CAPÍTULO 1

1. TRANSPORTADORES DE TORNILLO SINFÍN

1.1 Generalidades.

El Tornillo Sinfín  (ver figura 1.1), es uno de los aparatos más antiguos para transportar materiales que conoce la humanidad, el diseño original data de hace más de 2000 años. Desde que el transportador de Tornillo Sinfín apareció su uso se enfocó en instalaciones para regadío, transporte de granos, polvos finos y otros materiales al granel. 

A través de los tiempos, ha venido a ocupar un lugar muy importante en el área del proceso de transporte y manipulación de materiales. Hoy en día, la tecnología moderna  ha hecho del transportador de Tornillo Sinfín uno de los métodos más eficaces y baratos para el movimiento  continuo de materiales al granel a cortas distancias. 

Figura 1.1  Transportador de Tornillo Sinfín y sus partes:

(a)	     Tornillo Sinfín
(b)	     Eje terminal
(c)	     Eje motríz
(d)	     Eje conector
(e)	     Compuerta de descarga
(f)	     Soporte de artesa
(g)	     Cubierta
(h)	     Tapa de extremo opuesto al motor 
(i)	     Tapa de extremo lado motríz
(j)	     Soporte colgante
(k)	     Chute de salida
(l)	     Chute de entrada
(m)	Artesa
(n)	     Brida

Figura 1.2  Transporte de material a través de un Tornillo Sinfín

Una ventaja de este tipo de transportadores sobre otros es el número de puntos de alimentación y de descarga a lo largo de su recorrido. Esta cualidad le permite al Tornillo Sinfín receptar y entregar materiales al granel en diversas localidades dentro de la industria a la que sirve.

1.2  Principio del Transporte Sinfín.

Un volúmen de material al granel es cargado en el punto A (ver figura 1.2)  de entrada a una artesa (recipiente) y a medida que el Sinfín gira el material avanza  linealmente  hacia el punto B de descarga, ocupando un volúmen dentro de la artesa durante el viaje, dicho volúmen depende del nivel de llenado del recipiente medido desde el fondo; Dicho nivel se mantiene aproximadamente constante a medida que transcurre el tiempo de transporte.
El material es empujado por acción del Sinfín (helicoide), produciéndose el flujo del material a través del interior de la artesa. El Sinfín gira  debido a la potencia de un motor eléctrico o mecánico, transmitida por una cadena, banda o motoreductor conectado a éste. 

Los  transportadores de Tornillo Sinfín se pueden usar para mover los materiales al granel, con granos medianos o pequeños, en estado húmedo y  pastoso. La fuerza de gravedad y la fricción en las paredes de la artesa limitan el arrastre del material en la dirección del perímetro, que es producido entre el bien de transporte y el Tornillo Sinfín, por eso solo hay  desplazamiento del material en  la dirección axial del Tornillo Sinfín.

Las grandes fuerzas de fricción del movimiento relativo entre el Tornillo Sinfín, pared de artesa y el material que se transporta causan una abrasividad grande y una trituración fuerte del material en tránsito. Por eso, no son apropiados los materiales que son sensibles en la forma (fácilmente deformables)  y muy desgastables. En estos transportadores las fuerzas de fricción tienen un alto grado de energía en comparación a otros transportadores continuos.

1.3 Clasificación.

Los transportadores de Tornillo Sinfín se clasifican según el paso en:

Transportadores de paso estándar.
Estos transportadores tienen un paso igual al diámetro (ver figura 1.3a), y se los denomina estándares, se utilizan para todas las aplicaciones comunes de transporte continuo de materiales al granel.

Transportadores de paso corto.
Los transportadores helicoidales de paso corto son de construcción  regular (estándar) excepto que el paso de los helicoidales está reducido a 2 / 3 del diámetro del Sinfín (ver figura 1.3b). Se recomiendan para uso en transportadores inclinados con inclinaciones de 20 grados o más; También son usados extensivamente en alimentadores helicoidales (feeders) y para controlar la carga transversal en el balance de un transportador cuando el paso corto es usado en la abertura de la entrada, esto es cuando la entrada no es uniformemente regulada.

Transportadores de paso medio.
Son similares a los de paso corto excepto que el paso es reducido a 1 / 2 del diámetro del Sinfín (ver figura 1.3c). Son utilizados en aplicaciones inclinadas,  verticales, alimentadores y cuando se conduzcan materiales extremadamente fluidos.

Transportadores de paso Largo.
En este caso el paso es 1 - 1 / 2  veces el diámetro (ver figura 1.3d), y son usados para agitar materiales fluidos o para mover materiales de flujo muy libre. 

Transportadores de paso variable.
Estos transportadores consisten de helicoidales sencillos subsiguientes o en grupos que incrementan  el paso (ver figura 1.3e).  Se utilizan  como alimentadores  de helicoidales para mover uniformemente materiales de flujo libre  a través de toda la longitud de la abertura de entrada o alimentación.

Figura 1.3 Clasificación de Sinfines por el paso:

(a)	Sinfín de paso estándar
(b)	Sinfín de paso corto
(c)	Sinfín de paso medio
(d)	Sinfín de paso largo
(e)	Sinfín de paso variable

Los transportadores de Tornillo Sinfín se clasifican también según el tipo o forma del helicoide o espira en:

Transportadores de espiras estándares.
Estos transportadores tienen espiras completas y sólidas (ver figura 1.3a), y se los denomina estándares, se utilizan para todas las aplicaciones convencionales de transporte continuo de materiales al granel.

Transportadores de espiras recortadas.
En este caso, en el borde exterior de los espirales es recortada una sección a intervalos regulares (ver figura 1.4b). Permitiendo una acción adicional de mezcla y agitación en tránsito del material que se transporta. Es útil para transportar materiales que  tienden a compactarse y formar terrones, los cuales son destruidos por estos bordes cortantes.

Transportadores de espiras recortadas y dobladas.
Similar al caso anterior, con la diferencia de que las secciones recortadas no son extraídas de los espirales, sino que son dobladas a 90 grados hacia el lado de giro del transportador (ver figura 1.4c). Obteniendo así un efecto de retardo  de flujo y mezcla en tránsito del material transportado, es útil para el calentamiento, enfriamiento o aireación de sustancias ligeras.

Transportadores de cinta.
Los transportadores de cinta (ver figura 1.4d), son excelentes para transportar  materiales pegajosos y viscosos. El espacio abierto entre el borde interior del espiral y el tubo, evita la acumulación del material conducido.

Transportadores de espiras con  paletas.
Son Transportadores helicoidales estándar pero llevan paletas ajustables unidas al tubo y distribuidas siguiendo una trayectoria helicoidal opuesta a la del Sinfín a lo largo del tubo del Sinfín (ver figura 1.4e). Lo que proporciona  al material transportado una suave y completa mezcla.

Transportadores de paletas.
Son Transportadores que solo están formados de  paletas ajustables unidas al tubo y distribuidas siguiendo una trayectoria helicoidal, cuyo paso es como se requiera (ver figura 1.4f). Permiten dar una completa acción de mezcla y un flujo controlado a materiales granulares y  finos.

Figura 1.4 Clasificación de Sinfines por el tipo de helicoide:

(a)	Sinfín con espiras estándares
(b)	Sinfín con espiras recortadas
(c)	Sinfín con espiras recortadas y dobladas
(d)	Sinfín de cinta
(e)	Sinfín  estándar con paletas
(f)	Sinfín  de paletas

1.4 Aplicaciones.

Los transportadores de Tornillo Sinfín pueden operar  sobre un plano horizontal (Figura 1.5) e inclinado (Figura 1.6), con múltiples entradas y salidas. Con ellos se moviliza una amplia gama de materiales  que tienen tendencia a fluir tales como granos, polvos, pellets e incluso algunos líquidos.

En aplicaciones especiales las características poco usuales más comunes de materiales que requieren  consideraciones adicionales en el diseño de las partes componentes del transportador  son:

Materiales Corrosivos.- Los componentes pueden ser fabricados de aleaciones no afectados por el material o pueden ser cubiertos  con sustancias de protección 

Materiales Contaminables.- Requieren  del uso de bujes para colgantes impregnados en aceite, sellados o de tipo seco. Los extremos de los ejes deben estar sellados para prevenir la entrada de contaminantes del exterior. Debido a la necesidad de una limpieza frecuente, los componentes del transportador deben estar diseñados para un ensamblaje conveniente.
Materiales Abrasivos.- Estos materiales pueden ser manejados en transportadores, artesas fabricadas de aleaciones resistentes a la abrasidad con helicoidales de superficie endurecida. El recubrimiento con hule o con resinas especiales de todas las superficies expuestas también reduce materialmente el daño abrasivo.

Materiales de traba o de contacto.- La transportación con componentes estándares es en ocasiones posible utilizando mecanismos especiales de alimentación en la entrada del transportador.

Materiales Giroscópicos.- Frecuentemente estos materiales pueden ser manejados exitosamente en un transportador que se encuentre substancialmente sellado del ambiente exterior. En casos extremos es necesario proporcionar una artesa encamisada o con un medio de circulación adecuado para mantener el material a una temperatura elevada. También se utiliza la purga del transportador con un gas seco adecuado en algunas instalaciones.

Materiales viscosos o pegajosos.- Los transportadores helicoidales de cinta son los mas frecuentemente utilizados  para transportar 
estos materiales aun cuando pueden recurrirse a componentes estándares para mejorar el flujo de material.

Vapores Dañinos o Polvo.- Estos materiales pueden ser manejados con seguridad en artesas selladas, artesas tubulares sencillas o en artesas tubulares con ceja y junta, prestando especial atención al sello de los ejes. Los sistemas de succión de artesa han sido utilizados exitosamente en algunas instalaciones.

Mezcla en Transito.- Helicoide de cinta o con corte o una combinación de estos tipos de helicoides pueden ser diseñados para producir el grado deseado de mezcla u oreo.

Polvos Explosivos.- El peligro de esta condición puede ser minimizado en la mayoría de las instalaciones utilizando componentes fabricados de materiales  no férreos y si se siguen técnicas adecuadas de sellamiento de transportadores. También se recomiendan técnicas adecuadas de succión para remover polvos explosivos.

Materiales sujetos a Compactarse.- Esta condición requiere el uso de mecanismos de oreo a la entrada del transportador cuando los materiales sean polvorientos y de un mecanismo especial de alimentación cuando las partículas de los materiales  sean largas o fibrosas.

Materiales que sean líquidos cuando se Orean.- esta condición puede ser utilizada ventajosamente en algunas instalaciones declinando el sistema de transportador hacia el extremo de descarga.

Materiales Degradables.- Algunas partículas que se rompen o distorsionan fácilmente pueden ser manejadas en transportadores helicoidales reduciendo la velocidad y seleccionando un tamaño mayor de transportador que sea suficiente para entregar el volúmen requerido de material.

Temperatura Elevada.- Los componentes deben ser fabricados de aleaciones de alta temperatura. Si el proceso es tal que se permite el enfriamiento del material en el transportador, artesas encamisadas deben ser usadas en el extremo de la entrada para enfriar el material y deben utilizarse componentes estándares después del punto donde la temperatura del material ha sido reducida a un grado seguro.

Figura 1.5 Transportador de Tornillo Sinfín horizontal

Figura 1.6 Transportador de Tornillo Sinfín inclinado