¿Qué es el transporte neumático?
Es una tecnología que se utiliza ampliamente para transportar materiales secos, granulares, finos y a granel, ya que posee características de ser sistemas versátiles, adecuados y económicos para una diversidad de procesos.
Su objetivo es transportar materiales sólidos a granel desde un punto a otro por medio de un flujo de gas (presión positiva o negativa) a través de una tubería. Esto debido a que se crea un diferencial de presión entre el punto donde se alimenta el material y el punto donde se entrega, lo que provoca que el material se desplace hacia el punto de menor presión.
Ventajas del uso del transporte neumático
- Versatilidad, son fáciles de usar e instalar.
- Transporte punto a punto, se pueden instalar tuberías para rodear obstáculos
- Limpios y libres de polvo cuando se diseñan y se instalan apropiadamente.
- Se puede transportar a largas distancias.
- Se pueden manejar varios tipos de materiales.
- Los sistemas son cerrados y, por lo tanto, no contaminantes cuando se diseñan correctamente.
Desventajas del uso del transporte neumático
- En algunos casos se puede degradar la partícula al ser transportada.
- Materiales abrasivos pueden causar desgaste prematuro en las tuberías.
- Existe un tamaño máximo de partícula.
- Capacidad de transporte limitada.
- Distancia por transportar limitada.
- Mayor consumo de energía.
Parámetros que influyen en la presión del transporte (Caída de presión)
Cuando se trabaja con un sistema neumático, es importante considerar los siguientes parámetros, que pueden ser responsables de una caída de presión, la cual, a su vez, podría ser causante de una falla en su transporte neumático.
Características del material:
- Densidad aparente
- Temperatura
- Diámetro
- Granulometría
- Fricción del material
- Fricción de la tubería
- Peso específico
Operación del transporte:
- Densidad del aire o gas
- Velocidad
- Relación aire:material
- Temperatura del aire o gas de transporte
- Capacidad por consumir
- Variaciones de la capacidad de consumo
Layout de la planta:
- Longitud
- Diámetro
- Altura
- Número de curvas
- Tipo de curvas
- Manera de alimentar el producto
- Cantidad de válvulas diversoras
- Sistema en circuito cerrado/abierto
Clasificación y tipos de sistema de transporte neumático.
Los sistemas de transporte neumático de clasificación, por la concentración del sólido al interior de la tubería de transporte o por la fuente de generación de diferencial de presión.
Fase diluida
- Material está en completa suspensión en la tubería.
- Transporte arriba de la velocidad mínima de arrastre.
- Baja relación de aire:material hasta de 15:1
- Velocidades de transporte superiores 3000 ft/min – 20.5 m/s
- Sistema de baja presión, pero alto volumen de aire.
Fase diluida en presión continua
Aplicaciones
- Para envío de material desde uno o varios lugares de descarga y entrega a uno o varios puntos de uso.
- De silos de almacenamiento a tolvas de día y/o a proceso.
- Transporte dentro de la planta entre diferentes procesos.
- Se puede utilizar con materiales en polvo, granulares o pelletizados.
- No se recomienda utilizar con materiales abrasivos, de baja densidad aparente o que tienden a adherirse.
Ventajas
- La cantidad del flujo de gas o aire no es crítico.
- Se puede transportar la mayoría de los productos.
- Las capacidades de transporte son flexibles para un diámetro fijo de tubería.
- La presión de operación está por debajo de las 15 PSI.
- El control del equipo es sencillo.
- Máxima distancia de transporte de 500 m.
- Alta capacidad, aplicaciones a largas distancias
- Flexible a cambios de flujos de material
- Filtros diseñados para bajas presiones y bajos volúmenes de aire
- Fugas fáciles de detectar
Desventajas
- Degradación del producto (en productos frágiles).
- La abrasión a los componentes del sistema.
- Segregación del producto.
- Colección de polvo requerida (alta carga de finos en el aire).
- No es el transporte ideal para bajas capacidades (menos de 1 a 1.5 TPH), dependiendo de la densidad aparente del material.
- Requiere de un alimentador (Venturi, válvula rotatoria, etc.)
Fase diluida en vacío continuo
Aplicaciones
- Sistemas para bajas capacidades y distancias cortas.
- Ideal para múltiples puntos de alimentación.
- Sistema recomendable para manejo de materiales tóxicos.
- Para envío de material desde uno o varios lugares de descarga y entrega a uno o varios puntos de uso.
- De silos de almacenamiento a tolvas de día y/o procesos.
- Transporte dentro de la planta entre diferentes procesos.
- Se puede utilizar con materiales en polvo, granulares o pelletizados.
- No se recomienda utilizar con materiales abrasivos, de baja densidad aparente o que tienden a adherirse.
Ventajas
- La cantidad del flujo de gas o aire no es crítico.
- Se puede transportar la mayoría de los productos.
- Las capacidades de transporte son flexibles para un diámetro fin.
- No se requiere enfriar el aire de transporte.
- Cuando se diseñan adecuadamente, son sistemas de transporte bastante limpios.
- La presión de operación está por debajo de las 15” Hg.
- El control del equipo es sencillo.
Desventajas
- Degradación del producto (en productos frágiles).
- La abrasión a los componentes del sistema.
- Segregación del producto.
- Las tolvas receptoras o recibidores deben diseñarse para poder manejar vacío.
- Cuando se manejan polvos, hay una alta carga de finos en el aire, y se tienen que utilizar colectores de polvo con mayor área de filtrado, comparado contra fase densa.
- La limitante del vacío que se puede lograr (hasta 15” Hg a nivel del mar, menor vacío a mayor altitud), provoca que no sea un transporte para grandes distancias.
- Normalmente se requiere mayor diámetro de tubería y mayor volumen de aire para realizar el mismo transporte.
Fase diluida en vacío batch
Aplicaciones
- Transportes neumáticos hasta 5000 kg/hr.
- Sistemas simples para succionar (boquillas, lanzas, cajas de vacío).
- Transporte dentro de la planta entre diferentes procesos.
- Aplicable para la mayoría de los materiales.
- Se tienen múltiples puntos de succión y múltiples destinos, varios materiales.
- Opera de forma FIFO, las primeras entradas son las primeras salidas.
- Pueden usarse conexiones de fácil empalme (plug and play).
- Trabaja uno a la vez.
- Es necesario un sistema de control para abastecer la demanda.
- Sistemas muy utilizados para alimentar máquinas de extracción.
Ventajas
- Equipos e instalación de bajo costo.
- Equipos que son fáciles de limpiar y dar mantenimiento.
- Fácil de reemplazar.
- Cambiar la capacidad de los recibidores.
- Son sistemas modulares y pueden ser diseñados para ampliaciones a futuro.
Desventajas
- Sistema con capacidad limitada debido al vacío generado por sopladores.
- Son sistemas que son limitados por la distancia de transporte.
Fase diluida en presión batch
Aplicaciones
- Es un método de transporte que llena el hueco que existe entre los transportadores con válvula rotatoria y fase densa.
- Más económico que el transporte en fase densa.
- Materiales que pueden tener problemas con los transportes que utilizan válvulas rotatorias, son candidatos para utilizar la bomba neumática, tales como:
- Productos con baja densidad aparente.
- Productos que no fluyen fácilmente o son cohesivos.
- Materiales abrasivos.
- De silos de almacenamiento a tolvas de día y/o proceso.
- Desde un proceso a empaque.
- Envío de “batches” pre-pesados a mezclador.
- Utilizarse ella misma como tolva de pesaje y después ser transportarlo.
Ventajas
- Pocas partes móviles, por lo tanto, bajo mantenimiento.
- Puede utilizarse como una tolva de pesaje.
- Fácil automatización.
- Montaje sobre y bajo nivel de piso.
- Puede llenarse por gravedad, por presión o por vacío.
- Puede manejar diferentes tipos de materiales.
- No existe acción de corte como en las válvulas rotatorias, por lo cual cuando se desea no dañar los pellets de plástico, son una buena alternativa.
- Cuando se diseñan adecuadamente, son sistemas de transporte bastante limpios.
Desventajas
- Degradación del producto (en productos frágiles).
- Altura requerida para montar el equipo.
- Segregación del producto.
- Cuando se manejan polvos, hay una alta carga de finos en el aire y se tienen que utilizar colectores de polvo con mayor área de filtrado, comparado contra fase densa.
- Normalmente su costo es mayor a un transporte con válvulas rotatoria.
Sistemas de transporte vacío-presión
- Es un método de transporte neumático que se puede usar donde forzosamente se debe descargar un recipiente por medio de presión negativa (FFCC, sea bulk container, lanza de vacío) y se requiere de enviar el material hacia un destino, ya sea en altas capacidad y/o grandes distancias.
- Se puede utilizar en aplicaciones donde se requieran transportes neumáticos con grandes capacidades y/o largas distancias y no sea posible, por espacio, la instalación de válvulas rotatorias, bombas neumáticas.
- De FFCC. y contenedores con liner a silos de almacenamiento.
- Descarga de materia prima.
- Uso en largas distancias y/o grandes capacidades.
Fase densa
- El material se transporta en forma de paquetes a través de la tubería.
- Transporte por bajo de la velocidad mínima de arrastre.
- Alta relación de material superior a 15:1.
- Velocidades de transporte bajas 400 – 2000 ft/min; 2-10 m/s
- Sistema de alta presión, pero bajo volumen de aire.
- Ideal para materiales abrasivos, evitar segregación y degradación.
Fase densa en presión continua
Aplicaciones
- Para transporte continuo suave de materiales granulares o de gránulos gruesos, materiales friables o sensibles a la temperatura tales como gránulos de plástico, granos de café, granos, etc.
- Además, este método es típicamente capaz de velocidades de transporte más altas y distancias de transporte más largas.
- Materiales de peso medio, granulares y pelletizados.
- Materiales medianamente frágiles o quebradizos.
- Trayectorias de transporte de medianas a largas.
- Procesos continuos.
Ventajas
- Reduce la generación de finos.
- Transporte gentil con productos frágiles y/o abrasivos.
- Cuando de transportan pellets de plástico, se elimina el “pelo de ángel”.
- Reduce el consumo de aire o gas.
- Reduce el desgaste en la tubería recta y al
- Bajo nivel de ruido.
- Fácil de volver a arrancar después de un paro de emergencia o por falla de energía.
- Ya que opera con aire a alta presión, disminuye la posibilidad de tapones en la línea.
- Al utilizar menor cantidad de aire, generalmente los colectores son de menor área de filtrado que en la fase diluida.
Desventajas
- Mayor costo de adquisición del equipo que un transporte en fase diluida continuo.
- Generalmente utiliza compresores del tipo tornillo, pistones o paletas; cuyo costo es mayor comparado con los sopladores de desplazamiento positivo.
- Sofisticado sistema para control del aire de transporte.
Fase densa en vacío continuo
Aplicaciones
- El vacío en fase densa tiene una limitación en distancia de transporte de 60 a 90 metros (200 a 300 pies).
- Este método también es muy adecuado para materiales frágiles y/o pegajosos debido a que el material es succionado a través de la línea transportadora en lugar de empujado, como en un sistema de presión.
- Ideal para ingredientes alimenticios debido al vacío, ya que tira el material hacia adentro del sistema.
- Diseño sencillo y fácil de limpiar lo convierten en una excelente opción para aplicaciones básicas-
- Flexibilidad y un costo de inversión muy similar a un sistema de vacío en fase diluida.
- Al ser un sistema en fase densa disminuye la degradación del producto.
- Requiere de menos energía que los sistemas en fase densa o diluida a presión.
- Reduce el desgaste en la tubería recta y las curvas.
Ventajas
- Flexibilidad y un costo de inversión muy similar a un sistema a vacío en fase diluida.
- Al ser un sistema en fase densa disminuye la degradación del producto.
- Requiere de menos energía que los sistemas en fase densa diluida a presión.
- Reduce el desgaste en la tubería recta y las curvas.
Desventajas
- Sofisticado sistema para control del aire de transporte.
- Las tolvas o filtros receptores tienen que ser diseñados para manejar alto vacío.
Fase densa en presión batch
Aplicaciones
- Los sistemas generalmente operan por lotes.
- Ideales para formulaciones en donde se requiere que no exista segregación.
- Particularmente adecuado para transportar materiales de alta capacidad a largas distancias a múltiples destinos.
- Aplicaciones en donde se requiere alta capacidad de transporte de hasta 100 ton/hr.
- Ideales para materiales pesados, granulares.
- Ideal para materiales extremadamente abrasivos.
- Distancias de transporte muy largas.
Ventajas
- Reduce la generación de finos
- Transporte gentil con productos frágiles y/o abrasivos.
- Reduce el consumo de aire o gas
- Reduce el desgaste en la tubería recta y las curvas
- Bajo nivel de ruido
- Fácil de volver a arrancar después de un paro de emergencia o por falla de energía
- Ya que opera con aire a alta presión, disminuye la posibilidad de tapones en la línea
Desventajas
- Altura requerida para montar el equipo.
- Generalmente utiliza compresores del tipo tornillo, pistones o paletas; cuyo costo es mayor comparado con los sopladores de desplazamiento positivo
- Al operar con presiones mayores a 15 PSI, requiere que las vasijas de presión utilizadas deben contar con el estampado del sello ASME (construcción similar a los tanques para gas)
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