SELECCIÓN DE BANDAS TRANSPORTADORAS

Eliecer Ángel IglesiasMilton Conde Lozano

Ingeniería AgroindustrialUniversidad del Atlántico

INTRODUCCIONEn la actualidad, el procesamiento de un producto industrial, agroindustrial, agrícola y minero están sujetos a diferentes movimientos, ya sean en sentido vertical, horizontal e inclinados. Para cumplir este objetivo, son utilizados equipos con el nombre de Cintas Transportadoras.

Las Cintas Transportadoras, vienen desempeñando un rol muy importante en los diferentes procesos industriales y esta se debe a varias razones entre las que destacamos; las grandes distancias a las que se efectúa el transporte, su facilidad de adaptación al terreno, su gran capacidad de transporte, la posibilidad de transporte diversos materiales 

BANDAS TRANSPORTADORAS

Las bandas transportadoras son elementos auxiliares de las instalaciones, cuya misión es transportar, elevar o distribuir materiales hacia otro punto. Son aparatos que funcionan solos, intercalados en las líneas de proceso y que no requieren generalmente de ningún operario que manipule directamente sobre ellos de forma continuada.

VENTAJAS

*Ventajas ambientales y de seguridad.

Efectuando la cubrición de las cintas, es posible evitar la dispersión del polvo producido durante el transporte, contribuyendo a mantener una atmosfera limpia.

*Facilidad de carga y descarga

Aunque en general las cintas transportadoras se cargan en un extremo de las mismas, es posible efectuar la carga en un punto cualquiera de las mismas, mediante dispositivos diversos (Tolvas, descarga directa desde otra cinta, etc.)

• Grandes flujos y grandes distancias: es corriente en la actualidad el transporte de hasta 10000 T/Hora, existiendo cintas que trasportan hasta 50000 T/Hora; en lo que respecta a la longitud, existen cintas de hasta 30 Km.

TIPOS DE BANDAS TRANSPORTADORAS

1. según el tipo de tejido

*De algodón.

*De tejidos sintéticos.

*De cables de acero.

2. Según la disposición del tejido

*De varias telas o capas.

*De tejido sólido.

3. Según el aspecto de la superficie portante de la carga

*Lisas (aspecto más corriente).

*Rugosas.

*Con nervios, tacos o bordes laterales vulcanizados.

4. Dependiendo de la movilidad

*Fijas

*Móviles

5. Dependiendo de la posición.

6. Dependiendo del tipo de banda y material a transportar

*Bandas de caucho

Este tipo de bandas se utilizan para el transporte, tanto exterior como interior, de productos y/o materiales a granel, en condiciones desde ligeras hasta muy duras. Las áreas típicas de trabajo para estas bandas son: canteras y movimiento de tierras, minería, puertos de carga y descarga, cerámica y vidrio, cemento y hormigón, piensos y cereales, etc.

• Bandas termoplásticasEste tipo de bandas son destinadas al transporte interior de productos o materiales no abrasivos en infinidad de aplicaciones, gran parte de ellas en la rama de la alimentación. Por la gran variedad existente, se utilizan en la mayoría de los sectores industriales: hortofrutícola, alimentación, manutención, cerámico, metalúrgico, madera, plástico, farmacéutico, artes gráficas, reciclaje,

*Bandas modulares

Se trata de bandas no continuas, es decir, formadas por módulos y cuya característica principal es la utilización de piñones de accionamiento, la principal características de estas bandas son:

• Buena tracción y alineación debido al arrastre por piñones. • Bajo coste de mantenimiento y número de paradas por avería (no necesita mano de obra especializada). • Todas las referencias son aptas para alimentación. • Gracias a la superficie abierta permiten el drenaje en procesos húmedos. • Posibilidad de transporte curvo.

*Bandas de malla metálica

Este tipo de bandas está especialmente indicado para el transporte de productos en diferentes aplicaciones industriales con temperaturas extremas, ya sean altas o bajas. También se emplean allí donde pueda haber un alto porcentaje de humedad con necesidades de drenaje, presencia de agentes contaminantes o corrosión química. Algunas aplicaciones son: hornos, secaderos, congelación, freidoras, etc

• Bandas de teflón

Las bandas de teflón son bandas monotela, de fibra de vidrio o de Kevlar, en tejido continuo o en malla. Gracias a las propiedades del PTFE(Politetrafluoroetileno), estas bandas presentan las siguientes propiedades:

• Extraordinaria anti-adherencia. • Elevada resistencia a la temperatura y a los agentes

químicos. • Atoxicidad y no envejecimiento.

Bandas plásticas con refuerzo interior metálico

Este tipo de bandas están formadas por plásticos y gomas más o menos duros dependiendo de las condiciones del transporte, material a transportar, distancia, etc. y por unos refuerzos internos formados por cables retorcidos de acero.

*Bandas tipo tuboLa banda tipo tubo permite transportar materiales sin derramamiento, incluso en el retorno de la banda. También permite sistemas inclinados y con curvas que ayudan a disminuir espacio en el equipo. Por otra parte, simplifica el transportador y asegura un ambiente libre de contaminación.

Las principales características de las bandas tipo tubo son:

• Evita derramamientos de material y que el producto transportado sea contaminado con sustancias que puedan caer sobre él.

• Permite curvas inclinadas simplificando el sistema y disminuyendo espacio.

• Se logra un nivel más bajo de ruido y vibración.

*  PARTES PRINCIPALES DE UNA CINTA TRANSPORTADORA.

1. Bandas Transportadoras

La función principal de la banda es soportar directamente el material a transportar y desplazarlo desde el punto de carga hasta el de descarga, razón por la cual se la puede considerar el componente principal de las cintas transportadoras.

2. Rodillos y Soportes

Los rodillos son uno de los componentes principales de una cinta transportadora, y de su calidad depende en gran medida el buen funcionamiento de la misma. Si el giro de los mismos no es bueno, además de aumentar la fricción y por tanto el consumo de energía, también se producen desgastes de recubrimientos de la banda, con la consiguiente reducción de la vida de la misma.

3. Tambores.

• Tambores MOTRICES ,que transmiten la fuerza tangencial a la banda

• Tambores NO MOTRICES, los cuales realizan la función de cambio de trayectoria de la banda

4. Tensores De Banda.

• Lograr el adecuado contacto entre la banda y el tambor motriz.

• Mantener la tensión adecuada en el ramal de retorno durante el arranque.

5. BastidoresLos bastidores son estructuras metálicas que constituyen el soporte de la banda transportadora y demás elementos de la instalación entre el punto de alimentación y el de descarga del material.

6.  Tolvas De Carga y Descarga

Se usan para cargar o descargar el material

7. Equipos de limpieza

Se utilizan rascadores para hacer la limpieza

Esquema de una cinta transportadora

• Son independientes de los trabajadores, es decir, se pueden colocar entre

máquinas o edificios y el material colocado en un extremo llegará al otro sin

necesidad de intervención humana.

• Proporcionan un método eficaz para el manejo de materiales mediante el cual los materiales no se extravían con facilidad.

• Se pueden utilizar para fijar el ritmo de trabajo siguiendo rutas fijas. Esto las

hace adecuadas para la producción en masa o en procesos de flujo continuo.

Las principales aplicaciones de las bandas transportadoras se dan mayormente en la minería, construcción, industria alimenticia e industria motriz entre otros.

APLICACIONES

SELECCIÓN DE BANDAS TRANSPORTADORAS

La selección correcta de una banda transportadora es aquella que resulta en los costos mas bajos, por tonelada de material transportado. Para una buena selección hay que tener en cuenta lo siguiente:

*Ancho de la banda

*Velocidad de la banda

*Capacidad

*Distancias a centros de poleas

*Altura

*Empalmes

*Trasmisión

*Tensores

*Diámetro de poleas

*Motor de trasmisión

• Propiedades físicas y químicas del material (Peso especifico del material, Ángulo de reposo del material, Ángulo de sobrecarga, Ángulo de máxima inclinación, Tamaño máximo de grano, Abrasividad, Cohesión, Fluidez, Temperatura, Corrosividad )

*El rendimiento puede calcularse:

En donde :• R= Rendimiento, TPH

• A= Área m2

• V= Velocidad de la banda, m/min.

• P = Peso especifico del material, ton/m3.

• e= Factor de eficiencia.

La mayor parte de las bandas que transportan materiales se acanalan de tal forma que el centro quede mas bajo que los bordes.

R = 60 A V P e

* El aumento en el ancho de la banda trae como consecuencia el aumento en cada uno de los componentes del transportador.

* Variables que afectan la producción.

1. Una vez elegido el ancho.

2. Velocidad del sistema

3. Peso especifico del material.

Ancho

Banda

A B C D E

45.7 68.6 11.4 24.4 18.1 17.3

50.8 74 “ 25.1 “ 17.3

61 84 “ 26.4 “ 19.1

76.2 99 “ 28.1 “ 27.8

91.4 114.3 30 “ “ 33Medidas en cm

*La Determina la tensión de la banda, con el objeto de que sea capaz de transmitir la fuerza al sistema motriz y resistir el impacto en el punto de carga y transportarla sin movimiento excesivo.

*En algunas ocasiones es la resistencia al impacto, mas que la resistencia a la tensión, el factor que determina las características de la banda.

SUMA DE POTENCIAS

1. Girar la banda vacía (X) .

4600GFxSLc

X

2. Mover la carga en el sentido

horizontal (Y) .

274FyCLc

Y

3. Mover la carga en el sentido vertical (Z) .

274

HCZ

BHP = X + Y Z

Tmax = Te + T2

T2 = Kte

S

BHPTe

)4563(

Para fines de diseño la tensión máxima de operación se transforma en tensión unitariaDividiéndola entre el ancho de la banda. A esto se le llama tensión de diseño (Tr)

Tm = Tensión maxima de trabajo (kg) Te = Tensión efectiva (kg) T1 = Tensión de lado apretado (kg) T2 = Tensión de lado flojo (kg) Tcwt = Tensión de la banda en el punto del tensor (kg) Tr = Tensión de diseño (kg/cm) Cwt = Contrapeso del tensor de la banda (kg) Lc = Distancia ajustada entre centros L = Distancia entre centros (m)

G = Factor de peso. Depende del ancho de la banda y representa el peso por unidad de longitud de distancia entre centros de las partes móviles del transportador.(kg/m)

Fx = Factor de fricción de las partes rodantes Fy = Factor de fricción de las partes rodantes S = Velocidad de la banda H = Elevación entre puntos de carga y descarga (m) C = Capacidad de la banda BHP = Potencia total requerida (HP) K = Factor motríz. Depende del área de contacto, tipo de tensor y

superficie de poleas. A = Ancho de banda Fr = Frecuencia o ciclo (2L/S)

*Se desea seleccionar el tipo de banda mas adecuado para operar bajo las siguientes condiciones.

1.Ancho de la banda, 76.2 cm.2.Distancia entre centros 175 m.3.Elevación entre puntos de carga y descarga, 22.6 m.4.Velocidad de la banda, 121.9 m/min.5.Material: piedra caliza menor de 15.2 cm. De diámetro, con 80% a

90% de finos y peso especifico de 1522 kg/m3.6.Carga máxima por hora, 455 toneladas métricas.7.Tipo de transmisión polea motriz sencilla revestida y colocada en el

punto de descarga.8.Arco de contacto, 210º.9.Diámetro de poleas, cabeza = 61 cm., doblar y de arco = 41 cm.10.Diámetro de rodillos = 15 cm.11.Inclinación de rodillos, 20º12.Empalmes de grapas.13.Ajuste de contrapeso cerca de la polea motriz.

1. Determinar la potencia necesaria.

2. Determinar la tensión máxima.

HPxxxSLGF

Xcx

94.54600

3.1319.12103.0574600

)(#72.8274

3.13145504.0274

HPxxFyCLc

Y

HPxHC

Z 52.37274

4556.22274

2.5252.3772.894.5 ZYXBHP

kgx

SBHP

Te 56.19539.121

45632.52)4563(

kgxKTeT 35.74256.195338.02

Tm = 1953.56 + 742.35 = 2696 kg

Tr = 2696/76.2 =35.38 kg/cm de ancho

1.1

1.2

3. Para seleccionar la banda apropiada se deben considerar los siguientes factores:

a. Resistencia suficiente para soportar la tensión máxima calculada.b. Flexibilidad transversal para que aun sin carga la banda se conforme

lo mejor posible a los rodillos.c. Cuerpo suficiente para resistir el impacto en el punto de carga y

transportarla suavemente.d. Flexibilidad longitudinal para que la banda flexione correctamente

sobre las poleas.e. Cubiertas que resistan el impacto, el corte y la abrasión. El servicio al

que ha de ser destinada y la frecuencia con que esta pasa por el punto de carga, determinan el espesor y calidad de las cubiertas.

f. Para el ejemplo desarrollado una banda de 4 lonas NYFIL 42-S, con cubierta superior de 4.8 mm., e inferior de 2.4 mm., sastiface plenamente los requisitos anteriores.

g. (#) Verifique en las tablas si la banda tiene capacidad suficiente para transportar el material. De acuerdo a las tablas de capacidad máxima es de 567 TPH.

* Calcular el rendimiento de una banda transportadora que se mueve a una velocidad de 74 metros por minuto, transportando un material cuyo peso especifico es de 1600 kg/m3, teniendo la banda un ancho de 45.7 cm y una eficiencia de 80%. Angulo de rodillos 20º.

* Datos1. R = ?2. A= ?3. P = 1600 kg/m3

4. v = 74 m/min5. E = 0.806. a = 45.7 cm

i. Calculo de área ( material: arena seca)

Consultando la tabla de ángulo de inclinación recomendados obtenemos los grados de inclinación. Arena seca = 15º con un ancho de banda de 45.7 cm y deduciendo de la figura tenemos los siguientes datos.

15º

20º

0.4570.229 0.229

x

x

Tan 15º = x/0.229X =0.061

A1 = 0.0139 m2

Tan 20º = x/0.229X =0.083

A1 = 0.019 m2

A = Aa + A2 = 0.0329

R = 60x 0.0329 x 1.6 x 74 x 0.8 = 186.97 TPH

Banda multicapa SUPERFORT

Campo de aplicación: En todos los campos del transporte de material a granel y en trozos, en condiciones de servicio livianas hasta sumamente pesadas. Soporte de tracción: El soporte de tracción consiste normalmente en 2 a 5 capas de tejido sintético EP poliester/nylon). El tejido EP es de alta resistencia, imputrescible, insensible a la humedad y de bajo alargamiento. Calidad de la goma: Las bandas transportadoras SUPERFORT pueden suministrarse en todas las calidades de ecubrimiento Dunlop-Enerka.

Banda de 2 Capas DUNLOFLEX

Campo de aplicación: En todos los campos del transporte de material a granel, en condiciones de trabajo livianas a semi-pesadas, en la industria de las materias básicas para la extracción, preparación y transformación de piedras y materiales, en la industria de la construcción, etc. Soporte de tracción: El soporte de tracción consiste en 2 capas de tejido sintético EP (poliester/nylon). El tejido EP es imputrescible, insensible a la humedad, y de bajo alargamiento. Calidad de la goma: DUNLOFLEX puede suministrarse en todas las calidades de recubrimiento Dunlop-Enerka.

Banda de 3 Capas TRIOFLEX

Campo de aplicación: Para condiciones de trabajo medianas hasta sumamente pesadas, gran altura de caida o material grueso en siderúrgicas y minas, coquerías, carga de minerales, canteras y graveras, plantas de preparación. Soporte de tracción: El soporte de tracción consiste en 3 capas de tejido EP sintético de alta resistencia. Estos tejidos son imputrescibles, insensibles a la humedad y de bajo alargamiento. Las 3 capas van unidas a un engomado intermedío extrafuerte, robusto y de alta elasticidad, para grandes cargas de impacto. Calidad de la goma: TRIOFLEX puede suministrarse en todas las calidades de recubrimiento Dunlop-Enerka. Para calidades especiales se precisan cantidades mínimas.

Son antiabrasivo, antigrasa y aceiteAnticalorico e ignifugo

Temperatura admisible * (ºC) Calidad Duniop-Enerka

Calidad DIN Mínima Continua Máxima

Caracaterísticas Campos de aplicación

RT N -30º 80º 100º

Alta resistencia a la abrasión, para condiciones de trabajo normales en la técnica general de transporte, para material a granel y embalajes.

RA - -30º 80º 100º

Mayor resistencia a la abrasión superior a la de RT.

RE M -30º 80º 90º

Alta resistencia a la abrasión y gran tenacidad, para trabajos extrapesados en el transporte de materiales con aristas vivas y gran altura de caida.

RS - -30º 80º 90º

Superresistente a la abrasión, para elevadas exigencias causadas por un material de grano fino altamente abrasivo.

Betahete T -20º 150º 170º

Resistente al calor, para material con temperaturas moderadamente altas.

Starbete T -20º 180º 220º

Alta resistencia al calor, para material con temperaturas continuas.

Deftahete T -20º 200º 400º Alta resistencia al calor y para cargas de t rabajo pesado causadas por material agresivo, de corta duración hasta aprox. 4001C (o más), como por ejemplo en el caso de nidos de rescoldo aislados o núcleos incandescentes de coke sinterizados, etc.

ANCHO DE LA BANDA

PESO MATERIALKG/M3

CAPACIDAD EN TONELADAS METRICAS POR HORA

VELOCIDAD DE LA BANDA15.2 30.5 45.7 61 76.2 91 106.7 121.9 137.2 1512.

6167.6 182.9 198.1 213.4

30.4

560 3.6 7.3 11 15 18 22

800 5.4 11 15 21 26 32

1200 8 15 24 32 39 47

1600 11 21 32 42 53 63

2000 13 25 39 53 65 78

2400 15 32 47 63 78 94

45.7

560 99 17 26 35 44 52 61 69

800 13 25 37 49 62 74 86 99

1200 18 37 55 74 93 111 130 148

1600 25 49 74 99 123 148 172 197

2000 31 62 93 123 154 185 216 247

2400 37 74 111 148 185 221 259 296

61

560 16 32 48 64 80 96 112 128 144 160

800 23 45 69 92 114 137 160 183 206 229

1200 35 69 103 137 171 206 240 274 308 343

1600 45 92 137 183 229 274 320 366 412 458

2000 57 114 171 229 286 343 400 458 512 571

2400 69 137 206 274 343 412 481 549 617 685

76.2

560 26 53 78 104 131 157 182 209 235 261 287 313 339 366

800 37 74 112 149 186 223 261 298 336 373 410 447 485 522

1200 55 112 167 223 279 335 391 447 503 558 617 671 726 785

1600 74 149 223 298 373 447 522 594 671 744 821 894 971 1043

EQUIPO NUEVO EQUIPO USADO

Fx 0.03 0.035

Fy 0.04 0.045

Lc = 0.55 L + 35.06

L 7.6 30.5

53.3 99.1 121.9

144.8

167.6

190.5

213.4

236.2

259.1

281.9

Lc 39.3 51.8

64.4 89.6 102.1

114.7

127.2

139.8

152.4

165.0

177.6

190.1

MATERIAL GRADOS DE INCLINACION

CEMENTO SUELTO “PORTLAND” 22

CARBON ANTRACITA NO CLASIFICADO 16

CARBON BITUMINOSO NO CLASIFICADO 18

COQUE CLASIFICADO 18

COQUE EN POLVO 20

CONCRETO NORMAL 15

CONCRETO MOJADO 12

TIERRA SUELTA 20

VIDRIO QUEBRADO 21

GRANO ENTERO 15

GRAVA DE CANTERA 20

GRAVA CLASIFICADA LAVADA 12

GRAVA CLASIFICADA SIN LAVAR 15

YESO EN POLVO 23

CAL EN POLVO 23

TRONCOS 10

MINERAL FINAMENTE MOLIDO 20

MINERAL EN PEDAZOS Y FINOS REVUELTOS 18

MINERAL CLASIFICADO 16

PAQUETES CON CARAS PLANAS SOBRE LA LONA 16

ROCA FINAMENTE MOLIDA 20

ARENA MOJADA 20

ARENA SECA 15

Ancho de Banda (cm)

Servicio livianoRodillos de 10 cm

Serv. Regular Rodillos de 12.7 cm

Serv. RegularRodillos de 15 cm

Serv. Pesado 7 a 10 capas rodillos de

15.2-17.8 cm

35.6 18 21

40.6 21 22 30

47.5 22 25 33

50.8 24 27 37

61 28 36 45 48

76.2 37 46 57 67

91.4 43 55 70 86

106.7 51 64 82 106

121.9 71 95 125

137 107 145

152.8 120 164

MATERIAL

LONAS

ALGODON 28

ALG. 28

NYFIL 28S

ALG.36

RAYON 40

NYFIL 32s

RAYON 40R

NYFIL 42S

RAYON 52R

ALG. 42

NYFIL 32S

ALG 48S

NYFIL 52R

NYFIL 65R

NYFIL 48S

NYFIL 65R NYFIL 75R

3 9 -13 11 - 16 13 - 19 14 - 21 16 - 29 18 - 27 20 - 29 21 - 32 23 - 35 27 – 40

4 13 - 18 16 - 21 19 - 25 21 - 29 24 - 32 27 - 36 29 - 39 32 - 43 35 - 96 40 – 54

5 18 - 22 21 - 27 25 - 31 29 - 36 32 - 40 36 - 45 39 - 49 43 - 54 46 - 58 54 – 67

6 22 - 27 27 - 32 31 - 38 36 - 43 40 - 48 45 - 54 49 - 59 54 - 64 58 -70 67 – 80

7 27 - 31 32 - 38 38 - 44 43 - 50 48 - 56 54 - 63 59 - 69 64 - 75 70 - 81 80 – 94

8 31 - 36 38 - 43 44 - 50 50 - 57 56 - 64 63 - 71 69 – 79 75 - 86 81 - 93 94 – 107

9 36 - 40 43 - 48 50 - 56 57 - 64 64 - 72 71 - 80 79 - 88 86 - 96 93 - 105 107 – 121

10 40 - 45 48 - 54 56 -63 64 71 72 - 80 80 - 89 88 - 98 96 - 107 105 - 116

121 – 134

CONCLUSIONES

• Este sistema de transporte por su eficiencia es uno de los pilares de la industria.

• Este tipo de maquinaria también a hecho que la industria cree productos con una mayor calidad y a un corto periodo de tiempo.

• Las bandas y rodillos transportadores han reducido los costos de producción en la industria.