TRANSPORTE NEUMÁTICO
A) DESCRIPCIÓN
Para determinar cuando fue empleada por primera vez la capacidad de trabajo del aire comprimido, debemos remontarnos miles de años atrás, hasta el día en que un cazador empleo por primera vez una cerbatana y una flecha para abatir su pieza.
Ya en 1888 en París se instaló una red distribuidora de aire comprimido que se extendió por toda la ciudad con una red principal de 7 kilómetros a una presión de 6 bar. Esta red de aire servia entre otras cosas para la distribución neumática de la correspondencia. (Otras aplicaciones fueron relojes neumáticos, ascensores, etc...).
Desde
ese momento el transporte neumático de materiales ha ido incrementándose
constantemente tanto en diversidad de formas como de materiales que transporta.
En líneas generales, el sistema se basa en una corriente continua de aire que impulsa o arrastra los objetos manipulados por el interior de un sistema de tuberías.
Se clasifican en:
1- Impulsión por aire comprimido
2- Arrastre por succión o vacío
3- Mixto, formado por los dos anteriores.Con relación a su aplicación se clasifican como sigue:
1- Transporte de productos a granel
2- Transporte de cartuchos, o sea, de recipientes apropiados en cuyo interior
se pueden cargar mercancías eventualmente.
3- Transporte de elementos sólidos
B) PARTES FUNDAMENTALES
Las partes fundamentales de estos transportadores son
- Un ventilador, compresor o bomba aspirante que es el elemento encargado de producir el aire a presión para empujar los materiales o, en su caso, para crear la succión necesaria en el transporte.
- Un ciclón, que es el elemento en el cual se separan los materiales y que esta colocado en el punto o puntos de descarga.
En los ciclones, el movimiento circular de los gases en el interior del ciclón, provoca el desplazamiento de las partículas hacia las paredes del mismo, con las cuales chocan, lo que provoca una perdida de velocidad de las partículas, que caen y se recogen en la parte inferior del equipo.
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Ciclón
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- Uno o varios filtros, cuya misión es impedir que si se transportan sustancias polvorientas,
estas lleguen hasta la bomba o a la atmósfera.
Los más generalizados son:
- Filtros de mangas: Un material textil en forma de manga se interpone en la corriente de gas actuando como tamiz o colador. La eficacia de la captación
depende fundamentalmente de la porosidad del tejido y de su espesor.
- Filtros electrostáticos: El gas cargado de polvo atraviesa una cámara en la que hay varios campos eléctricos de alta tensión. Las partículas se cargan negativamente y son atraídas por los electrodos de descarga donde quedan depositadas.
- Filtros húmedos: En estos filtros al flujo de gases se le hace pasar en contracorriente a una cortina de agua y un filtro plástico, de forma que las partículas son separadas por el agua.
- Una red de tuberías, que son las encargadas de conducir los materiales transportados flotando en aire.
Dependiendo del tipo de transporte que estemos realizando suelen ser de acero sin soldadura, y su diámetro puede llegar a ser de más de 300 mm.
Para los de baja y media presión, pueden emplearse espesores del tubo menores que para los de alta presión, debido a la abrasión.
En el transporte de documentos y muestras encapsuladas, las uniones de tuberías serán a tope sin soldaduras, selladas con bridas exteriores, para evitar irregularidades que pudieran atascar la cápsula o dañarla.
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Red
de tuberías
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Son
muy empleadas en la industria y, en general, se puede decir que se utiliza el
sistema de impulsión cuando el compresor se puede instalar en el extremo
de la alimentación, y el sistema de aspiración cuando el grupo
motor se instala en el extremo de la descarga (destino).
Admiten diversos tipos de instalación, siendo los más clásicos
los siguientes:
Este sistema se emplea principalmente para el manejo de materiales polvorientos o triturados que tienden a apelmazarse, como carbonatos, cal, sílice, arena, granalla, etc...
Funcionamiento
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Esquema
de instalación por impulsión
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Su funcionamiento se basa en la corriente de aire producida por un compresor,
que se introduce en las tuberías de carga, cayendo el material a la red
de tuberías por medio de un alimentador especial de paletas que permite
la entrada del material sin permitir la salida del aire comprimido.
Se puede prescindir de colocar ciclones en los puntos de descarga, que pueden
ser varios, pues en realidad "la atmósfera" actúa como
ciclón, pero cuando los materiales son muy polvorientos en los puntos
de descarga se colocan "ciclones" que permiten por su parte inferior
efectuar las descargas y por la parte superior llevar filtros para que el aire
de salida no contamine la atmósfera.
Ventajas e inconvenientes
Sus ventajas principales son:
Simplicidad de descarga que puede realizarse sin necesidad de separador de aire si el material no es polvoriento; posibilidades de conseguir mayores presiones; posibilidad de transportar una mezcla de aire y material de mayor densidad, con la correspondiente economía de energía; velocidad creciente desde la entrada a la salida, que evita los apelmazamientos eventuales.
Sus principales inconvenientes son:
Dificultad de conseguir una buena entrada del material en el circuito; mayor facilidad de condensación de agua.
Este tipo de transporte neumático se emplea especialmente para manipular granos, cereales, semillas, sal y otras sustancias granulosas que no sean adhesivas, pegajosas o frágiles.
Se utilizan para descarga a silos de vagones, de bodegas de buques,
etc, pudiendo dar rendimientos de hasta 175000 litros de grano por
hora.
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Esquema
de instalación por aspiración
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Funcionamiento
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Diferencia
de presiones en la tubería
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Los transportadores por vacío se utilizan para "aspirar el material.
El aire es evacuado de la tubería de aspiración y la presión
atmosférica empuja el material en la misma. Por tanto, es la presión
atmosférica la que, indirectamente, hace el trabajo. La corriente de
aire que se forma en el proceso de igualar las presiones, arrastra las partículas
sólidas al interior de la tubería.
Todos
los transportadores por vacío funcionan según el principio
básico ilustrado más abajo. El material es transportado por una tubería,
desde un punto de aspiración a un depósito en el que es separado
del aire. Un filtro limpia el aire antes de que pase por la fuente de vacío.
La secuencia de funcionamiento es regulada por una unidad de control.
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Partes del transportador por vacío
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1. El vacío es generado por una bomba accionada por aire comprimido A. La bomba puede ser controlada automáticamente. Debido al hecho de que la bomba no tiene partes móviles no necesita prácticamente mantenimiento.
2. Cuando la válvula de fondo B se cierra, se genera vacío
en los contenedores C y en las tuberías de transporte D.
3. De la estación de alimentación E, el material es aspirado en las tuberías de transporte en el interior del transportador.
4. El filtro F previene que el polvo y las partículas finas alcancen la bomba y a través de ella, el entorno de trabajo.
5. Durante el periodo de aspiración el tanque de choque de aire G se llena de aire comprimido.
6. Cuando el volumen interior del contenedor está completo la bomba de vacío se detiene. La tapa de la válvula de fondo se abre y el material del contenedor se descarga. Al mismo tiempo, el aire comprimido en el tanque se libera y se limpia el filtro.
7.
Cuando la bomba se reinicia, el proceso se repite y comienza un nuevo
ciclo. Los tiempos de aspiración y descarga están normalmente
controlados por un sistema de control neumático o eléctrico
H.
VENTAJAS:
Tienen las siguientes ventajas: simplicidad; posibilidad de aspirar los materiales de la pila o depósito donde están almacenados; evitan el paso de los materiales por la bomba.
INCONVENIENTES:
Sus inconvenientes pueden resumirse como sigue:Necesidad de instalar un filtro para separar el aire del material, limitación de la potencia porque en la practica difícilmente se consiguen presiones inferiores a 0.9 atmósferas con una bomba y 0.4 atmósferas con un ventilador.
En
este tipo de instalaciones existen dos sistemas:
- Con ventilador atravesado por el material.
Tiene las ventajas e inconvenientes de los tipos de instalación anteriores, pero el material puede estropearse al pasar por el ventilador y las palas de este sufrirán mucho desgaste.
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Esquema
instalación mixta (ventilador atravesado por el material)
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- Con bombas no atravesadas por el material.
Se utilizan dos bombas independientes,
una para la aspiración y otra para la compresión o
una sola bomba instalada en derivación con un separador.
Las instalaciones con bomba se emplean para transportar materiales
en polvo fino como cemento, almidón, arcilla, etc., y pueden
vencer distancias considerables.
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Esquema
instalación mixta (bombas no atravesadas por el material)
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El funcionamiento de los dos tipos de sistemas mixtos que se describen, como se ve, se basan en los anteriormente citados de aspiración e impulsión.
Como
se ha dicho, puede emplearse el aire comprimido o el vacío y con ello
se obtienen cinco tipos principales de instalaciones para el transporte de cartuchos:
- Instalaciones por aspiración en
línea independiente.
- Instalaciones por aspiración en línea combinada.
- Instalaciones por impulsión en líneas independientes.
- Instalaciones por aspiración e impulsión en líneas independientes.
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Instalaciones por aspiración o impulsión
en líneas combinadas.
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Estación
de recepción y envío
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Consisten en un tubo de aspiración cuyos extremos de transporte útil (uno de expedición y otro de recepción) coinciden en la estación central, pasando por una o varias subestaciones.
Las
diversas secciones de la tubería están siempre comunicadas
de forma que un solo grupo motor puede mantener el vacío
en toda la instalación. Por su sencillez se le considera
como la instalación de cartuchos más eficaz.
En
este tipo de instalaciones, el enlace de la estación central
con las subestaciones se hace por líneas separadas en la
que se refiere a la expedición; en cambio el reenvío
de las subestaciones a la estación central se efectúa
por una línea común.
Un solo motor mantiene el vacío en toda la instalación
por estar comunicadas todas las secciones de tubería.
En
realidad este tipo de instalaciones consta de una línea única
que alimenta a todas las estaciones en los dos sentidos.
Se emplea una tubería de alta presión para llevar
el aire desde el grupo motor a un depósito por medio de una válvula
reductora reduciendo la presión inicial a un 10%.
El aire suministrado a baja presión por el deposito
es el que asegura el transporte dentro de los tubos neumáticos.
Exigen la presencia de una serie de válvulas que se abran
y se cierren automáticamente cada vez que se cierra o se
abre una puerta de admisión de cartuchos.
Consta
de un tubo único enlazando dos estaciones. La circulación
de aire puede ser en uno u otro
sentido, utilizando dos grupos motores o un grupo motor con inversión
de marcha.
Este
sistema no puede emplearse mas que entre dos estaciones y solo un
cartucho puede ser transportado cada vez en un sentido.
Como consecuencia resulta indicado cuando hay que unir dos estaciones
muy separadas y con una circulación intermedia que pueda
ser intermitente.
En este tipo se efectúa la expedición desde la estación central a las subestaciones por líneas distintas basándose en la impulsión; el reenvío desde las subestaciones a la estación central se efectúa por aspiración por una sola línea común. Con los dispositivos necesarios de entrada y salida se consigue que un sólo grupo motor proporcione la impulsión y la aspiración.
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Ejemplo
de un sistema de transporte de cartuchos
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En todos
estos sistemas los cartuchos empleados son cilíndricos
u ovalados y sus dimensiones interiores en Europa varían
de 25 a 52 mm , habiéndose llegado en algunos casos
a dimensiones mayores.
El espesor de los tubos empleados oscila entre 0.9 y 2.5 mm.
Se fabrican en plástico transparente, con cerradura
de seguridad.
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Cartuchos
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Estas
instalaciones tienen muchas aplicaciones, principalmente para asegurar un servicio
de mensajería en las grandes plantas industriales, comerciales, hospitales,
hoteles, bancos, servicios públicos, laboratorios, fabricas textiles,
etc.. Con ellos se pueden transportar planos, correspondencia, documentos, herramientas,
bobinas, muestras y en general paquetes pequeños.
Tienen mucho empleo para mandar muestras a los laboratorios y reexpedir con
toda rapidez los análisis.
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También se puede utilizar el sistema de vacío por medio de ventosas u otros sistemas para desplazar elementos, como pueden ser cristales, chapas, etc..
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Ventosas para izado |
Aspirador manual |
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