Correa Transportadora

INTRODUCCIÓN En la explotación de yacimientos el manejo correcto de los costos operacionales forma parte fundamental en los buenos resultados en la labor minera y en la gestión de la empresa. A medida que pasan los años, se tiene en cuenta en la planificación minera que las distancias, las toneladas de material a remover y las labores mineras aumentan considerablemente con respecto al tiempo, a causa de aquello es necesario la implementación de nuevas tecnologías que se adapten en los tiempos que se vienen a futuro y también considerar que sean innovadoras y sustentables a fin de ser mas económicas y no dejando de lado ser mas productivas. Se debe tomar en cuenta que en la planificación de un yacimiento minero los costos operacionales de carguio y transporte son los mas altos dentro de las operaciones unitarias. Es por esto que se debe tomar buenas decisiones en la elección de estos equipos, el correcto uso de herramientas y mantención especializada de estos equipos. Este trabajo tiene como objetivo entregar mayor conocimiento sobre las correas transportadoras, que tipos de correas se utilizan en la minería, sus componentes, su incidencia económica y sus distintos tipos de costos operacionales para las distintas correas.

RESUMEN La cinta transportadora consta de una cinta sinfín, órgano de accionamiento, de un tambor de retorno y de caballetes con rodillos. El material transportado se encuentra sobre el tramo superior de la cinta, se desplaza con ésta y se descarga por el tambor de retorno; el tramo inferior circula vacío, pero existen también cintas transportadoras con el tramo inferior portador.

GENERALIDADES Descripción y Función Las correas transportadoras son elementos de una gran sencillez, que funcionan como un sistema de transporte continúo formado básicamente por una banda continua que se mueve entre dos tambores. La banda sinfín flexible es arrastrada por fricción por uno de los tambores, que a su vez es accionado por un motor. El otro tambor suele girar libre, sin ningún tipo de accionamiento, y su función es servir de retorno a la banda. La banda es soportada por rodillos entre los dos tambores. Debido al movimiento de la banda el material depositado sobre la banda es transportado hacia el tambor de accionamiento donde la banda gira y da la vuelta en sentido contrario. En esta zona el material depositado sobre la banda es vertido fuera de la misma debido a la acción de la gravedad. Algunas de sus características son de gran capacidad de transporte, las cintas no desmenuzan materia, funcionan con regularidad, una vez instaladas correctamente suelen dar pocos problemas mecánicos y de mantenimiento, no requieren generalmente de ningún operario que trabaje directamente sobre ellos de forma continuada y absorben poca fuerza. Para pendientes de hasta 20 grados y tramos de 300 metros se emplean cintas planas, o bien para aumentar la capacidad de transporte, cintas o correas abarquilladas.

Ventajas y Desventajas en comparación con los camiones: Ventajas: 

Su costo de operación y mantención es menor respecto de los camiones, y requiere menos mano de obra menor y menos especializada.

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Las cintas tienen mayor eficiencia energética, del orden del 75% frente al 45%de los camiones. Esta diferencia se acentúa aún más al aumentar el desnivel en el perfil de transporte.

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Las correas transportadoras pueden fácilmente cruzar caminos, líneas férreas, vías fluviales v otras obstrucciones, sobre soportes livianos tipo puente.



La cinta transportadora permite reducir las longitudes de transporte, ya que frente a una inclinación media remontable del 33% para las cintas, los camiones no superan el 10%.

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Además, al suprimir rampas de transporte, los taludes pueden aumentar su ángulo, mejorando la rentabilidad del proyecto minero.



El costo de construcción y mantención de las pistas disminuye por su menor ancho, longitud e intensidad de circulación.



La vida operativa de las cintas es mayor que la de los camiones.



Las condiciones ambientales son mejores por la menor emisión de ruidos y polvo.

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Debido a que el proceso productivo puede ser racionalizado y automatizado, facilita su supervisión.

Desventajas: 

Se requiere triturar el material hasta unos 6 a 8 pulgadas. Esto lleva a considerar el uso del chancador interior mina.

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El material no debe estas con un alto porcentaje de humedad. El costo de mantención para limpiar poleas, rodillos de guía y correaje, aumentan con materiales mojados y llenos de barro. El material mojado también tiende a resbalar en la superficie. Los materiales completamente secos y polvorientos producen pérdidas en los puntos de transferencia con los consiguientes problemas de limpieza y mantención. Se recomienda mojar levemente el material.

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La confiabilidad operacional de la correa aumenta con el menor número de tramos.



Mientras mayor sea la velocidad de la correa sin fin, mayores serán la velocidad de movimiento de materiales y el costo del sistema transportador (velocidades de 5,1 a 6,1 m/seg).

TIPOS DE CORREAS TRANSPORTADORAS Correa Fija o Estacionaria Las cintas fijas son las que permanecen durante mucho tiempo en posición invariable, con apoyos fijos, normalmente de hormigón, que están enterrados en el suelo y no cambian de posición. Son las más usadas en las explotaciones mineras, generalmente en las plantas de tratamientos de minerales.

Correa Semimoviles o Ripables Son aquellas que permiten desplazamientos frecuentes mediante equipos auxiliares, de forma que desde cada posición se explota un bloque o modulo de estéril o mineral. Se emplean mucho en minería a cielo abierto, y cada vez con mayor frecuencia en faenas donde el sistema de chancado se realiza en el interior del rajo.

Correa Móviles Estas cintas disponen de una estructura metálica semirígida de módulos de distintas longitudes, generalmente de unos 25 m, que va montado sobre transportadores de oruga que aportan al sistema una gran movilidad. El accionamiento del mecanismo de traslación se efectúa desde una cabina de control, situada en uno de sus extremos, donde la alineación generalmente es automática, con errores menores a 1 cm en 10 m.

COMPONENTES DEL SISTEMA Para el correcto funcionamiento de una correa transportadora es necesario que todos los componentes del sistema de transporte, tanto los estructurales como los no estructurales, sean completamente analizados, teniendo en cuenta que se comportan como una unidad y que los valores de cada uno de ellos sumados, determinarán el esfuerzo al que la correa será sometida. Es preciso examinar cada uno de estos componentes para ver como afectan, cada uno de ellos, a la correa. COMPONENTES DE UNA CORREA Una correa transportadora consta básicamente de los siguientes elementos:    

Cubierta superior Skim Carcasa Cubierta exterior

CUBIERTA SUPERIOR La función de esta es proteger la carcasa, puesto ella estará en contacto con el material transportado, y en consecuencia recibirá los impactos producidos por la caída del material cargado. Los factores que determinan la calidad de las cubiertas son:  Abrasión  Temperatura  Presencia de aceites minerales, vegetales, o animales.  Ácidos y otros agentes químicos  Inflamabilidad, etc.

SKIM Corresponde a la cubierta de caucho entre las telas que se utiliza para mejorar la adherencia entre ellas, esta también se conoce con el nombre de caucho cojín. CARCASA Es el elemento más importante en una correa transportadora, siendo esta la responsable del trabajo necesario para realizar el transporte. Esta debe resistir la temperatura con un mínimo de estiramiento, las fuerzas debidas a cargas y componentes móviles.

Esquema goma, skim, cubierta.

El tipo de carcasa debe ser seleccionada de acuerdo a las siguientes condiciones:  Tensión: es el esfuerzo necesario para resistir la tensión de operación del transportador  Resistencia al impacto: es la habilidad que tiene la correa de resistir los impactos originados en la zona de carga.  Resistencia a los cortes: una buena consistencia de la correa posee una excelente resistencia a cortes y daños producidos por la eventual penetración de algún material entre la correa y la polea.  Resistencia a la humedad: debe ser totalmente impermeables, por lo tanto no existe la posibilidad que se llegue a deteriorar por la humedad del material.  Soporte de carga: es la habilidad para suministrar un soporte adecuado en la intersección de los polines de carga  Acanalamiento de correa vacía: deberá tener la flexibilidad adecuada con el fin de tener un contacto uniforme en los tres polines de carga con la correa vacía. Al utilizar una cinta con una carcasa rígida, existirá la tendencia al desalineamiento.  Flexibilidad en las poleas: deberá tener la flexibilidad longitudinal adecuada para una buena operación sobre las poleas de diámetros determinados  Excelente adhesión, debe presentar excelentes condiciones de adhesión entre sus componentes, teniendo ventaja de no presentar separación entre las telas y coberturas / telas.

CUBIERTA INFERIOR Esta cubierta protege a la carcasa de roce con sistemas en movimiento (resistencia al desgaste), polines, poleas. La calidad de ésta cubierta debe ser la misma que aquella del lado de carga.

COMPONENTES ESTRUCTURALES DE UN SISTEMA DE CORREAS El sistema de una correa transportadora cuenta con un conjunto de elementos que detallamos a continuación: Nomenclatura correa.

Nomenclatura del sistema de identificación: 1. Tambor o polea de cabeza motriz 2. Tolva de descarga 3. Polea de contrapeso tensor 4. Poleas deflectoras del tensor 5. Polines de retorno 6. Polines de carga o conducción 7. Correa, banda o cinta 8. Gualdera o guardapolvos 9. Tolva de carga o alimentación 10. Polea deflectora de cola 11. Tambor o polea de cola o retorno 12. Polines de impacto 13. Raspador de la correa 14. Desviadores de protección de poleas 15. Contrapeso tensor

ESTRUCTURA DEL SOPORTE Comprende todos los elementos que sustentan la correa y a los demás componentes. Debe estar diseñada para que dicha sustentación sea firme y propiamente alineada, de no ser así se crean problemas para el normal funcionamiento del sistema de transporte. Todos los componentes del sistema se deben encontrar perfectamente unidos a la estructura y de modo tal que siempre se respete la escuadra y el nivel de cada uno de ellos como así también del conjunto en general. Las uniones de las diferentes secciones del sistema no deben presentar desniveles y debe respetarse la horizontalidad de todo el conjunto para evitar que la correa tienda a escaparse de su trayectoria diseñada. TAMBOR DE ACCIONAMIENTO La fricción entre la correa y este tambor es la encargada de transmitirle el movimiento al sistema. A través de diferentes mecanismos el motor transmite movimiento al tambor de accionamiento y este a la correa por fricción. Es fundamental la adherencia que se presente entre la correa y el tambor y esto constituye de por sí la base del cálculo del sistema. Se debe tener en cuenta que a mayor arco de abrace de la correa sobre el tambor mayor será la fuerza trasmitida a la correa; este punto tiene mucha importancia en el cálculo del sistema en cuanto a potencia necesaria y características de la correa. Existe un factor denominado Coeficiente de Accionamiento "K" que es utilizado para el cálculo de tensiones y que es fricción de la relación existente entre la tensión del ramal portante (tenso) y el ramal de retorno (flojo) y que depende no sólo del arco de abrazado sino también del tipo de superficie que presenta el tambor de accionamiento y del tipo de estirador utilizado. (Ver Tabla).

Tabla I: Coeficiente K para correas transportadoras α

Tensor a Tornillo

Tensor a Contrapeso

Tambor Liso

Tambor Recub.

Tambor Liso

Tambor Recub.

180°

1

0,84

0,84

0,52

200°

1

0,7

0,72

0,44

220°

0,9

0,6

0,62

0,37

240°

0,8

0,55

0,54

0,32

380°

0,5

0,3

0,23

0,11

420°

***

***

0,18

0,08

Los tambores de accionamiento dependiendo del arco abrazado, se pueden clasificar en: a) Tambor Simple (Arco abrazado 180°) b) Tambor Simple con Polea desviadora (Arco abrazado 210° a 230°) c) Tambores en Tándem (Arco abrazado 350° a 480°) Polea simple

Polea simple con desviador

Polea con tándem.

La superficie del tambor de accionamiento puede ser de acero lisa o con recubrimiento de caucho de una dureza Shore A de 60 a 70 aproximadamente, el cual permite el aumento del coeficiente de rozamiento. Existen procedimientos no convencionales de recubrimiento del tambor como ser el forrado con correas de caucho u otros elementos de gran adherencia.

También hay sistemas que utilizan "postizos" en arco, cauchutados, que se acoplan a los tambores de diferentes formas. Esquema recubrimiento correas

Para sistemas de transporte liviano es recomendable, aunque necesario, una doble conicidad en los tambores de accionamiento, la función de esta diferencia de diámetro entre el centro del tambor (mayor diámetro) y los extremos (menores diámetros) es la de facilitar el centrado de la correa. Los valores aconsejados de esta diferencia se pueden consultar en la Tabla II. El tensado de la correa para que la misma se adapte a la doble conicidad es importante, debiéndose tener cuidado con el sobre tensado por inconvenientes que pueda ocasionar sobre el tambor mismo (flexión). No es recomendable la doble conicidad en los tambores de accionamiento en sistemas de transporte pesado con correa abarquillada (rodillos en artesa), una de las razones es porque en estos sistemas son los rodillos abarquillados los responsables del centrado de la correa, además del centrado de la carga y los rodillos autoalineantes; por otra parte en estos sistemas de transporte pesado y en función de la tensión a la que está siendo sometida la correa la doble conicidad provoca un desequilibrio total de tensiones en sus componentes, haciéndola indeseable.

Tabla II Ancho de la Correa -B- (mm)

100 - 200 200 - 700 700 - 1200

Longitud del Tambor

B + 20 mm

B + 30 mm

B + 50 mm

Longitud Cilíndrica

1/3 B

3/5 B

5/7 B

Diámetro porción cilíndrica del Tambor (mm)

70

110 175 250 315 430

Diferencia e/ Diámetro porción cilíndrica y extremos del Tambor (mm)

0,7

0,9

1,2

1,4

1,7

2

TAMBOR DE REENVÍO Es el tambor que se encuentra en el extremo opuesto del sistema de transporte respecto al tambor de accionamiento. Por regla general se denomina también tambor de cola. Su función es lograr el retorno de la correa una vez que esta terminó el recorrido del tramo portante. Normalmente son del mismo diámetro que del tambor de accionamiento, valor que debe ser tomado en cuenta en el momento de selección de la correa, dado que cada tipo de correa soporta un diámetro mínimo de tambor (esto es válido tanto para un tambor como para el otro). TAMBOR DE ESTIRAMIENTO Y SISTEMAS TENSORES Los tambores de estiramiento son los componentes principales de estos tipos de estiradores automáticos o por gravedad y deben reunir requisitos indicados mas adelante. Es el tambor de estiramiento el que soporta el contrapeso sobre su eje, el sistema consta de además de otros 2 tambores fijos, denominados de desvío que son los que encausan a la correa para la entrada y salida del sistema. El lugar de ubicación de este tipo de estiradores automáticos dentro de un sistema de transporte de correas, es en un punto normalmente más cercano al tambor de accionamiento y sobre el tramo de retorno. Toda correa posee un coeficiente de estiramiento inelásticos, inherentes a la misma y que debe venir indicado por el fabricante. Este estiramiento debe ser absorbido por el estirador, mientras mas larga es la correa, mayor será el recorrido del estirador para compensarlo, sino se compensa la correa pierde tensado y se corre serio riesgo de deslizamiento. Por lógica posee mucho mayor recorrido los estiradores automáticos o por gravedad que los de tornillos indicados en párrafos anteriores. No obstante siempre debe dimensionarse tanto el recorrido necesario como así también calcularse el peso del contrapeso del sistema estirador para poder lograr su cometido. Esquema contrapeso

SISTEMA TORNILLO SIN FIN (USILLO) Este sistema consiste básicamente en una polea que se puede regular en su desplazamiento paralelo por medio de tornillos mecánicos, es el más simple y de menor costo de implementación. Este tipo no compensa o mantiene constante, de modo automático, la tensión en la banda, requiere una constate supervisión, ya que debe regularse a la tensión adecuada para sí no permitir el resbalamiento en la cinta o su excesiva tensión, con las consecuencias lógicas. Su empleo se recomienda en correas de no más de 75 m, con reducidas tensiones. SISTEMA CARRO ARRASTRE Este tipo es una especie de combinación de los otros dos, la polea de cola está montada sobre un carro móvil, el cual es accionado por contrapesos. Generalmente se utiliza en cintas de mayores exigencias, mayores longitudes y mantiene una tensión constante de modo automática. SOPORTE DE LA CORREA EN EL TRAMO PORTANTE Según este título, se pueden clasificar los transportadores en dos grandes grupos: a) Deslizamiento sobre rodillos, b) Deslizamiento sobre cuna continúa. a) Deslizamiento sobre rodillos Este grupo se presente a través de las siguientes configuraciones:  Sobre rodillo plano  Sobre rodillo en artes Sobre rodillo plano: El caso de deslizamiento sobre rodillo plano se utiliza para el transporte de bultos o piezas normalmente de mucho peso y donde la utilización de cunas continuas supondría una gran fricción de la correa sobre la misma debido al peso del material transportado. El diámetro de los mismos como así también su separación obedecerán a las características del material transportado.

Sobre rodillos en artes: Para el transporte de materiales a granel se utilizan los rodillos de sustentación formando artesa, la cual se define como un grupo de rodillos (2 ó 3) con sus respectivos ejes en el mismo plano vertical. Se define como ángulo artesa o abarquillamiento al que existe entre cada uno de los rodillos inclinados y la horizontal. En el caso de los grupos de 2 rodillos, ambos se encuentran inclinados brindando una configuración en "V". En el caso de los grupos de 3 rodillos, el central permanece horizontal y los laterales inclinados brindando una configuración tipo canaleta que, entre otras ventajas, ofrecen la de prácticamente doblar la capacidad de transporte respecto a rodillos planos. Los ángulos de artesa más comunes oscilan entre los 20° y 35°, existen casos de ángulos hasta de 45° pero hay que considerar que no todas las correas se adaptan a tan extrema configuración. Tipos correas

Estaciones de rodillos portantes especiales, clasificación según su función: 

Estaciones de rodillos amortiguadores:

Son aquellas ubicadas debajo de la zona de carga del equipo transportador, como su nombre lo indica su función es amortiguar el golpe producido por la carga del material sobre la correa. La distancia entre estas estaciones es siempre menor que la indicada para las estaciones de rodillos portantes comunes o de línea y depende del tipo de material a transportar, su altura de caída y velocidad. Los rodillos de estas estaciones son conformados por discos o anillos normalmente cauchutados parados entre si por calces o arandelas. Esquema zona impacto



Estaciones de Transición:

Su finalidad es acompañar a la correa gradualmente desde su posición abarquillada (artesa) al plano del tambor de mando, como así también desde la salida del tambor de reenvío hasta la posición de marcha normal. El ángulo de artesa de cada una estas estaciones va disminuyendo o aumentando según el caso en forma gradual, logrando mantener así un equilibrio en las tensiones producidas sobre la correa cuando debe cambiar su conformación desde o hacia el abarquillamiento. Distancia y ángulos soportes



Estaciones de rodillos autoalineantes:

Su función es la de proveer un alineado automático de la correa. Su conformación es igual a la de las estaciones comunes con la diferencia que poseen un movimiento pivotante central que les permite adaptarse y de esa manera corregir los posibles desbandes de la correa. Los extremos de los rodillos de este tipo de estaciones avanzan o retroceden en el sentido de la marcha de la correa y por un principio práctico de instalación, que indica "que la correa siempre se moverá hacia el lado correspondiente al primer rodillo con el cual hizo contacto", logran centrar la misma. Rodillos

b) Deslizamiento sobre cuna continúa. Este tipo de sustentación de la correa es el más adecuado cuando se trate de transporte de productos unitarios, elaborados, piezas, etc. Aunque también pueden ser utilizados en movimiento de graneles donde no es recomendable una distancia de transporte mayor de 50 m. Soporte de la correa en el tramo de retorno Lo más frecuente es que en este tramo la correa se sustente sobre rodillos planos, más espaciados entre sí que las estaciones portantes, dado que la correa debe soportar solamente su propio peso. Las distancias más usuales son de 2 a 3 veces la distancia existente entre los rodillos portadores (para los casos de transportadores sobre rodillos en artesa) y de 2 a 3 metros (para los casos de transportadores sobre cuna continua), dependiendo del ancho de la correa y de su peso. Por las mismas razones apuntadas, estos rodillos pueden ser de constitución menos robusta que los de carga. La alineación de la correa en el tramo de retorno es algo que también debe ser tenido en cuenta, para ello es aconsejable el uso de rodillos autoalineantes, que para estos casos pueden ser rodillos con un extremo fijo y el otro móvil (ojal o colisa) que le permita variar su posición paralela al resto o pivotantes en su centro, acompañando el desplazamiento lateral que pueda tener la correa, volviéndola a centrar (siguiendo el mismo principio enunciado para los autoalineantes portantes). La distancia entre estos rodillos autocentrantes normalmente oscila en los 15 m (para los casos de rodillos con

una punta fija, debe colocarse la punta móvil del eje de cada uno de ellos alternadamente de uno y otro lado de la estructura). Se debe extremar el mantenimiento de estos rodillos cuando el material transportado posee características adherentes, dado que el depósito del mismo sobre aquellos es causal de desalineamiento de la correa. Sistemas de limpieza de la correa En forma general, es posible definir dos tipos principales:  Raspadores o Rascadores  Deflectores



Raspadores o Rascadores: Los más comunes son los constituidos por una lámina de goma maciza tomada de un bastidor y en contacto con la correa presionando sobre ella por debajo del tambor de accionamiento y antes de que la misma se separe de aquel. Espátula limpiadora

Estas láminas no deben poseer insertos de tela y deben contar con perforaciones oblongas en el sitio donde se unen al bastidor para permitir acercarlas o alejarlas de la correa según 1a necesidad. Un poco más sofisticados son aquellos raspadores montados sobre un contrapeso de modo que mantengan una presión constante sobre la correa, caben las mismas consideraciones para la lámina de goma y el peso del contrapeso debe ser el adecuado para evitar daños sobre la correa.



Deflectores: Es el sistema utilizado para la limpieza de la cara inferior de la correa y consiste en un faldón inclinado respecto al eje de la correa. Dicho faldón es normalmente de goma y corresponden las mismas consideraciones que para las láminas de los raspadores. Se encuentra ubicado generalmente antes del tambor de reenvío (que es donde se presentan los problemas con la presencia de cuerpos extraños sobre la cara inferior de la correa). Una variante de estos deflectores son los que poseen forma de "V" con su vértice ubicado sobre el eje de la correa y orientado hacia el lado opuesto al tambor de reenvío, estos también son faldones de goma con las mismas consideraciones anteriores. Espátula interior

Carga del transportador Esta importante zona se produce ya sea en la descarga directa del material de Chancadores, Harneros, Aglomeradores a las Correas o en los sectores de las Torres de Transferencia que se emplean para cambiar dirección o nivel de carga, del material a la Correa Transportadora o a la descarga. Cuando la altura de caída del material es muy grande, debe reducirse el impacto en la caída del Chute de Traspaso, a través de planchas de amortiguación. En caso de no ser posible esta solución debería instalarse un alimentador metálico que recepcione el material de gran impacto y lo descargue suavemente a la cinta en cuestión.

Descarga a cintas.

Factores que afectan la resistencia a impactos:       

La altura de caída de los trozos es uno de los factores que determinan la fuerza del impacto. El peso de los trozos es otro de los factores para calcular la fuerza del impacto. El tamaño de los trozos es necesario para calcular el peso, si el peso actual no es conocido. La forma de los trozos es importante. Los trozos redondos pueden ser de 30 a 40 % menos severos que aquellos con filos agudos. Los materiales grandes afectan más que cuando los trozos forman del 10 al 15 % de la carga del material. Si los trozos pueden ser colocados sobre una capa de materiales finos el impacto es menor. Un cambio en la dirección del flujo del material en el punto de carga puede aumentar el daño del impacto.

Descarga del transportador Esta trayectoria va a depender de la granulometría del material, el grado de adherencia de este con la correa y de la velocidad de la correa entre otros factores. La descarga puede ser realizada también a través de un sistema de tambores dobles denominado carro de descarga o triper. Consiste en tina estructura fijada al transportador en un plano más elevado, donde se montan los dos tambores, el superior más avanzado respecto al sentido de marcha y el inferior más atrasado respecto al mismo sentido. Durante el funcionamiento, cuando la correa se acerca al carro, comienza a separarse de los tríos de acuñamiento e ingresa en el tambor superior, produce la descarga, lo circunda cambiando de sentido, retorna e ingresa en el tambor inferior, lo circunda volviendo a cambiar de sentido retornando así a su trayectoria normal sobre los tríos de acuñamiento. Estos tripers pueden ser fijos o móviles. En el primer caso la descarga se produce en un punto predeterminado del sistema y puede ser realizada hacia ambos lados del equipo transportador a través de tolvas con salidas direccionales. Estas tolvas también permiten la alternativa que la carga vuelva a ser depositada sobre la misma correa luego de abandonado el sistema y continúe su trayectoria normal hacia otro triper fijo o hacia el final del transportador.

En los carros móviles la estructura se encuentra montada sobre ruedas que le permiten desplazarse sobre rieles laterales todo a lo largo del transportador y descargar el material en cualquier punto del mismo. El movimiento del carro puede ser realizado a través de motorización propia, por la misma correa o por cable y malacate. COMPONENTES NO ESTRUCTURALES Limpieza de la Correa Mantener la correa limpia ya sea en su lado portante en el tramo de retorno como así también en su lado de rodadura todo a lo largo del sistema es de extrema importancia para el correcto funcionamiento de la correa y de todo el transportador en general. Cuando el material transportado es pegajoso, este tiende a quedarse adherido en el lado portante de la correa y esto ocasiona que en el tramo de retorno se vaya acumulando en los rodillos horizontales de sostén lo que ocasiona que los mismos vayan variando su diámetro en forma no uniforme lo que provoca desplazamientos laterales de la correa que llevan a daños importantes en los bordes de la misma. El material que se descarga sobre el lado de rodadura en el tramo de retorno, tiende a acumularse en el tambor de reenvío ocasionando por un lado daños en la carcasa de la correa y por otro lado su acumulación lleva a provocar diferencias no uniformes en el diámetro de dicho tambor lo que atenta contra la correcta alineación de la correa. Es también importante destacar que todos estos materiales que atentan contra la limpieza de la correa pueden provocar desgaste prematuro en las partes móviles del transportador. Tensado de la Correa El tensado de la correa debe ser tal que no permita el patinamiento entre la correa y el tambor de accionamiento. También debe ser suficiente como para que la correa se adapte perfectamente a la doble conicidad del tambor de mando cuando esta existiese. El patinamiento causa daños severos en la cara inferior de la correa como así también en el recubrimiento de los tambores de accionamiento.

Escuadrado de la Correa El corte en perfecta escuadra de los extremos de la correa es esencial para un correcto empalme de la misma, lo que implica un funcionamiento sin irregularidades de la correa y a su vez contribuye a distribuir la tensión uniformemente todo a lo largo del empalme. Para un correcto escuadrado es recomendable determinar primero la línea central de la correa y no guiarse por los bordes de la misma, dado que estos pueden presentar irregularidades propias del corte o estar desgastados o dañados lo que implicaría tomar una falsa referencia para proceder al escuadrado. La línea central se puede determinar por el método de cruzamiento de diagonales y una vez obtenida la misma, se utiliza una escuadra metálica para determinar la línea de corte perpendicular a la línea central. Si no se posee escuadra se puede recurrir al método de doble intersección de arcos.

Deformaciones de la Correa Un desbalanceo en las tensiones producido durante el proceso de fabricación, puede ocasionar lo que se conoce como perfil "abananado" de una correa, lo que significa una desviación de la correa hacia uno de sus lados respecto a una línea recta tomada como referencia y en el sentido longitudinal. Para medir este abananamiento se sugiere extender la correa sobre una superficie plana y asegurarse que toda la superficie de la correa este perfectamente apoyada sobre el sustrato plano (no debe existir ningún tipo de ondulación en ninguno de los bordes de la correa). Luego se procede a extender un alambre o cordón de control perfectamente recto al lado de la correa y que llegue de un extremo a otro de la misma. A continuación se mide la distancia existente entre el alambre o cordón de control y el punto de mayor desviación de la correa respecto al mismo.

El porcentaje (%) de abananamiento obedece a la siguiente fórmula: % abananamiento = Desviación máxima en cm. x 100 Largo alambre de control en cm.

Es recomendable que este porcentaje (%) nunca supere el 0,5% en correas de servicio pesado y el 0,25% en correas de servicio liviano. El abananamiento puede ser producido también por una deficiencia del equipo de corte de la correa, dado que cuchillas desafiladas producen desgarramiento de los hilos de trama lo que resulta en un desbalanceo de tensiones lo que provoca el efecto mencionado. El torcimiento de los hilos de trama respecto a la perpendicular a la línea central de la correa es un indicador de abananamiento en aquellas correas de tejido plano (varias telas), no así en las de tejido sólido, donde este torcimiento de la trama es meramente cosmético y no es indicativo de abananamiento. Abarquillamiento de la correa Para el caso de deslizamiento sobre rodillos formando artesa, es imprescindible que la correa posea la flexibilidad suficiente como para que abarquille correctamente. La correa funcionando en vacío debe tomar suficiente contacto con el rodillo central del trío a los efectos de lograr una marcha alineada (ver Figura), de no ser así la correa se desplazará hacia uno y otro lado pudiendo causar daños en los bordes de la misma. Cada modelo de correa posee un ancho mínimo indicado en "Tabla de Especificaciones Técnicas" que depende de la construcción misma de la correa y del ángulo de artesa de los rodillos.

Soporte de Carga En los transportadores abarquillados la correa debe poseer la suficiente rigidez transversal como para soportar la carga sin que la misma fuerce a la correa sobre la unión de los rodillos, de no ser así se produce una flexión de la correa sobre un pequeño radio, creándose una línea a lo largo de la misma que es permanentemente flexionada y provoca un rápido deterioro, llegando incluso a producir un corte longitudinal en la correa. Mientras mayor es el ángulo de abarquillamiento, mayor será el esfuerzo de flexión que debe soportar la correa. En la Figura de abajo pueden apreciarse ambas disposiciones de la correa sobre la unión de los rodillos, la correcta y la incorrecta, siempre con correa cargada.

DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA METODOLOGIAS PARA CALCULOS DEL SISTEMA DE CORREAS TRANSPORTADORAS Históricamente han existido diversas metodologías que se han propuesto obtener parámetros necesarios para dimensionar un sistema de correa transportadora. Se presentara dos metodologías, la primera propuesta en el libro “EXPLOITATION DES MINES” y la segunda es una metodología practica de origen norteamericano Metodología francesa La capacidad Q de la cinta en toneladas/hora se calcula como:

Donde: L: es la anchura de la cinta en (metros) V: la velocidad de la cinta en (m/seg) D: el peso especifico del producto transportado en 800 para las tierras de la capa

con D= 1400; para el carbón y

K: es un coeficiente numérico igual a: K 0.3 0.27 0.25

Para un cinta horizontal Para un cinta de 5 a 10° de pendiente Para una cinta con mas de 10° de pendiente

El cuadro siguiente da la capacidad máxima (ton/hora) para anchura y velocidad normales, eso ayuda a determinar las anchuras de cinta necesarias para asegurar la capacidad prevista: Velocidad en m/seg 1.5 1.75 2

Anchura de la cinta 650 150 175 200

800 230 270 300

Potencia del transportador La potencia W necesaria para la marcha de un transportador es suma de tres elementos

Necesaria para marcha en vacío, horizontal Necesaria para el transporte horizontal del material Necesaria para su elevación Se calcula como:

Donde: V: es la velocidad F: un coeficiente llamado coeficiente general de instalación L´: longitud ficticia que el mayor a L pues tiene en cuenta el frotamiento de los tambores (L´=L+ aprox. 40 metros) K: coeficiente que puede tomarse igual a el peso Q: capacidad den ton/horas

METODO PRÁCTICO Este método se utiliza para obtener la potencia efectiva (Ne), en equipos de hasta 110m. de longitud; este método es de procedencia Norteamericana.

Donde: Ne: Potencia total efectiva (HP). Nv: Potencia para accionar el transportador vacío a una velocidad de 1 (m/s). Ng: Potencia para vencer la fricción de las gualderas a una velocidad de cinta de 1(m/s). Si las gualderas son normales o reducidas, esta parte se desprecia (Ng=O). (HP). Qm: Tonelaje o caudal métrico (Ton / Hr). NI: Potencia para desplazar 100 (Ton / Hr) de material en la horizontal a una distancia L. Nh: Potencia para elevar o descender 100 (Ton / Hr) de material de una altura de H. Los valores de Nv, Ng, NI y Nh se muestran en las tablas siguientes:

Potencia para accionar el transportador vacío (Nv) 1 (m/s) Ancho

LARGO DEL TRANSPORTADOR (m) L

correa 16” 20” 24” 30” 36” 42” 48”

10 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0

15 0.4 0.5 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2

20 0.5 0.6 0.8 0.9 1.0 1.2 1.3

25 0.6 0.7 0.9 1.1 1.2 1.3 1.6

30 0.7 0.8 1.0 1.2 1.3 1.5 1.8

40 0.8 0.9 1.2 1.4 1.5 1.8 2.1

50 0.9 1.09 1.33 1.66 1.8 2.04 2.4

60 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.7

70 1.10 1.32 1.67 2.04 2.24 2.52 2.98

80 1.20 1.43 1.8 2.19 2.45 2.76 3.23

90 1.31 1.54 1.92 2.39 2.64 2.95 3.48

100 1.42 1.67 2.06 2.55 2.84 3.17 3.74

110 1.5 1.80 2.19 2.71 3.03 3.38 4.0

Potencia para desplazar 100 (t/h) de material N (m) en la horizontal

L(m) NI(HP)

10 0.50

15 0.6

20 0.74

25 0.8

30 0.9

40 1.1

50 1.2

60 1.4

70 1.5

80 1.6

90 1.75

100 1.87

110 2.05

Potencia para subir o baja 100 (t/h) de material a una altura H

H(m) Nh

2 0.8

3 1.2

5 1.9

7.5 2.8

10 3.7

12.5 4.7

15 5.6

17.5 6.5

20 7.4

22.5 8.4

25 9.3

27.5 10.2

30 11.1

Potencia para vencer la fricción de las gualderas

Lg(m) Ng

5 0.6

10 1.26

20 2.52

25 3.18

30 3.84

35 4.56

40 5.28

45 6.0

50 6.7

55 7.3

60 8.1

65 8.8

Estas tablas pueden ser interpoladas sin grandes errores en el cálculo, en caso de exigir mayor precisión.

70 9.0

SELECCION DE ANCHO DE LA CORREA El ancho de la banda depende del ángulo de acomodación del material y de su granulometría. La selección se puede efectuar usando la tabla siguiente: Selección del ancho de la correa con respecto al tamaño del material. Ancho correa (pulg.) 16 20 24 30 36 42 48 54 60 66 72

Tamaño máximo del material (mm) b = 20º

b = 10º 203 254 305 381 457 533 610 686 762 838 914

135 169 203 254 305 356 406 457 508 559 610

135 169 203 254 305 356 406 457 508 559 610

81 102 122 152 183 213 254 274 305 335 366

b =30º 68 85 102 127 152 178 203 229 254 279 305

41 51 61 76 91 107 122 139 152 168 183

Para materiales intermedios que no aparecen directamente en la tabla anterior, interpolar la granulometría y/o el ángulo de acomodación del material b.

ESPACIAMIENTO DE POLINES Esquema de espaciamiento de polines

El espaciamiento entre polines estará restringido por la flecha que diste entre 2 polines consecutivos. El valor de esta flecha esta dada por:

Donde: Wm: Peso del material transportado (Kg / m). Wb: Peso propio de la correa (Kg / m). a: Espaciamiento entre los polines consecutivos (m). To: Tensión mínima de la cinta (Kg). f: Distancia real entre polines de carga (flecha) (m). Esta flecha debe definirse con buen criterio, una flecha muy reducida implica alta tensión mínima y flecha excesiva significa vibración constante sobre los polines, con sus consecuentes perjuicios para el equipo. Importante: 1% f  3% del espacio entre polines.

La siguiente tabla entrega los valores recomendados para espaciamiento entre los polines. Ancho recomendado a partir de espaciamiento entre polines Distancia entre polines “a” (m) Peso especifico del material (ton/m3)

Ancho correa (pulg.) 0.80 16 20 24 30 36 48 54 60 72

1.60 1.5 1.5 1.35 1.35 1.35 1.35 1.2 1.2 1.2

Distancia entre polines de retorno”b” (m)

2.4 1.5 1.2 1.2 1.2 1.2 1.0 1.0 1.0 0.9

1.35 1.2 1.2 1.2 1.05 0.9 0.9 0.9 0.9

3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 2.2

Mediante el método práctico, se puede obtener importante información sobre la cinta transportadora a utilizar.

RENDIMIENTOS DEL SISTEMA Los factores que influyen en el rendimiento del sistema son:  Las propiedades del material.  La geometría de la correa.  las condiciones de trabajo. PROPIEDADES DEL MATERIAL Las propiedades físico-químicas del material a ser transportado tienen una gran importancia cuando se selecciona y se diseña una correa, las características a tener en cuenta son:  Densidad del material suelto (t/m3).  Angulo de reposo dinámico (grados).  Pendiente máxima remontable (grados).  Grado de alteración al material por efectos mecánicos, químicos y temperaturas. El ángulo de reposo dinámico es, en general menor que el ángulo de inclinación natural del material transportado y depende del tipo de material, de la velocidad de la correa, del diseño del punto de alimentación y de la pendiente de la instalación.

GEOMETRÍA DE LA CORREA Inclinación de la correa El transporte de materiales a granel se ve limitado por el ángulo máximo que impide remontar la pendiente y que en función de las características del material, oscila entre 15° y 20°. No obstante, para conseguir mayores inclinaciones se dispone de tipos de banda especiales, donde se indican, para cada tipo de banda, el ángulo, de velocidad recomendada y la granulometría más aconsejable. Los caudales horarios que son capaces de transportar las correas disminuyen con la inclinación.

Velocidad de transporte La velocidad de las cintas tiene una influencia decisiva sobre el diseño y elección de la banda, en general el diseño, más económico se alcanza con las mayores velocidades. El límite impuesto es debido al tipo y naturaleza del material. El aumento de la velocidad de la correa produce un incremento en la capacidad de transporte para una banda dada, pudiendo seleccionarse entonces una menor anchura o un menor ángulo de artesa del ramal superior. Consecuentemente, esta reducción en los esfuerzos de accionamiento puede ayudar disminuir el tamaño de los elementos constitutivos de las correas. Los inconvenientes de las velocidades elevadas son: desgastes de las bandas, especialmente en correas cortas, posibilidad de dañar el material transportado y mayores potencias de accionamiento. Aplicaciones Casos especiales Caudales pequeños de material que deben protegerse (correa de choque) Aplicaciones estándar (canteras de grava) Flujos elevados a grandes distancias (minería a cielo abierto) Aplicaciones especiales. Apiladores.

Tipos de material 

Fuertemente abrasivo



Fino y ligero



Frágil



Granulometría gruesa, densidad

Velocidad de la correa (m/s) 0,5 0,5 – 1,5 1,5 –3,5 3,5 – 6,5 56,5 y mayores

velocidad

Velocidad pequeña

elevada 

Poco abrasivo



Densidad media



Granulometría media

Velocidad alta

CONDICIONES DE TRABJO La capacidad de transporte dependerá de 4 factores: 1. Ancho de la cinta: Mientras mayor sea, mayor es la capacidad, se estipula que su dimensión deberá ser el doble del máximo tamaño del material a transportar siempre y cuando este no represente más del 15% del total del material (si el material es irregular), si tenemos material regular el ancho de la cinta deberá ser 4 veces mayor que el tamaño máximo, agregándole 15 a 20 centímetros a cada lado por efectos de seguridad (independiente de la regularidad del tamaño). La anchura de banda se ve condicionada por los siguientes factores:  

Producción horaria. Granulometría del material. Ancho de correa

2. Inclinación de los Rodillos o Polines: La inclinación que permite dar a la correa una forma de canaleta, recibe el nombre de ángulo de artesa, a mayor sea este ángulo mayor es la capacidad (hasta un cierto punto que empieza a cerrarse y a disminuir la capacidad), en instalaciones pequeñas se utiliza un ángulo de 20º desde la horizontal, llegando a los 35º en instalaciones mayores. Angulos de rodillos

Ejemplo: A = Velocidad × densidad del material × Ancho 2 Capacidad en toneladas por hora: Cinta plana

0.00015 × A [ton/hra]

20º Inclinación rodillos 30º Inclinación rodillos

0.00030 × A [ton/hra] 0.00035 × A [ton/hra]

3. Velocidad de la cinta: Deberá ser acorde con la velocidad de carga de la correa, para permitir una distribución uniforme de la carga a lo largo de la cinta (evitando discontinuidad o sobrecargado de la cinta). Velocidades de uso corriente para materiales: Ancho de Cinta Mm 400 600 800 1000 1200 1400 1500

Livian o m/s 2,00 2,50 3,00 3,50 3,50 4,00 4,00

Mediano Pesado m/s m/s 2,00 2,50 2,75 3,00 3,00 3,25 3,25

1,50 2,25 2,50 2,75 3,00 3,00 3,00

La velocidad límite se estima en los 6,00 m/s. La velocidad depende también del material a transportar, no se debe imprimir una alta velocidad si el material es muy fino o frágil. Tabla velocidades según material: Carbón

1,20-1,35

m/s

pulverizado Cemento u Hollín Frágiles Granos Pellet Pulpa de madera

1,35-1,50 1,50-2,00 4,00-5,00 1,20-1,30 0,05

m/s m/s m/s m/s m/s

4. Inclinación de la Cinta: A mayor sea esta la capacidad disminuye proporcional a un factor que depende del ángulo de inclinación. Capacidad real = K × Capacidad Teórica × 0,01 Ánguloº 2 8 14 20

K 1 0,97 0,91 0,81

Ánguloº 4 10 16 22 27

K 0,99 0,95 0,89 0,76 0,64

Ánguloº 6 12 18 24

K 0,98 0,93 0,85 0,71

La inclinación de la cinta queda limitada por las características del material a transportar. Material Aglomerados de mineral Aluminio Arcilla seca Azufre en trozos

 20º

Material Dolomita

 20º

15º 25º 20º

18º 15º-22º 18º

Carbón

17º-20º

Escoria Fosfato Mineral de grano irregular Mineral de grano regular

20º

COSTOS FORMULACION DE COSTOS PARA EL SISTEMA DE TRANSPORTE POR CORREAS. El costo de operación está calculado sobre la base del costo anual de operación. Conocida la capacidad anual del chancado, se determina el costo por tonelada transportada. Estos costos se puedes subdividir en costos directo como indirectos. COSTO DIRECTO Mano de obra de operación: El costo anual de mano de obra de un empleado, se determina de la siguiente manera: Costo anual = SA + ((SA* 100)/(100 - B)- SA) Donde: SA = Salario anual de un empleado (US$/año). B =Leyes sociales (%). La fórmula anterior es equivalente al aumento por leyes sociales. Costo de energía: En general el costo por consumo de energía eléctrica para los equipos de producción y sus accesorios, se pueden calcular de acuerdo a la siguiente expresión: CE = PC * FD * HOP * PE Donde: CE

: Costo de energía (US$/año).

HOP : Horas de operación por año. PE

: Precio de la energía (US$/KWH).

FD

: Factor de demanda.

El factor de demanda del sistema de correa se estima de la siguiente manera: FD = (DI*PI)/PI Donde: DI: Demanda de energía del tramo PI: Potencia conectada del tramo N : Número de tramos del perfil de correas. COSTO INDIRECTO Mano de Obra: El costo indirecto de mano de obra, corresponde al personal de mantención del equipo de producción, supervisores y mano de obra del equipo auxiliar. Su costo se determina igual que para el personal de operación. Mantención de equipos: 

Equipo de producción: Para el equipo de producción y sus componentes el costo de mantención comprende repuestos y lubricantes. Este costo se puede determinar de la siguiente manera: CC

= 2.56 * C$

Donde: CC: Costo de cambio de corazas para 5000 horas de operación (US$/año). C$: Costos de corazas (US$). El costo de mantención y reparación del equipo transportador es función de la longitud de la correa.



Equipo Auxiliar: Estos equipos son considerados como costos indirectos y su determinación está basada en las lloras de operación y en el factor de utilización del equipo. COMA = (THOP * FU * CS * P) /1000 + CM Donde: COMA: Costo de operación y mantención (US$). THOP : Horas operacionales de un equipo por año. FU

: Factor de utilización (T/1).

CS

: Consumo de petróleo (LTS/H).

P

: Precio del petróleo (US$/m').

CM

: Costo de mantención (US$/año).

El costo total por año, los consumos de petróleo, el costo de mantención, el número de turnos que el equipo trabajará por año son calculados, en función del factor de utilización (FU) de la siguiente manera: N° de turnos/año = THOP/(HPT*FU/100) Donde: HPT : Horas nominales por turno.

Por lo tanto, la función costo total de operación para cualquiera de los sistemas es: FC = CMO +COMCH +COMC + COME +1/2x (CMLL +CMR +CMS +CMA + COA)

Donde: FC: Costo total de operación. CMO: Costo mano de obra de operación. CMCH: Costo operación y mantención estación chancado. MC: Costo operación y mantención equipo de transporte. COME: Costo de operación y mantención esparcidor. CMLL: Costo mano de obra personal de llamado. CMR: Costo mano de obra personal de reparación. CMS: Costo mano de obra supervisión y otros. CMA: Costo mano de obra operación equipo auxiliar. COA: Costo operación y mantención equipo auxiliar.

EJEMPLOS CORREAS.

DE COSTOS PARA EL SISTEMA DE TRANSPORTE POR

A continuación, en la tabla siguiente, se especifican los costos unitarios reales de la cotización de la empresa C.M.P. S.A. Ítem

Descripción

Precio Unitario US $

1

Correa transportadora marca “Bando” 900mm*5p*8mm*25mm. Carcaza hv-250.

90.45

Tipo de cubierta: HR-710 Alta temperatura 2

Polin de Carga 42.1/2pulg

41.00

3

Rodillo de Retorno 6pulg diámetro*36pulg largo

85.25

4

Polin de Carga AutoCentrante Tipo3623

301.93

5

Polin de Retorno AutoCentrante Tipo 3630-P

152.43

6

Polin de Impacto de Goma, Tipo 3653

203.15

7

Reductor SEW COMPACT de Ejes Perpendiculares

4708.865

8

Reductor PHA9055 P3 RL 50

6757

COSTO TOTAL

12340.075

INCIDENCIA ECONOMICA TRANSPORTADORAS

DE

LA

ADQUISICION

DE

CORREAS

Ya hemos estudiado que la evaluación económica de los equipos de carguío y transporte, es el instrumento más importante y primordial para definir los planes de acción y de adquisición de los equipos de carguío, transporte y equipos auxiliares, considerando variables económicas que sean determinantes en la decisión de inversión, en compra o arriendo de los equipos. En una operación minera, las etapas de carguío y transporte son las más importantes desde un punto de vista de costos asociados a la adquisición (inversión) y operación. En el caso de minas a cielo abierto, significan más del 50% del costo total de extracción. Por lo que cualquier iniciativa que permita optimizar los costos de carguío y transporte, puede significar en una mejor gestión de la operación minera y en la reducción de costos relacionados a la operación.

Este ítem de costos se ve una disminución drástica al contar con un sistema de transporte mediante el solo uso correas transportadoras. En efecto, las correas transportadoras resultan convenientes y económicas para minas nuevas con tonelajes considerables de mineral y de estéril, y además con distancias de acarreo o transporte medianas, dentro de un límite de aproximado de 3,2 Km., que consideren el acarreo por correa transportadora para sus operaciones futuras. También sería oportuno y conveniente que minas a rajo abierto ya establecidas y operando hace algunos años, que tengan en operación flotas de camiones con una considerable carga de horas de trabajo, estudien la implementación de correas transportadoras para sus operaciones de acarreo de su mineral y estéril. El menor costo proporcionado por las correas transportadoras, frente al acarreo en camión y ferrocarril, aumentará el provecho que puedan sacar de sus operaciones.

En el caso de la mayoría de las faenas actualmente en operaciones en Chile y otros lugares, la mayor parte de los dineros son destinados a carguío y transporte, en menor cantidad el área de perforación y tronadura, dentro del transporte se encuentra la compra de correas que dando un porcentaje de 3 a 5 % del total, de esos 3 a 5 % generalmente el 2% va destinados a mantenimientos de dichos equipos dejando el 1 % a comprar de equipos de correas transportadoras.

INCIDENCIA ECONÓMICA DE LA MALA LIMPIEZA TIENE TRES ASPECTOS  



Pérdida de capacidad transportadora, cuyo valor es en general reducido. Costo de la mano de obra empleada en la limpieza del material fugitivo, depositado en bastidores y suelo, mantenimiento de los equipos de limpieza (rascadores) y atención al desvío de bandas, principalmente. En cintas de gran capacidad, y cuando se ha visto la imposibilidad de la limpieza de la banda en el ramal inferior, se instalan debajo de este y en las proximidades de la cabeza motriz, transportadores especiales de corta longitud, que recorren el material desprendido y lo incorpora a la vena principal.

INNOVACION EN CORREAS TRANSPORTADORAS