rigidez con estiramiento
reducido
● Tejido N - tejido no rígido para bandas transportadoras: En canal o material a granel y se
utiliza para el transporte a granel en artesa o para transportadores curvos.
● Tejido especial:
➔ Tejido RZ: Este tejido se utiliza
principalmente para cintas transportadoras en
la industria de la panadería. Una combinación de monofilamento e hilos de viscosa produce
telas más gruesas para productos pesados
➔ DRA
Tela: Poliéster entretejido.
➔ Tejido XR: Proporciona una excelente estabilidad lateral, se puede
utilizar en túneles de enfriamiento de chocolate y transportadores de cuello de cisne.
● Otras telas para
bandas transportadoras:
➔ Tela CP: O también llamado tejido de algodón/poliéster, cuenta con
hilos rellenos de algodón para absorber la humedad e hilos de poliéster para
mayor resistencia y estiramiento
reducido. Para la tela se utiliza tela de algodón no pegajosa y caucho no vulcanizado.
➔ Tejido W: Es un tejido silencioso con una
estructura especial que reduce el ruido generado por la banda. Se utilizan en
lugares de reunión de personas, como aeropuertos, centros de distribución y
cintas de correr de gimnasios.
➔ Paño M: Cuenta con un paño muy resistente que se utiliza para
aplicaciones muy exigentes, como lijar granito y mármol y mover pisos de
camiones. Los monofilamentos en la tela contribuyen a la planitud y curvatura
del cinturón.
➔ Y-Woven: Hecho de una fibra muy fuerte para aplicaciones donde se
requiere poca elasticidad.
● Composición de tela
antiestática:
Algunas telas (R, LR, DR, XR, N, W) se pueden combinar con hilo de carbono para
darle a la banda propiedades
antiestáticas.
4.12.2.
Tipos de banda
4.12.2.1.
Banda de media luna
Las bandas
con medias lunas son utilizadas en aplicaciones de transportadores con
inclinación y caídas moderadas, así como en aplicaciones de transporte,
descarga y procesamiento de carne, frutas, verduras y alimentos donde los
aceites y las grasas están presentes.[5]
Figura 13. Banda transportadora de media luna.
4.12.2.2.
Banda con tacos
También
conocido como transportador de cangilones para frutas, se utiliza para levantar
mercancías o productos que requieren una mayor estabilidad o que no pueden
transportarse mediante transportadores de rodillos debido a su tamaño o
naturaleza. Las cintas transportadoras con cangilones se utilizan en muchos
lugares en plantas de procesamiento de frutas y procesos de producción, ya que
los cambios de altura lineales y constantes son muy importantes. Soportes físicos continuos, correas, que
pueden montarse sobre plataformas de varias dimensiones y tener varios tipos de
aditamentos (protecciones laterales, topes, desviadores, pasamanos, ruedas,
etc.) o consiste en un movimiento ascendente de la correa . fijación neumática
o mecánica). La velocidad y la capacidad de carga dependen tanto de las
características del material a mover (frutales, cítricos, tubérculos, etc.)
como del tipo de cinta elevadora de cangilones.
Figura 14. Banda
transportadora con tacos.
4.12.2.3.
Banda de gota de lluvia
Figura 15. Banda transportadora de gota de lluvia.
4.12.2.4.
Banda con ondas
Figura 16. Rodillos de transporte
Materiales disponibles para cada
tipo de aplicación:
● PVC
● Pu
● Silicona
● Poliéster
● Poliolefina
● Elastómero
Las ondas
sobre la superficie de la banda amortiguan el golpe del producto transportado,
asegurando el transporte del producto sin daños por lo cual se usa generalmente
para el transporte de fruta delicada, como lo son las paltas y mandarinas.[6]
En las siguientes
imágenes podremos apreciar las medidas a tener en cuenta para componer una
banda con ondas. [7]
Banda con onda continua
Figura 17.Medidas de la banda con onda continua
Para banda
con ondas denotamos que la altura de la banda está dada por la altura de las
ondas más la altura de la banda utilizada en la superficie, siendo ambas
alturas el espesor de la banda, considerando un trozo de madera y queremos
saber sus medidas, cuando las tomamos podemos notar que tanto la altura y el
espesor pueden ser tomamos como uno solo.
Figura 18. Ejemplo de espesor
Podemos hipotetizar que si dado que su espesor
será en función del tipo de aplicación y de la anchura de fabricación de la
banda, en este caso damos como manifiesto que la altura que se miden dentro de
la banda es lo mismo que su espesor, puesto que realiza un mismo trabajo en un
determinado tiempo.
Figura 19. Cinta transportadora
MODELO FAJA TRANSPORTADORA
Material de faja : PVC sanitaria
Largo : 3m de largo x
Ancho : 25 cm de ancho x
Espesor : 4 mm de espesor (faja útil)[8]
Figura 20. Nuevas medidas de la banda con onda continua
