CAPÍTULO 2

2. PARÁMETROS REQUERIDOS

El presente capítulo está destinado para presentar la información técnica necesaria para diseñar y planear adecuadamente la mayoría de las aplicaciones de transportadores de Tornillo Sinfín. Dicha información ha sido completada por la CEMA, (Conveyor Equitment Manufacture Association) Asociación Americana de Constructores de Equipos para Manejo de Materiales, a partir de muchos años de experiencia en el diseño y  aplicación exitosa,  así como de los estándares de la industria.

Estos parámetros son los que el usuario del software deberá  especificar o ingresar cuando el programa se lo requiera. Constituyendo el input o entrada de información del  programa. Estos parámetros son: material a transportar, capacidad requerida, configuración del transportador,  paso del Sinfín, tipo de acción adicional del Sinfín, Temperatura del material a transportar y tiempo de operación.
2.1 Material a transportar.

En la actualidad existe una gran variedad de materiales que se transportan con Tornillo Sinfín en las industrias,  la CEMA, publica anualmente una tabla actualizada (ver Tabla 1, apéndice A) de estos materiales manejables con  transportadores de Tornillo Sinfín. Dicha tabla detalla información sobre las características de materiales, para los cuales se han construido satisfactoriamente transportadores de Tornillo Sinfín. Esta información  está encolumnada en la Tabla 1 de la siguiente manera:

1) Descripción del material, nombre común del material considerado.

2) El peso específico del material, expresado en libras por pie cúbico.

3) El código del material, es una codificación especial que hace CEMA para representar ciertas características de los materiales. La traducción de esta representación es mostrada en la Tabla 2 y la figura 2.1. Códigos que sirven para el diseño  del transportador Sinfín, dependiendo del material a transportar.

4) Tipo de rodamiento intermedio recomendado, cuando se requieran utilizar colgantes a lo largo del trayecto del Sinfín, estos se emplean  con rodamientos especiales, los cuales se representan con un código CEMA que puede ser: B, L, S  o H. Cuya explicación se verá más adelante en la Tabla 13 del  Capítulo 3.

5) Serie componente, la serie o grupo de componentes recomendados por CEMA es un número (de 1 a 3 para el software) que se utiliza como referencia para seleccionar de tablas estandarizadas, las diferentes partes en que está constituido el transportador Sinfín, y varía de  acuerdo con el grado de exigencia  del trabajo.

6) Factor de material, que tiene que ver con la resistencia a fluir del material y se lo utiliza para el cálculo de la potencia requerida para mover la carga de material a transportar. 

7) Carga de artesa, es un factor que expresa el  porcentaje de llenado adecuado de carga al corte transversal del transportador  o el nivel de llenado de la artesa medido desde el fondo. Y que se va a mantener durante la operación a pleno régimen.

La Tabla 1 (ver apéndice A) enlista varios materiales que pueden ser transportados efectivamente por un transportador Sinfín. Si un material no se encuentra listado en esta tabla, debe ser clasificado de acuerdo a la Tabla 2, o bien remitiéndose a un material enlistado similar en peso, tamaño de partícula y otras características.

El peso específico del material puede ser expresado en toneladas por metro cúbico en el sistema internacional o en libras por pie cúbico en el sistema inglés. En  muchos materiales el peso específico es objeto de  variaciones debido al tamaño del material,  a su grado de humedad, en el caso de los minerales a su formación natural, entre otras. Sin embargo, donde sea posible, el peso específico, para el tamaño y tipo de material involucrado, debería ser exactamente determinado. 

Un material al granel puede presentarse como granos, finos, terrones o una combinación de estos. Grano es la mínima parte de un material granular, finos son pequeñas fracciones de grano y terrones son finos y granos compactados en  masas amorfas y que por lo general es conveniente disgregar o romper en tránsito a través del transportador Sinfín.
El máximo tamaño de partícula del material es la máxima dimensión que tiene, si una partícula tiene una dimensión mucho mayor que su corte transversal, la dimensión mayor o lo largo definirá el tamaño de la partícula, obteniéndose por pruebas de granulometría efectuadas en laboratorios utilizando cribas, mallas o tamices. Este valor es importante en  la selección del diámetro del helicoidal. La Tabla 3, nos proporciona el mínimo valor del diámetro del Sinfín que debemos utilizar para un máximo tamaño de partícula.

Las características de las partículas también se encuentran involucradas. Algunos materiales tienen partículas duras que no pueden romperse en el tránsito a través del  transportador. En  éste caso, deben tomarse medidas para manejar dichas partículas. Otros materiales pueden tener partículas relativamente duras, pero degradables en tránsito a través del transportador helicoidal, reduciendo por lo tanto el tamaño de la partícula a manejar. Otros materiales tienen partículas que se rompen fácilmente en un transportador helicoidal y las partículas de estos materiales no imponen limitaciones.

Es importante conocer el porcentaje relativo del volúmen conformado por finos y granos. En la Tabla 3, se muestran 3 clases de tamaños de partículas, las cuales se describen a continuación:

Clase 1.- Una mezcla de partículas y finos donde no mas del 10% son partículas que van del tamaño máximo a la mitad del tamaño máximo, y el 90% son partículas menores a un medio del tamaño máximo.

Clase 2.- Una mezcla de partículas y finos donde no mas del 25% son partículas que van del tamaño máximo a la mitad del tamaño máximo, y el 75% son partículas menores a un medio del tamaño máximo.

Clase 3.- Una mezcla de partículas y finos donde no mas del 95% son partículas que van del tamaño máximo a la mitad del tamaño máximo, y el 5% son partículas menores a una décima del tamaño máximo.

2.2 Capacidad requerida.

Es el gasto volumétrico por unidad de tiempo (caudal) que se necesita transportar desde el punto de carga (entrada) hasta el punto de salida (descarga). La capacidad deberá ser expresada en toneladas por hora y es el valor máximo requerido por el proceso (no el valor promedio). Esta capacidad requerida se emplea en los cálculos de la velocidad y de  la potencia.

Cuando se diseña un transportador con una configuración tal que posea varias entradas y salidas, cada entrada y salida puede tener un caudal distinto de material, pero la suma de los caudales de entrada siempre será igual a la suma de los caudales de salida y éste mismo valor será la capacidad requerida de material para esa configuración de Sinfín.

La capacidad máxima calculada o capacidad equivalente deberá ser mayor que la capacidad requerida, pues esta considera factores experimentales de diseño.

La capacidad máxima que puede manejar un transportador de Tornillo Sinfín estándar es de 16400 pies cúbicos por hora.
2.3 Configuración del transporte.

Para él cálculo y diseño del transportador es necesario definir la trayectoria del recorrido  del material a transportarse, así como el número de puntos de carga y de descarga del mismo.  Consideraremos  las  4 configuraciones básicas de transportadores de Tornillo Sinfín mostradas en la figura 2.2 con las que podremos resolver  la mayoría de los problemas de transporte de material al granel. Estas configuraciones son:

- Configuración 1:   Sinfín (horizontal), 1 sentido de flujo, 1 entrada (extremo) y 3 salidas, ver figura 2.2a.

- Configuración 2:   Sinfín (horizontal), 1 sentido de flujo, 3 entradas y 1 salida (extremo), ver figura 2.2b.

- Configuración 3:   Sinfín (horizontal) 1 sentido de flujo, 1 entrada y 1 salida (ver figura 2.2c).

- Configuración 4: Sinfín (inclinado) 1 sentido de flujo, 1 entrada y 1 salida (ver figura 2.2d).

El transporte de un material de un punto geográfico a otro, requiere de cierta información para ser orientado tales como:

-El número  y ubicación de los puntos de carga (Máximo 3). 

-El número y ubicación de los puntos de descarga (Máximo 3).

-La  distancia  a la cual el material será transportado (máximo 400 pies).

-El ángulo de inclinación  de la línea que une el punto de partida al de llegada del material (Máximo 60 grados para transportadores inclinados).

Figura 2.2 Configuraciones de transportador posibles :

(a)	Horizontal, con 1 entrada y 3 salidas
(b)	Horizontal, con 3 entradas y 1 salida
(c)	Horizontal, con 1 entrada y 1 salida
(d)	Inclinado, con 1 entrada y 1 salida

2.4 Paso del Sinfín

El paso en un Sinfín es la distancia que existe  entre los picos de dos espiras consecutivas (Fig. 2.3) o el desplazamiento lineal (avance del tornillo) que consigue una partícula del material en tránsito al seguir una trayectoria helicoidal 360 grados (1 vuelta completa).

Figura 2.3  Paso de un Sinfín

El paso de un transportador de Tornillo Sinfín cargado uniformemente puede ser:

-    Estándar,  paso    =           diámetro del Sinfín  (Fig. 1.3a)
-    Corto,        paso    =  2/3     diámetro del Sinfín (Fig. 1.3b)
-    Medio,      paso    =  1/2     diámetro del Sinfín (Fig. 1.3c)
-    Largo,       paso    =  1-1/2  diámetro del Sinfín (Fig. 1.3d)

El uso de cada uno de estos casos se mostró en la sección 1.3 del Capitulo anterior.  Para cada caso existe en la Tabla 4, un valor como factor  de capacidad de paso (CF1), dicho factor es experimental y  CEMA lo ha estandarizado en esta tabla. 

2.5 Tipo de acción adicional del Sinfín

El helicoide o volado (flight) en un Tornillo Sinfín, es el elemento rígido que forma  o sigue la trayectoria helicoidal.

Un transportador de Tornillo Sinfín dependiendo del tipo de  volado puede  ejercer las siguientes acciones sobre un material en tránsito:

-Para  sólo  transportar:
Sinfín con espiras estándares  (Fig. 1.4a)

-Para transportar y Mezclar:
Sinfín con espiras recortadas (Fig. 1.4b)
Sinfín con espiras recortadas  y dobladas (Fig. 1.4c)
Sinfín de cinta  (Fig. 1.4d)
Sinfín estándar con paletas (Fig. 1.4e)
Sinfín de paletas (Fig. 1.4f)

Como ya se vió en  el capítulo previo sección 1.3, el volado de un transportador Sinfín  puede ser de espira estándar, recortada, recortada y doblada, de cinta, con paletas y de paletas. Para cada caso existe en la Tabla 5 y 6,  un valor como factor de capacidad de helicoide (CF2), dicho factor es experimental y  CEMA lo ha estandarizado en esta tabla. 

2.6  Temperatura del material

Es la temperatura máxima con la que ingresa el material y la mantiene durante su trayecto por  el  Sinfín, e influirá en el cálculo de la expansión térmica y posterior selección de los componentes.

2.7  Tiempo de Operación

Es el tiempo promedio en horas al día en que se utiliza el Sinfín, este parámetro es importante para clasificar los rangos de trabajo del  tipo de transmisión utilizada, teniendo tres clases a analizar:

Clase I .- Carga constante no excede la capacidad normal del motor y cargas de choque ligeras son manejables durante 10 horas en un día. Cargas de choque moderadas son permitidas si la operación es intermitente.
Clase II .- Carga constante no excede la capacidad normal del motor por encima de las 10 horas en un día. Cargas de choque moderadas son permitidas durante 10 horas en un día.

Clase III .- Cargas de choque moderadas por encima de las 10 horas en un día. Cargas de choque pesadas son permitidas durante 10 horas en un día.

Estableciendo el tipo de trabajo que va a desempeñar el transportador y los parámetros encontrados anteriormente podemos encontrar el tipo de clase de la transmisión para nuestro transportador.