Preguntas y Respuestas Técnicas Fundamentales sobre Cintas Transportadoras (Parte 2)

Combinando estándares internacionales de la industria y casos de ingeniería práctica, ZOOMRY ofrece respuestas profesionales a preguntas clave como soluciones de sellado, sistemas de accionamiento y requisitos de conformidad de las cintas transportadoras, brindando referencias técnicas aplicables para clientes globales. Se adjunta una tabla de visión rápida de preguntas y respuestas al final del artículo para consulta.

I. ¿Cómo sellar la tolva de alimentación?

Para materiales polvorientos como carbón y mineral, así como para sitios con requisitos estrictos de protección ambiental, la tolva de alimentación generalmente se diseña de forma totalmente cerrada. Su estructura compuesta de tapa de placa de acero + canal de amortiguamiento no solo garantiza resistencia mecánica, sino que también atenúa el impacto del flujo de aire al caer el material a través del canal de amortiguamiento, reduciendo la emisión de polvo. En la zona de contacto con la cinta se instalan 2~3 faldones de caucho resistente al desgaste, que forman una barrera de sellado al adherirse estrechamente a la superficie de la cinta, evitando la fuga de material por las grietas.

II. ¿Cómo tratar las aguas residuales durante el funcionamiento de la cinta transportadora?

En cuanto al tratamiento de aguas residuales de las cintas transportadoras, en la ingeniería práctica es necesario clarificar la lógica de "control de la fuente de contaminación". Debido a que las cintas transportadoras cuentan con dispositivos anti-derrape de alta calidad (como grupos de rodillos autocompensadores) y diseño de protección contra el volteo de la cinta, durante el funcionamiento normal no hay derrame de material ni fuga de aguas residuales a lo largo de la cinta; el riesgo de contaminación se concentra principalmente en las estaciones de transferencia de cabeza y cola. Para dichos escenarios:

• Se pueden instalar tuberías de recolección de aguas residuales según los requisitos ambientales del proyecto, para derivar de forma centralizada pequeñas cantidades de aguas residuales generadas por limpieza de equipos,lavado por agua de lluvia, etc.;
• Para proyectos con estándares ambientales estrictos (como algunos parques químicos europeos), es necesario equipar depósitos de sedimentación para la separación sólido-líquido. El agua clara tratada puede ser reutilizada o evacuada cumpliendo con los estándares.

Es destacable que la mayoría de los proyectos globales de transporte de materiales en polvo no requieren instalaciones complejas adicionales de tratamiento de aguas residuales, debido a la baja humedad del material y el diseño avanzado del sistema de drenaje en el sitio; el núcleo sigue radicando en el diseño anti-fuga del propio equipo.

III. Impacto de la carga durante el frenado y arranque de la cinta transportadora

Las cintas transportadoras de larga distancia tienen una masa inercial extremadamente grande. Si el tiempo de frenado libre durante la parada con carga es demasiado largo, puede generar riesgos de seguridad como colisiones de equipos y derrames de material. Por lo tanto, generalmente se instala un freno de disco grande en la cola, que puede cumplir con funciones duales de parada normal y frenado de emergencia. A través de la regulación de torque multinivel, se adaptan a diferentes escenarios de parada: se establecen 2~3 velocidades de frenado diferentes, que no solo satisfacen los requisitos de estabilidad en la parada normal, sino que también responden a las necesidades de frenado rápido en caso de fallos repentinos.

Durante el arranque:

• Las cintas transportadoras de corta distancia tienen una fuerza inercial pequeña, por lo que se puede lograr un arranque suave a través de acoplamientos hidráulicos o arrancadores suaves de motor;
• Para las cintas transportadoras de larga distancia y alta potencia, si el tiempo de arranque es demasiado corto (generalmente menos de 3 minutos), es muy probable que cause problemas como salto de sobrecarga de corriente y daños por estiramiento de la cinta. Por lo tanto, se elige un arrancador suave con convertidor de frecuencia, que cuenta con torque ajustable y fuerte capacidad de equilibrio de potencia, y puede extender el tiempo de arranque a más de 3 minutos, liberando gradualmente la carga inercial y evitando impactos en el equipo.

IV. ¿Qué es el accionamiento multipunto?

Los escenarios de aplicación específicos del accionamiento multipunto se dividen en tres categorías:

1. Cintas transportadoras de larga distancia: Debido a la gran resistencia de funcionamiento de la rama inferior, se agrega un accionamiento auxiliar en la cola, que coopera con el accionamiento principal en la cabeza para evitar la deformación por estiramiento de la cinta causada por la concentración de tensión;
2. Cintas transportadoras en terreno ondulado: Debido a las condiciones de trabajo complejas (como la existencia de tramos ascendentes y descendentes), es necesario instalar unidades de accionamiento simultáneamente en la cabeza y la cola, para responder respectivamente a los cambios de resistencia en diferentes tramos;
3. Cintas transportadoras de alto caudal: Para reducir el modelo de la cinta (y disminuir costos), se agrega una unidad de accionamiento en la parte media del equipo, logrando la distribución de potencia.

V. ¿Cuáles son los tipos de arrancadores suaves?

1. Arrancadores suaves mecánicos

Incluyen acoplamientos hidráulicos, acoplamientos de imán permanente y CST (Dispositivo de Transmisión de Arranque Controlado).

• Acoplamientos hidráulicos: Tecnología madura con décadas de historia de aplicación, costo bajo, pero rendimiento de arranque suave limitado, solo adecuado para cintas transportadoras de corta distancia y baja potencia;
• Acoplamientos de imán permanente: Ligeramente superiores a los hidráulicos en eficiencia energética y estabilidad, con costos de mantenimiento similares, siendo una opción rentable para proyectos pequeños y medianos;
• CST: Basado en el principio de embrague hidráulico de aceite, alta precisión de arranque, pero sistema estructural complejo y costos elevados de adquisición y mantenimiento. Su aplicación es relativamente limitada a nivel global, solo para escenarios especiales con requisitos extremos en el rendimiento de arranque.

2. Arrancadores suaves eléctricos

Es decir, arrancadores suaves con convertidor de frecuencia, que cuentan con ventajas como gran torque, equilibrio de potencia ajustable y efecto significativo de ahorro de energía, siendo la solución preferida para cintas transportadoras de larga distancia y alta potencia. Su ventaja principal radica en que puede ajustar la potencia de salida en tiempo real según los cambios dinámicos de la carga de la cinta transportadora, evitando el desperdicio de energía durante el arranque y reduciendo los impactos en el equipo, cumpliendo con estándares internacionales de eficiencia energética (como los requisitos de equipamiento con motores de clase IE3).

Al brindar servicios de selección de equipos a clientes globales, ZOOMRY generalmente se basa en indicadores core:

• Para equipos con longitud ≤100 m y potencia ≤110 kW, se recomiendan acoplamientos hidráulicos o de imán permanente;
• Para equipos de larga distancia/alto caudal con longitud ＞100 m y potencia ＞110 kW, se prefiere el arrancador suave con convertidor de frecuencia.

VI. Ventilación del pasillo y estructura del caminador

Respecto a las dudas sobre "si cumple con los requisitos un pasillo común sin ventanas de ventilación" y "si el caminador de rejilla de acero satisface los estándares de pasillo totalmente cerrado", la conclusión core es: Los estándares nacionales actuales (como la GB/T 10595-2023 «Cintas Transportadoras») no establecen requisitos obligatorios sobre la ventilación del pasillo y el material del caminador; el diseño práctico debe evaluarse de manera integral combinando el escenario del proyecto y los estándares internacionales.

Desde la perspectiva de la aplicación práctica:

• Los pasillos cerrados de placa de acero pintado tienen una ventaja natural en ventilación: las pequeñas grietas en las juntas de las placas permiten la circulación de aire, satisfaciendo las necesidades de refrigeración del equipo y ventilación durante las inspecciones de personal, sin necesidad de instalar equipos de ventilación adicionales;
• La rejilla de acero, como material común para caminadores, cuenta con ventajas como alta resistencia, buena adherencia antideslizante y bajo peso. Su diseño estructural no entra en conflicto con los requisitos core del pasillo totalmente cerrado (prevenir la fuga de material y garantizar la seguridad del personal), y tiene bases claras de aplicación en la norma europea EN 12811 «Norma de Seguridad para Pasillos Temporales y Permanentes» y la norma estadounidense OSHA «Norma de Seguridad y Salud Ocupacional», siendo una solución madura en la industria global.

VII. Aplicación práctica de la adquisición de terreno permanente y temporal

La llamada "adquisición de terreno permanente" no es absolutamente permanente, sino que se refiere a derechos de uso a largo plazo (similar a la naturaleza de terreno industrial). Generalmente se pueden solicitar derechos de uso de 30-50 años, que solo cubren el área de proyección del pasillo de la cinta transportadora; la adquisición de terreno temporal se utiliza principalmente para vías de acceso de construcción, con anchura generalmente de 4-8 metros. Después de completar la construcción, es necesario restaurar el terreno a su estado original según las políticas locales (como recultivación y revegetación).

Para necesidades de funcionamiento a largo plazo, algunos proyectos eligen incluir vías de acceso permanentes en el ámbito de la adquisición de terreno, que no solo satisfacen las necesidades de transporte durante la fase de construcción, sino que también proporcionan un canal conveniente para las inspecciones y mantenimientos posteriores del equipo. Esta solución se aplica ampliamente en países con recursos territoriales relativamente abundantes (como Australia y Canadá). En la ejecución de proyectos internacionales, ZOOMRY generalmente asiste a los clientes en la colaboración con las autoridades locales de gestión de tierras, desarrollando planes óptimos de adquisición de terreno combinando el ciclo del proyecto y las necesidades de funcionamiento, garantizando el cumplimiento con leyes, regulaciones y requisitos ambientales locales.

VIII. Concepto y software de análisis dinámico de cintas transportadoras

El análisis dinámico de cintas transportadoras se refiere al análisis cuantitativo de la interacción entre parámetros clave como velocidad de la cinta, tensión de la cinta y fuerza de tensado durante el arranque y frenado del equipo. Por ejemplo, un arranque demasiado rápido puede causar un aumento brusco de la tensión de la cinta, insuficiencia de la fuerza de tensado, deslizamiento de rodillos y otros problemas, que en casos graves pueden provocar el desgarro de la cinta.

Actualmente, las normativas de diseño nacionales no exigen obligatoriamente el análisis y cálculo dinámico, pero en proyectos de cintas transportadoras de larga distancia y alto caudal, el análisis dinámico se ha convertido en un paso indispensable reconocido internacionalmente. A través del análisis dinámico, se pueden optimizar con precisión el tiempo de arranque, el torque de frenado, los parámetros del dispositivo de tensado, etc., garantizando la estabilidad del equipo en todas las condiciones de trabajo.

IX. ¿Cuáles son los tipos de software de cálculo para cintas transportadoras?

El software global de cálculo para cintas transportadoras se divide principalmente en sistemas internacionales y nacionales, con diferentes enfoques en los estándares de cálculo y escenarios de aplicación:

1. Software internacional principal

• BELT ANALYST (Overland Conveyor Co., Inc.): Especializado en cálculos mecánicos de cintas transportadoras, ampliamente utilizado en mercados europeos y estadounidenses;
• Software de cálculo Sidewinder (Estados Unidos): Destaca en el diseño y cálculo de cintas transportadoras en terrenos complejos (como ondulados y curvos);
• Software de análisis por elementos finitos ANSYS: Permite realizar simulaciones multidimensionales de la resistencia estructural y el rendimiento dinámico de las cintas transportadoras, adecuado para proyectos personalizados de altos requisitos.

2. Software nacional principal

• Software de cálculo y dibujo PDJCAD (basado en el sistema GB): Combina funciones de cálculo y dibujo, adaptándose a los hábitos de diseño de proyectos nacionales.

Como fabricante con amplia experiencia en la industria, ZOOMRY ha desarrollado independientemente un programa de cálculo especializado, integrando estándares de cálculo nacionales e internacionales como ISO, GB y EN. Puede adaptarse de manera flexible a estándares internacionales o nacionales según las necesidades de los proyectos de clientes de diferentes países, realizando un diseño personalizado de todo el ciclo desde cálculos mecánicos, simulación dinámica hasta generación de dibujos, garantizando una coincidencia precisa entre el rendimiento del equipo y el escenario del proyecto.

X. ¿Por qué el motor de la cinta transportadora descendente se instala en la cola?

La característica core de la cinta transportadora descendente es que la resistencia de funcionamiento de la cinta superior es negativa (la gravedad del material impulsa la cinta). Durante el funcionamiento global, el motor opera en modo de generación, y su función core es "frenado": proporciona un torque inverso a través del motor para evitar que la cinta se acelere y exceda la velocidad debido a la gravedad. Por lo tanto, el motor generalmente se instala en la cola, logrando el control de velocidad a través del "estiramiento" de la cinta.

Sin embargo, es necesario tener en cuenta excepciones en escenarios especiales: Si el ángulo de descenso es pequeño (＜2°), o solo un tramo local de la cinta transportadora ondulada es descendente, la fuerza impulsora generada por la gravedad del material es insuficiente. En este caso, el motor debe instalarse en la cabeza para proporcionar una fuerza impulsora positiva y garantizar el funcionamiento estable del equipo. En el diseño, ZOOMRY realiza cálculos específicos para parámetros individuales de cada proyecto (como ángulo de descenso, características del material y distancia de transporte), evitando errores de diseño generalizados y garantizando la racionalidad de la posición de instalación del motor.

Visión Rápida de FAQ sobre Problemas Fundamentales de Cintas Transportadoras

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