TransporteFundamentos del transporte neumático J. Galisteo Ecolaire España, S.A. 1. Conceptos generales. Transporte por “presión” o por “succión” El transporte neumático se utiliza con todo tipo de productos granulados o en polvo, siempre que sean poco pegajosos y su diámetro no supere los 50 mm. Comparado con otras posibles soluciones, como serían las cintas transportadoras, los tornillos, los elevadores de cangilones y otros sistemas mecánicos, tiene la ventaja de la flexibilidad de los recorridos, la facilidad de operación y mantenimiento y la ausencia de polvo. Además suele resultar más económico. En la Tabla I se resumen las ventajas e inconvenientes de este tipo de transporte. El transporte neumático puede ser de “presión” o de “succión”, según que el producto sea empuja- Tabla I. Ventajas e inconvenientes del transporte neumático Ventajas Gran flexibilidad en la elección de los recorridos y pocas necesidades de espacio Sin polvo hacia el exterior y sin residuos Inconvenientes Alto consumo de energía para la compresión del gas de transporte Roturas del producto en transporte en fase diluida Problemas de ruido en los tubos de transporte en el caso de transportes en fase diluida de granulados. Las principales ventajas del transporte neumático son: la flexibilidad de los recorridos, los bajos costes de inversión, la facilidad de mantenimiento y la ausencia de polvo. En este artículo se analizan sus distintas variantes y se dan los criterios generales de selección y diseño. Se presta especial atención al transporte en fase densa por ser la más adecuada para plásticos y otros productos con tendencia a la rotura o a la formación de “cabellos de ángel”. Se pueden impedir las reacciones indeseables utilizando un gas inerte y circuitos cerrados. Reducido riesgo de explosiones Cuidadoso tratamiento del producto si se utiliza el transporte lento Generalmente requiere menores costes de inversión que otras soluciones alternativas Fácil mantenimiento. Pocas piezas móviles y alta seguridad funcional. Poco ruidoso, los compresores se pueden colocar en cuartos separados Puede realizar otras funciones adicionales como enfriar, calentar, secar, humedecer, etc. Ingeniería Química www.alcion.es octubre 02 453 Diagrama de comportamiento. a velocidades por encima de los 20-25 m/s. sea succionado desde dicho punto. En el primer caso. Cada curva corresponde al caudal de producto indicado en T/h Figura 1. ya que depende del producto transportado. La información del diagrama es solo cualitativa. Los componentes principales de un sistema de transporte se resumen en la Tabla III. la soplante o compresor se coloca al principio de la línea (Fig 1) y en el segundo. menor diámetro de tubos y menos gasto en filtros de aire o gas Más adecuado para el transporte en fase densa Admisión por esclusa contra sobrepresión Posibles fugas de polvo Transporte por succión Varios puntos de carga y un solo destino Diferencia limitada de presión de transporte En productos sensibles a la temperatura no es necesario enfriar el gas de transporte. Transporte por succión Perdida de presión --------> Velocidad aire V --------> 454 . la pérdida de presión producida al variar la velocidad. Regímenes de transporte: fase diluida y fase densa o de baja velocidad El diagrama de comportamiento (Fig. los granos vuelan individualmente a través de la sección transversal. al final (Fig. Cada una de las curvas indica. El transporte a presión es el más adecuado cuando hay un solo punto de carga y varios puntos de destino y el de succión cuando existen diversos puntos de carga y un solo destino. se llega a la curva límite. Este régimen de flujo se denomina de fase diluida y es el más habitual en el transporte neumático. para un mismo caudal de producto en T/h. Pero también hay que considerar otros factores (Tabla II). así como de las partes de tubería horizontales y verticales. En la parte de la derecha del diagrama. de la densidad del aire. 2.INGENIERIA QUIMICA do por el gas de transporte hacia el punto de destino o. 2). por el contrario. de la longitud y el diámetro de las tuberías. en la cual la corriente de gas ya no es suficiente para transportar el producto a través de la instalación. Al disminuir las velocidades. 3) indica las distintas condiciones de transporte del producto que se dan en la corriente de aire. que puede ser mucho mayor con el sistema de presión. entre ellos la distancia de transporte. Algunas limitaciones para el transporte en fase densa Descarga del producto por esclusa a depresión Sin fugas de polvo Figura 2. repartidos de una forma relativamente uniforme en la corriente de gas. El transporte a presión frente al de succión Transporte por presión Un punto de carga y varios puntos de destino Posibilidad de trabajar con mayores diferencias de presión de transporte y por tanto de alcanzar mayores distancias Soplantes más pequeños. Transporte por presión Tabla II. Figura 3. se emplean los de lóbulos para bajas presiones y los de tornillo para presiones de 2 ó 3 bares. Pero si se acumula una cierta cantidad de producto. si se reduce aún más la velocidad del aire. Aspas giratorias movidas por un pequeño motor eléctrico. Cuando se trata de polvo que no se puede separar por efecto ciclónico. En esta zona de “dunas”. el flujo se vuelve muy inestable y no es adecuada para el transporte. En los tramos verticales. en parte se asienta para formar una especie de dunas en movimiento.Transporte Como consecuencia de las altas velocidades del gas. Deben evitar el escape del gas de transporte. para a la vez ir dejando atrás una cantidad muy parecida. la de fase diluida y la de baja velocidad o fase densa. va recogiendo el producto que se encuentra por delante. Principales componentes de una instalación de transporte neumático Componente Soplante o compresor Función Inyectar o aspirar el aire de transporte. durante su movimiento por la tubería. por tanto.Los productos con tendencia a romperse o desmezclarse no se degradan. se llega a una zona en la que se forman unos tapones de producto que se deslizan por la tubería de forma bastante estable. la velocidad del producto suele estar entre un 70-90% de la velocidad del gas.Muy cuidadoso con el producto debido a la baja velocidad de transporte. Si la velocidad del aire baja de los 20 m/s. En fase diluida. Las dos únicas zonas útiles para el transporte son. sino un poco más despacio. Tabla III. Finalmente. Filtros separadores Separa el producto en el punto de destino en el caso de transporte por succión. Los granulados no serían transportables como granos individuales a una velocidad de aire menor de 8 m/s. es el régimen de flujo denominado de baja velocidad o de fase densa. el grano se mueve en su mayoría por la mitad inferior de la tubería. En el caso de fase densa. la pérdida de presión total va en paralelo con la curva de la pérdida de presión de la corriente limpia de aire. no obstante. Han de ser sin lubricación para no contaminar el producto Es la encargada de alimentar el producto en la línea de transporte. se suele utilizar un filtro de mangas como separador final. la velocidad de los tapones de producto es del 60-90% de la velocidad del gas. Si se observa detenidamente el tapón formado en fase densa. . se llega a formar un tapón que la presión del gas se encarga de transportar verticalmente. Se utiliza nitrógeno en lugar de aire cuando se requiere un gas inerte. octubre 02 455 . por lo que se sustituyen por sistemas de alimentación a presión. Las partículas del producto no se mueven con la velocidad del aire. de 20-35 m/s. sobre todo aquellos de grano fino y los cohesivos. Suelen ser de mangas con limpieza mecánica o por aire en contracorriente. entramos en una aún más inestable que no permite los transportes neumáticos a escala industrial. Las partículas de la parte delantera y trasera del tapón se mueven a la misma velocidad. también se transporta como tapones. por encima de 3 bares resulta muy difícil. pero es recogido por el siguiente. se comprueba que. Válvula rotativa Válvulas desviadoras Desvían el flujo en la dirección adecuada cuando hay bifurcaciones en el recorrido Ciclón receptor Separa el producto del gas en el punto final de destino en el caso del transporte por presión. el de fase densa presenta las siguientes ventajas: . El transporte en fase diluida es el más económico y habitual. No se pueden transportar todos los productos con alta carga. En granulados de plástico. Tienen que ser de volumen constante. El tapón va perdiendo mucho producto al ascender. Si se continúa bajando la velocidad. 3. El aire de fuga puede llegar a ser casi el mismo que el necesario para el transporte. El vaciado de estos restos puede realizarse de varias formas.En los extremos de la tubería se pueden producir grandes impactos.Menos ruidos en la tubería de transporte. pero energéticamente es la más cara porque implica hacer caer la presión desde el nivel de la red. no siempre bien conocidas. . de más de 3 bares. En estos casos se emplea un sistema de válvulas temporizadas para cortar temporalmente el paso de aire y dar así tiempo a la formación de tapones. . y suelen ser métodos propiedad de los suministradores. basados en su experiencia y en ensayos de laboratorio (en la figura 4 puede verse una instalación de este tipo).erpt. Debido a las elevadas presiones. aparecerán fluctuaciones de presión que ocasionarían grandes variaciones de caudal si los compresores fuesen centrífugos. límites de presión de las esclusas rotativas o de los compresores de aire. En transportes de fase densa hay que llevar a cabo la limpieza de los restos de producto que quedan en la tubería.Requiere menos aire. Generalmente se hace a velocidades altas. las válvulas rotativas no pueden evitar la pérdida de gas de transporte. Tampoco se deberían utilizar válvulas para productos abrasivos. El flujo es entonces en forma de impulsos. utilizadas a veces en la fase densa.org/ 014Q/rhoe-00. Figura 4.2 a 10 mm. En la dirección http:// www. . Se suele empezar por determinar la velocidad adecuada. . La alimentación de aire en fase diluida se soluciona con sencillas soplantes.Tamaños de gránulos de 0. 456 . que requieren una cuidadosa soportación. que dependerá lógicamente de que se trate de fase densa o diluida y. el cálculo en fase densa es más complejo y empírico. para su correcto funcionamiento. En estos caos se debe añadir un depósito pulmón de aire y un sistema de regulación para distribuir el flujo convenientemente entre las diversas líneas. . las válvulas rotativas deben ser reemplazadas por depósitos de carga operando por encima de la presión de la línea de transporte.Menos roturas y desgastes cuando los productos son abrasivos. de que. de caudal independiente de la presión.El material a granel debe tener cierta permeabilidad al aire. . especialmente si el rango de caudales es muy amplio. . pero la fase densa requiere presiones más elevadas. por ser muy baja la relación producto/gas. Diseño de sistemas de transporte en fase densa Los transportes en fase densa.Materiales granulados de libre flujo. que como dijimos anteriormente son los más adecuados para plásticos y otros productos que deban ser manejados cuidadosamente. También se puede dar el caso. Además. es conveniente recurrir al flujo por impulsos.La granulometría ha de ser muy estrecha y con bajo porcentaje de finos. además. requieren algunas precauciones. sobre todo al cambiar el producto. También es necesario comprobar que resulta un índice de carga (kg de producto transportado por cada kg de aire) adecuado para el producto y el tipo de transporte. del material a transportar. debe estar lo más cerca posible del límite inferior para minimizar las pérdidas por fricción. Instalación de transporte neumático no se lleguen a formar tapones de producto de forma estable.INGENIERIA QUIMICA evita la formación de cabello de ángel. dependiendo de las condiciones de flujo y de la formación de los tapones. Después se calcula la diferencial de presión.No son necesarias las tuberías granalladas. Los compresores más utilizados son los de tornillo helicoidal de una o dos etapas. El llamado índice de carga (kg de producto transportado por cada kg de aire) ha de ser superior a 15. A veces un mismo compresor alimenta varios transportes simultáneos.htm se puede encontrar un detallado procedimiento de cálculo para fase diluida. . se determina la presión de las soplantes. en función de la presión requerida.Rango de aplicación de los elementos utilizados. por ejemplo. En estos casos. Por eso han de ser compresores volumétricos. . 4. A partir de esta pérdida de carga. de lo contrario. A veces se prescinde del compresor y se utiliza el aire de la red de aire comprimido. Técnicamente es la solución más sencilla. teniendo en cuenta la pérdida de carga por fricción del gas y por fricción del producto sólido y las alturas diferenciales. en fase diluida. Criterios de dimensionamiento Cada suministrador de sistemas de transporte neumático ha desarrollado sus propios sistemas de cálculo. Hay que tener en cuenta sus límites de utilización: .