Codos para Transporte Neumático
Diseño, caída de presión, atrición del material y desgaste, optimización en codos y curvas utilizados en una línea de transporte neumático
Para calcular la caída de presión en tuberías de transporte, visite nuestro manual de transporte neumático
¿Pregunta u observación? Contáctenos en admin@powderprocess.net| Resumen de la sección |
|---|
| 1. Introducción |
| 2. Diseño de codos |
| 3. Efectos de los codos |
| 4. Solución de problemas asociados a codos |
1. Introducción
Los codos en líneas de Transporte Neumático son necesarios; de hecho, es muy poco común tener solo una tubería recta entre el punto de recogida y el punto de recepción. Sin embargo, los codos pueden ser una fuente de problemas no siempre bien comprendidos por el fabricante.
Poco después de instalar una nueva línea de transporte, pueden observarse los siguientes fenómenos si los problemas provienen efectivamente de los codos en la línea de transporte:
- La línea está obstruyéndose (bloqueos)
- La caída de presión es demasiado alta, reduciendo la capacidad
- Los materiales transportados están dañados
- Acumulación ocurre en la línea
Estos problemas pueden evitarse (la experiencia demuestra que los problemas a veces tienen varias causas raíz) si el trazado de la tubería de transporte hubiera sido diseñado de manera diferente, con menos codos o codos distintos.
2. Diseño de Codos
Los codos pueden adoptar varias formas, desde los más bruscos (una simple tee de 90 grados) hasta radios largos, o diseños más complejos y patentados. La tabla siguiente ofrece una visión general de cada diseño disponible, junto con observaciones sobre sus ventajas e inconvenientes.
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Figura 1: Diseños estándar de codos
| Tipo de acoplamiento | Relación R/D | Observación |
|---|---|---|
| Radio muy corto | R/D = 1 a 2.5 | También llamado codo. Codo muy brusco. Se espera un alto daño en el material transportado si este es frágil, alto desgaste del codo si el material es abrasivo, y alta caída de presión. |
| Radio corto | R/D = 3 a 7 |
Codo brusco. Se espera un alto daño en el material transportado si este es frágil, alto desgaste del codo si el material es abrasivo, y alta caída de presión. Utilizar solo si las restricciones de espacio no permiten codos de mayor radio. |
| Radio largo | R/D = 8 a 14 |
Generalmente el mejor compromiso entre espacio, impacto en el producto, durabilidad y caída de presión. Sin embargo, no siempre es así, ya que los codos de radio largo suelen considerarse capaces de resolver todos los problemas, pero no es cierto para todas las aplicaciones. |
| Radio muy largo | R/D = 15 a 24 |
Los codos de radio muy largo pueden percibirse como una solución para reducir aún más la rotura del material transportado y el desgaste, pero un radio largo puede, de hecho, provocar otros problemas, ya que los materiales rebotarán múltiples veces dentro del codo, lo que nuevamente causará roturas o acumulación de material en la tubería. |
| Diseño propietario | Generalmente radio muy corto o corto | Algunos fabricantes proponen codos más avanzados que permiten evitar algunos de los inconvenientes de los codos convencionales. La mayoría de estos diseños se basan en la formación de un "lecho" de material en el codo, que absorbe el impacto del material entrante y, por lo tanto, reduce la atrición del sólido y el desgaste del codo. El diseño intenta minimizar el efecto de "zona muerta", que haría que el material permanezca mucho tiempo en el lecho, promoviendo una renovación del material, pero esto no está garantizado, lo que hace que estos diseños sean muy apreciados en aplicaciones químicas, pero mucho menos en alimentarias o farmacéuticas. |
Tabla 1: Diferentes tipos de conexiones de tuberías y sus ventajas e inconvenientes
Figura 2: Diseños de codos patentados
3. Efectos de los Codos
Los codos tienen principalmente las siguientes consecuencias en el proceso:
- Caída de presión : cuando el flujo de producto cambia de dirección, la velocidad de los sólidos transportados disminuye tras el impacto en el codo; por lo tanto, se requiere energía adicional para reacelerar el material, lo que se traduce en una caída de presión adicional.
- Obstrucción de tubería : si la caída de presión en el codo es demasiado alta, el producto puede sedimentarse, no ser reacelerado y, en consecuencia, provocar una obstrucción en la tubería.
- Daño al producto : enviar sólidos a alta velocidad hacia un codo probablemente los dañará, rompiendo el sólido en partículas más pequeñas o, por ejemplo, en el caso de gránulos de plástico, desgastándolos.
- Daño en la tubería: a la inversa, el impacto del producto en el codo puede generar desgaste en el punto de impacto, requiriendo su reemplazo después de varios meses o años.
4. Solución de Problemas Asociados a Codos
Figura 3: Flujo de producto dentro de un codo
Nota: el dibujo anterior muestra un patrón de flujo con múltiples impactos, pero también puede ocurrir, dependiendo del material y de la carga de sólidos que el material deslice por la parte exterior del codo. Esto es lo que puede suceder en codos de radio largo con polímeros, por ejemplo, generando "angel hair" (fibras) cuando la capa de producto acumulada se desprende.
| Problema | Acción(es) posible(s) |
|---|---|
| Obstrucciones en la línea a la altura de los codos | 1. No colocar un codo justo después del punto de recogida de la línea de transporte; siempre respetar 2-3 m de tubería recta, hasta 6 m al usar codos de radio largo. 2. Usar codos de radio más corto, ya que menos producto se sedimentará, reduciendo el riesgo de obstrucción. 3. Evitar codos consecutivos; siempre respetar una distancia recta entre codos. |
| Alta caída de presión | 1. Reducir el número de codos en el diseño de la tubería: siempre planificar la tubería más recta posible; es preferible una tubería más larga que muchas curvas. 2. Optar por codos de radio largo, que reducirán la caída de presión frente a los de radio corto. |
| Rotura de sólidos transportados | 1. Reducción del número de codos en el diseño de la tubería: siempre se debe planificar la tubería más recta posible; es preferible tener una tubería más larga que múltiples codos 2. Utilizar codos de radio largo, aunque no sea la mejor opción para todos los sólidos, ya que, a mayor radio del codo, mayor será el arrastre de los sólidos contra la pared, generando múltiples rebotes. Por ejemplo, los *pellets* de plástico pueden fundirse ligeramente al ser arrastrados, depositando una capa de producto en el codo; cuando esta capa se desprende con el tiempo, genera el conocido fenómeno de "cabellos de ángel" (*angel hairs*), que puede ser percibido por los clientes como un defecto de calidad. En el caso de los "cabellos de ángel", puede ser más adecuado emplear codos de radio corto o codos de radio corto con diseños específicos que creen un colchón de producto en el punto de impacto (ej. *Gamma Bend*) 3. Utilizar transporte neumático a presión en lugar de vacío, ya que la velocidad al final de la línea es menor. Además, se recomienda diseñar el trazado para que los codos no estén ubicados al final de la tubería, donde la velocidad es máxima 4. Cambiar la tecnología de transporte: la **fase densa**, con velocidades de aire alrededor de 5 m/s, genera mucha menos fuerza de impacto en los codos y reduce la rotura de partículas. Sin embargo, no todos los materiales pueden transportarse en fase densa o pueden surgir inconvenientes (ej. acumulación o *build-up*) |
| Desgaste en codos Sólidos abrasivos |
1. Reforzar los codos (aleaciones resistentes o revestimientos de goma/plástico) – solución generalmente no aplicable en aplicaciones higiénicas 2. Cambiar la tecnología de transporte: la **fase densa**, con velocidades de aire alrededor de 5 m/s, genera mucha menos fuerza de impacto en los codos |
Fuentes