¿Es mejor el transporte neumático por presión o por aspiración?

Esta es una de las preguntas más frecuentes cuando presentamos un nuevo proyecto a un cliente.

Parece una pregunta trivial con una respuesta igualmente trivial, pero no lo es.

¿Cómo elegimos el transporte más adecuado para nuestro caso?

Comencemos con la teoría simple.

Básicamente existen 4 factores determinantes a la hora de elegir el transporte:

  • El tipo de producto;
  • El caudal que necesitamos en kg\h;
  • El camino entre el punto de extracción y el punto de destino;
  • El espacio que tengo disponible en la fábrica;

Para este artículo consideramos el transporte neumático en fase diluida, es decir, donde utilizamos mucho aire a velocidad media-alta pero a baja presión para diluir el producto dentro del tubo de transporte.

Tipo de producto

Podemos decir que no existen 2 productos que se comporten exactamente igual, cada uno tiene sus características particulares. Lo que hay que saber a la hora de dimensionar un transporte es esencialmente su peso específico, tanto real como aparente (es decir, cuánto producto puede contener un volumen conocido), su granulometría y su forma, todo esto para ayudar a determinar la velocidad mínima necesaria para transportar el producto, sabiendo entonces que este valor dependerá de la presión a la que se realizará el transporte.

Tomando como referencia el valor de la velocidad mínima a presión atmosférica y a 20°C, ocurrirá que en el transporte bajo presión, donde el aire es más «denso», se necesitará una velocidad proporcionalmente menor, y viceversa en el transporte. en el vacío donde el aire, más enrarecido, deberá compensar su «ligereza» con una velocidad proporcionalmente mayor

Este último valor es el más importante y suele detectarse mediante pruebas de laboratorio.

Tenemos datos sobre más de 300 productos y esto nos permite llevar prácticamente cualquier producto. Si no conocemos el tuyo, hacemos las pruebas o utilizamos el que más se aproxime insertando un factor K de corrección para mantener un margen de seguridad adecuado a la situación.

Caudal

En función de las máquinas a alimentar o de la cantidad de producto a envasar, se calcula el caudal del sistema , teniendo en cuenta cuántos productos deben pasar por un mismo tubo (y por tanto cuántas fases de lavado y recuperación del transporte hay) y manteniendo un margen de seguridad del 20%. Sería una pena hacer un sistema nuevo y en cuanto algo cambie no tener suficiente flujo útil.

El caudal obviamente afecta a todo, sabemos determinar el equilibrio adecuado entre todas las cantidades involucradas, enumeradas a continuación:

  • Caudal de producto;
  • Flujo de aire;
  • Diámetro de la tubería;
  • Velocidad del aire;
  • Longitud de transporte;
  • Tipo de tubo;
  • Caracteristicas de producto;
  • Límites de ruta;
  • Límites de presión de sopladores, ventiladores o compresores.

Estas cantidades están vinculadas entre sí mediante ecuaciones de leyes físicas y la solución no es única sino la elección óptima correcta entre las que se obtienen simulando el comportamiento de unas cantidades cuando otras varían.

Por ejemplo, es necesario considerar que existe una correlación entre el diámetro de la tubería de transporte y la velocidad de transporte , para tener el mismo comportamiento en los dos casos (ver número de Froude ). Si con un diámetro el transporte se realiza correctamente con una velocidad determinada, con un diámetro mayor también se requiere una mayor velocidad, por lo tanto el aumento de caudal de aire viene dado por el aumento de la sección de la tubería sumado al aumento de velocidad.

Ruta

No es difícil entender que no es lo mismo transportar 30m en línea recta o 150m con curvas y subidas y bajadas (posiblemente a evitar).

La distancia, el número de curvas, los tramos verticales y en general el recorrido influyen en el transporte porque cuantos más obstáculos hay, más «ralentiza» el aire y el producto y más «consume» la energía de presión provocando un aumento en «caídas de presión», con el resultado de que tengo que usar más presión.

Un poco como un coche que va a 90km\h en una superficie plana usando cierta potencia pero si quiero mantener la misma velocidad cuesta arriba necesito mucha más potencia.

Espacio disponible

A veces, la elección del tipo de transporte está relacionada con el espacio disponible.

Un transporte neumático en fase diluida debe separar el aire del producto en el punto de destino. Para ello necesito filtros tan grandes como más aire tenga que pasar. Si tengo un producto muy polvoriento y quizá pesado en un recorrido medio-largo, necesito tanto aire y, por tanto, un filtro igual de grande para separarlo.

Todos estos elementos son utilizados por el diseñador para realizar cálculos.

Lo que quieres obtener esencialmente, sin aburrirte con fórmulas complicadas, es:

  • ¿Qué tubo debo usar?
  • ¿Cuánto aire necesito?
  • ¿A qué presión?
  • ¿Qué filtro debo colocar?

Te sorprenderá el hecho de que los dos sistemas (presión y succión), con el mismo caudal, producto y recorrido, NO dan los mismos resultados.

Por este motivo, elegir o bautizar a priori si realizar un transporte de un tipo u otro no es la elección correcta.

Puedo decirte que para transportes de corta distancia con caudales no excesivos y productos fáciles (ver gránulo) los resultados matemáticos son similares (pero no iguales) pero para caudales importantes y/o rutas más largas, el transporte a presión siempre gana .

Una cuestión de filosofía.

Además de los aspectos técnicos, que en cualquier caso son básicos, también hay una cuestión más relacionada con factores externos, como el diseño de las demás partes del sistema (por ejemplo, el pesaje, los silos de origen, etc.) u opciones más relacionadas con la filosofía del fabricante.

Por poner un ejemplo , los primeros sistemas de los años 80 estaban casi todos bajo presión , y muchos siguen perfectamente funcionales. Últimamente, sin embargo, casi todo el mundo trabaja por aspiración.

El transporte por aspiración cuando los datos lo permiten, evita pérdidas de polvo en fábrica porque por succión, aunque hubiera fuga, el producto no saldría.

A menudo, aunque los compresores y las tuberías tengan que ser más grandes (y por lo tanto un transporte menos eficiente), cuando tengo que transportar polvo fino, prefiero esta vía en lugar de tenerlo todo bajo presión precisamente para evitar una posible contaminación.

Otra ventaja nada desdeñable del transporte por aspiración es que puedo utilizar una simple lanza de succión en lugar de costosos elementos de dosificación como rotativas y sinfines cuando tengo productos fluidos y no apelmazantes, como PVC o gránulos. Así, aunque me gaste un poco más en el compresor y la energía, me ahorro los costes de instalación y mantenimiento de los sinfines y válvulas rotativas.

Además, si dimensiono todo correctamente con los dispositivos adecuados, solo puedo poner en succión 1 compresor y cargar simultáneamente 2 o 3 básculas/tolvas. Bajo presión, las cosas serían un poco más complejas.

Por extensión, hoy en día, cada vez con más frecuencia, en las plantas en las que se requieren muchas alimentaciones individuales desde múltiples puntos de salida y en múltiples puntos finales, en las que las líneas de aspiración son «rentables», se puede adoptar el sistema de alimentación por «vacío centralizado«, en el que varias líneas de transporte alimentadas por una o varias bombas de vacío pueden funcionar simultáneamente, con la automatización adecuada de la gestión del caudal de aspiración mediante inversores.

Para concluir.

Como habrás adivinado, no hay una respuesta única.

Los datos técnicos, la experiencia de la empresa que diseña el sistema y el resto de factores que hemos visto influyen en una elección u otra.

Por eso, cuando necesitas ampliar o crear un nuevo transporte neumático, contacta con al menos 2 o 3 empresas para ver si las opciones son similares y, si no, pregunta el motivo.

Al final lo que te interesa es no tener problemas, gastar lo menos posible en energía y mantenimiento y tener la posibilidad de aumentar la producción cuando la empresa crezca.

Si todavía tienes dudas o tienes algún proyecto que presentarnos, encontrarás nuestros contactos a continuación.

Buona vita

Claudio Tosi

 

 

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