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transportadoras, los tornillos, loselevadores de cangilones y otrossistemas mecánicos, tiene la venta-ja de la flexibilidad de los recorri-dos, la facilidad de operación ymantenimiento y la ausencia depolvo. Además suele resultar máseconómico. En la Tabla I se resu-men las ventajas e inconvenientesde este tipo de transporte.

El transporte neumático puedeser de “presión” o de “succión”,según que el producto sea empuja-

El transporte neumático se utili-za con todo tipo de productos gra-nulados o en polvo, siempre quesean poco pegajosos y su diámetrono supere los 50 mm.

Comparado con otras posiblessoluciones, como serían las cintas

1. Conceptosgenerales. Transportepor “presión” o por“succión”

Fundamentos del transporteneumático

J. GalisteoEcolaire España, S.A.

Las principales ventajas deltransporte neumático son:

la flexibilidad de los recorridos,los bajos costes de inversión,

la facilidad de mantenimiento yla ausencia de polvo.

En este artículo se analizan susdistintas variantes y se dan

los criterios generales deselección y diseño. Se presta

especial atención al transporte enfase densa por ser la más

adecuada para plásticos y otrosproductos con tendencia a

la rotura o a la formación de“cabellos de ángel”.

Transporte

Ingeniería Químicawww.alcion.es

Ventajas Inconvenientes

Gran flexibilidad en la elección de Alto consumo de energía para los recorridos y pocas necesidades la compresión del gas de transportede espacio

Sin polvo hacia el exterior y Roturas del producto en transporte en sin residuos fase diluida

Se pueden impedir las reacciones Problemas de ruido en los tubos indeseables utilizando un gas inerte de transporte en el caso de transportes y circuitos cerrados. en fase diluida de granulados.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.

Tabla I. Ventajas e inconvenientes del transporte neumático

do por el gas de transporte hacia elpunto de destino o, por el contra-rio, sea succionado desde dichopunto. En el primer caso, la so-plante o compresor se coloca alprincipio de la línea (Fig 1) y en elsegundo, al final (Fig. 2).

El transporte a presión es el másadecuado cuando hay un solo pun-to de carga y varios puntos de des-tino y el de succión cuando existendiversos puntos de carga y un solodestino. Pero también hay que con-siderar otros factores (Tabla II),entre ellos la distancia de transpor-te, que puede ser mucho mayor conel sistema de presión.

Los componentes principales deun sistema de transporte se resu-men en la Tabla III.

El diagrama de comportamiento(Fig. 3) indica las distintas condi-ciones de transporte del productoque se dan en la corriente de aire.La información del diagrama essolo cualitativa, ya que dependedel producto transportado, de lalongitud y el diámetro de las tube-rías, de la densidad del aire, así co-mo de las partes de tubería hori-zontales y verticales.

Cada una de las curvas indica,para un mismo caudal de productoen T/h, la pérdida de presión pro-ducida al variar la velocidad.

En la parte de la derecha deldiagrama, a velocidades por enci-ma de los 20-25 m/s, los granosvuelan individualmente a través dela sección transversal, repartidosde una forma relativamente unifor-me en la corriente de gas. Este ré-gimen de flujo se denomina de fa-se diluida y es el más habitual en eltransporte neumático.

Al disminuir las velocidades, sellega a la curva límite, en la cual lacorriente de gas ya no es suficientepara transportar el producto a tra-vés de la instalación.

2. Regímenes detransporte: fase diluiday fase densa o de bajavelocidad

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Transporte por presión Transporte por succión

Un punto de carga y varios puntos Varios puntos de carga y un solo destinode destino

Posibilidad de trabajar con mayores Diferencia limitada de presión dediferencias de presión de transporte transportey por tanto de alcanzar mayores distancias

Soplantes más pequeños, menor En productos sensibles a la temperatura diámetro de tubos y menos gasto no es necesario enfriar el gas de en filtros de aire o gas transporte.

Más adecuado para el transporte Algunas limitaciones para el transporte en fase densa en fase densa

Admisión por esclusa contra Descarga del producto por esclusasobrepresión a depresión

Posibles fugas de polvo Sin fugas de polvo

Tabla II. El transporte a presión frente al de succión

Figura 1.Transportepor presión

Figura 2.Transportepor succión

Figura 3.Diagrama decomportamiento.Cada curvacorresponde alcaudal deproductoindicado en T/h

Per

dida

de

pres

ión

----

----

>

Velocidad aire V -------->

Si se continúa bajando la veloci-dad, entramos en una aún más ines-table que no permite los transportesneumáticos a escala industrial.

Finalmente, si se reduce aún másla velocidad del aire, se llega a unazona en la que se forman unos tapo-nes de producto que se deslizan porla tubería de forma bastante estable;es el régimen de flujo denominadode baja velocidad o de fase densa.

Las dos únicas zonas útiles parael transporte son, por tanto, la defase diluida y la de baja velocidado fase densa.

Las partículas del producto nose mueven con la velocidad del ai-re, sino un poco más despacio. Enfase diluida, la velocidad del pro-ducto suele estar entre un 70-90%de la velocidad del gas. En el casode fase densa, la velocidad de lostapones de producto es del 60-90%de la velocidad del gas.

Si se observa detenidamente eltapón formado en fase densa, secomprueba que, durante su movi-miento por la tubería, va recogien-do el producto que se encuentrapor delante, para a la vez ir dejan-do atrás una cantidad muy pareci-da. Las partículas de la parte de-lantera y trasera del tapón se mue-ven a la misma velocidad.

En los tramos verticales, tam-bién se transporta como tapones.Los granulados no serían transpor-tables como granos individuales auna velocidad de aire menor de 8m/s. Pero si se acumula una ciertacantidad de producto, se llega aformar un tapón que la presión delgas se encarga de transportar verti-calmente. El tapón va perdiendomucho producto al ascender, peroes recogido por el siguiente.

El transporte en fase diluida esel más económico y habitual; noobstante, el de fase densa presentalas siguientes ventajas:

- Muy cuidadoso con el pro-ducto debido a la baja velocidadde transporte.

- Los productos con tendencia aromperse o desmezclarse no se de-gradan. En granulados de plástico,

Como consecuencia de las altasvelocidades del gas, de 20-35 m/s,la pérdida de presión total va enparalelo con la curva de la pérdidade presión de la corriente limpia deaire. No se pueden transportar to-dos los productos con alta carga,sobre todo aquellos de grano fino ylos cohesivos.

Si la velocidad del aire baja delos 20 m/s, el grano se mueve en sumayoría por la mitad inferior de latubería, en parte se asienta paraformar una especie de dunas enmovimiento. En esta zona de “du-nas”, el flujo se vuelve muy inesta-ble y no es adecuada para el trans-porte.

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Componente Función

Soplante o compresor Inyectar o aspirar el aire de transporte. Se utiliza nitrógeno en lugar de aire cuando se requiere un gas inerte. Tienen que ser de volumen constante; se emplean los de lóbulos para bajas presiones y los de tornillo para presiones de 2 ó 3 bares. Han de ser sin lubricación para no contaminar el producto

Válvula rotativa Es la encargada de alimentar el producto en la línea de transporte. Aspas giratorias movidas por un pequeño motor eléctrico. Deben evitar el escape del gas de transporte; por encima de 3 bares resulta muy difícil, por lo que se sustituyen por sistemas de alimentación a presión.

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. Cuando se trata de polvo que no se puede separar por efecto ciclónico, se suele utilizar un filtro de mangas como separador final.

Filtros separadores Separa el producto en el punto de destino en el caso de transporte por succión. Suelen ser de mangas con limpieza mecánica o por aire en contracorriente.

Tabla III. Principales componentes de una instalación detransporte neumático

restos de producto que quedan enla tubería, sobre todo al cambiar elproducto. El vaciado de estos res-tos puede realizarse de varias for-mas. Generalmente se hace a velo-cidades altas, en fase diluida.

Cada suministrador de sistemasde transporte neumático ha desa-rrollado sus propios sistemas decálculo, basados en su experienciay en ensayos de laboratorio (en lafigura 4 puede verse una instala-ción de este tipo).

Se suele empezar por determinarla velocidad adecuada, que depen-derá lógicamente de que se trate defase densa o diluida y, además, delmaterial a transportar; debe estar lomás cerca posible del límite inferiorpara minimizar las pérdidas porfricción. Después se calcula la di-ferencial de presión, teniendo encuenta la pérdida de carga por fric-ción del gas y por fricción del pro-ducto sólido y las alturas diferen-ciales. En la dirección http://www.erpt.org/ 014Q/rhoe-00.htmse puede encontrar un detalladoprocedimiento de cálculo para fasediluida; el cálculo en fase densa esmás complejo y empírico, y suelenser métodos propiedad de los sumi-nistradores. A partir de esta pérdidade carga, se determina la presión delas soplantes. También es necesariocomprobar que resulta un índice decarga (kg de producto transportadopor cada kg de aire) adecuado parael producto y el tipo de transporte.

4. Criterios dedimensionamiento

evita la formación de cabello deángel.

- No son necesarias las tuberíasgranalladas.

- Requiere menos aire.- Menos roturas y desgastes

cuando los productos son abrasivos.- Menos ruidos en la tubería de

transporte.

Hay que tener en cuenta sus lí-mites de utilización:

- Materiales granulados de libreflujo.

- Tamaños de gránulos de 0,2 a10 mm.

- La granulometría ha de sermuy estrecha y con bajo porcentajede finos.

- El material a granel debe tenercierta permeabilidad al aire.

- En los extremos de la tuberíase pueden producir grandes impac-tos, que requieren una cuidadosasoportación.

- Rango de aplicación de los ele-mentos utilizados, por ejemplo, lí-mites de presión de las esclusas ro-tativas o de los compresores de aire.

Los transportes en fase densa,que como dijimos anteriormenteson los más adecuados para plásti-cos y otros productos que debanser manejados cuidadosamente, re-quieren algunas precauciones, nosiempre bien conocidas, para sucorrecto funcionamiento.

Debido a las elevadas presiones,de más de 3 bares, utilizadas a vecesen la fase densa, las válvulas rotati-vas no pueden evitar la pérdida degas de transporte. El aire de fugapuede llegar a ser casi el mismo queel necesario para el transporte. Enestos casos, las válvulas rotativasdeben ser reemplazadas por depósi-tos de carga operando por encima dela presión de la línea de transporte.Tampoco se deberían utilizar válvu-las para productos abrasivos.

También se puede dar el caso,especialmente si el rango de cauda-les es muy amplio, de que, por sermuy baja la relación producto/gas,

3. Diseño de sistemasde transporte en fasedensa

no se lleguen a formar tapones deproducto de forma estable. En estoscasos se emplea un sistema de vál-vulas temporizadas para cortar tem-poralmente el paso de aire y dar asítiempo a la formación de tapones.El flujo es entonces en forma de im-pulsos. El llamado índice de carga(kg de producto transportado porcada kg de aire) ha de ser superior a15; de lo contrario, es convenienterecurrir al flujo por impulsos.

La alimentación de aire en fasediluida se soluciona con sencillassoplantes, pero la fase densa re-quiere presiones más elevadas.Además, dependiendo de las con-diciones de flujo y de la formaciónde los tapones, aparecerán fluctua-ciones de presión que ocasionaríangrandes variaciones de caudal silos compresores fuesen centrífu-gos. Por eso han de ser compreso-res volumétricos, de caudal inde-pendiente de la presión.

Los compresores más utilizadosson los de tornillo helicoidal de unao dos etapas, en función de la pre-sión requerida. A veces un mismocompresor alimenta varios trans-portes simultáneos. En estos caosse debe añadir un depósito pulmónde aire y un sistema de regulaciónpara distribuir el flujo conveniente-mente entre las diversas líneas.

A veces se prescinde del com-presor y se utiliza el aire de la redde aire comprimido. Técnicamentees la solución más sencilla, peroenergéticamente es la más cara por-que implica hacer caer la presióndesde el nivel de la red.

En transportes de fase densa hayque llevar a cabo la limpieza de los

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Figura 4. Instalaciónde transporteneumático