1. Definición de un Alimentador por Pérdida de Peso

¿Qué es un alimentador por pérdida de peso?

Los Alimentadores por Pérdida de Peso (LIWF, por sus siglas en inglés) son equipos capaces de medir su cambio de peso a lo largo del tiempo y controlarlo. El alimentador consta de una tolva y un instrumento de dosificación, que puede ser una rosca simple, una rosca doble, un tubo vibrante o una cinta transportadora en los modelos más comunes. Este sistema se utiliza para pesar una cantidad precisa de sólidos, ya sea por \**lotes**\ en los modelos más simples o mediante alimentación continua en los más complejos.

Figura 1: Diseño típico de un Alimentador por Pérdida de Peso

La dosificación por \**lotes**\ es sencilla; por lo tanto, el resto de esta página se centra en la dosificación continua, especialmente para una mezcla seca continua.

2. Control de la dosificación

¿Cómo funciona un alimentador por pérdida de peso?

El control de un Alimentador por Pérdida de Peso se realiza mediante un lazo de retroalimentación desde la señal de las celdas de carga hasta la velocidad del motor. La señal de las celdas de carga se muestrean en intervalos de tiempo muy cortos para calcular la tasa de descarga del producto. Si el caudal es menor al esperado, se incrementa la velocidad del equipo de dosificación (por ejemplo, un transportador de tornillo). Si es demasiado alto, el equipo se ajusta para reducir su capacidad.

Figura 2: Filosofía de control de un Alimentador por Pérdida de Peso

Para aumentar la precisión del alimentador y evitar acciones incorrectas, la señal de las celdas de carga se filtra para eliminar perturbaciones menores que no corresponden a un cambio real de peso. Estas perturbaciones pueden ser vibraciones causadas por alguien caminando cerca del alimentador, alguien tocándolo, corrientes de aire, y deben ser de corta duración y baja intensidad.

El filtro debe estar programado para reconocer también perturbaciones fuertes y actuar en consecuencia. Si el alimentador ya no puede calcular con precisión la pérdida de peso, cambiará automáticamente a dosificación volumétrica, fijando la velocidad de la herramienta de dosificación. Esta medida es una aproximación y solo es aceptable si el alimentador permanece en modo volumétrico por un corto tiempo. Es el caso durante el rellenado de la tolva del LIWF: de hecho, al añadir peso al alimentador, este ya no puede calcular la pérdida de peso y debe fijar la velocidad al último ajuste válido. El rellenado debe ser lo más breve posible para evitar desviaciones en la dosificación .

Es crucial que todas las conexiones, como cables eléctricos o tuberías neumáticas, sean muy flexibles y no ejerzan fuerza sobre el LIWF, ya que podrían falsear la lectura de las celdas de carga y, por lo tanto, la dosificación.

3. Diseño de alimentadores por pérdida de peso

¿Cómo diseñar un Alimentador por Pérdida de Peso?

Existen numerosos criterios de diseño a considerar al elegir un LIWF. A continuación, se presenta una lista de los criterios más comunes:

3.1 Tasa de dosificación - capacidad de procesamiento

Es el criterio más evidente: el LIWF debe estar diseñado para suministrar suficiente material al proceso de mezcla seca continua. Esto se logra seleccionando el tamaño adecuado del equipo de dosificación según la densidad de los materiales a dosificar. En el caso de un transportador de tornillo, esto incluye típicamente el diámetro del tornillo y el perfil (especialmente en dosificadores de doble tornillo). También es importante considerar que el proceso no siempre operará a la misma capacidad; por lo tanto, deben determinarse las tasas mínima, máxima y nominal.

3.2 Precisión de la dosificación

El LIWF debe ser capaz de entregar el caudal correcto, pero también debe dosificar de manera constante en el tiempo. La tasa promedio dosificada debe estar cerca del objetivo, y la variabilidad también debe ser baja.

Esto se representa matemáticamente mediante la desviación relativa del punto de ajuste (RSP) y la desviación estándar relativa (RSD, o CV% si se expresa en porcentajes). Estos valores siempre se muestran en %.

Ecuación 1: RSP y RSD para alimentadores

3.3 Capacidad de la tolva y rellenado

Los LIWF están equipados con una tolva cuyo tamaño debe ser adecuado para la densidad del material y la tasa de dosificación. Como se explicó anteriormente, el rellenado de la tolva perturba el LIWF y reduce su precisión debido al cambio necesario a dosificación volumétrica. Por lo tanto, la tolva debe ser lo suficientemente grande para reducir el número de rellenados por hora. Sin embargo, no debe ser demasiado grande, ya que un rellenado prolongado también afectará negativamente la precisión del alimentador. Por lo tanto, se debe encontrar un equilibrio entre rellenados raros/frecuentes y rellenados cortos/largos. En general, los fabricantes se refieren a los siguientes criterios de diseño:

• Máximo 30 rellenados / h
• Máximo 30 s / rellenado
• Mínimo 80-85% del tiempo dosificando en modo gravimétrico

El proceso de rellenado también debe diseñarse para ser rápido y preciso en menos de 30 segundos. El rellenado no debe realizarse cuando la tolva esté casi vacía, ya que la llegada del producto podría generar un pico en la dosificación y debe quedar un espacio libre en la tolva después del rellenado para evitar que el desbordamiento de polvo falsee la lectura de las celdas de carga . En general, el rellenado debe programarse cuando la tolva esté entre el 50% y el 80% de su volumen.

3.4 Flujo del material

Una buena fluidez dentro de la tolva del LIWF es clave para garantizar una dosificación precisa. Si el material tiende a formar puentes o "rat-holes" (túneles), el suministro de producto al dosificador no será constante, lo que generará una fuerte variabilidad en la tasa de dosificación.

La fluidez debe estudiarse previamente para que el diseño de la tolva y los dispositivos de ayuda a la descarga necesarios se incluyan en el alimentador. Los siguientes dispositivos de ayuda a la dosificación pueden seleccionarse:

Tabla 1: Lista de ayudas comunes para el flujo en Alimentadores por Pérdida de Peso