Procura 014 Adquisición de Fajas Transportadoras (Belt Conveyors)

Elementos de Máquinas I
Fajas Transportadoras
Manipulación de Materiales a Granel 

El manejo de materiales a granel es toda una especialidad de Ingeniería, que diseña soluciones para las necesidades industriales y logísticas de movilizar, controlar, proteger y almacenar los materiales dentro de la cadena de producción de muchas industrias como minería, industrias alimentarias, agroindustriales, farmacéuticas, químicas, pesqueras, constructoras y cementeras, y en general, en cualquier otra que procese su producción o sus servicios con material a granel o ‘unitarizado’ (como embotelladoras o los servicios de manejo de paquetes en aeropuertos, almacenes de tránsito, etc.).

Para el caso particular de transporte continuo de material a granel seco (es decir, en equipos estacionarios), las soluciones de movilización se reducen a fajas transportadoras (belt conveyors), transporte neumático (pneumatic transport), elevadores de cangilones (bucket elevators), tornillos sinfín (screw conveyors) y transportadores de placas (apron conveyors).

Siendo tan amplio el espectro de equipos y partes, el presente artículo está referido sólo a las adquisiciones de fajas transportadoras.


Estándares y Normas Técnicas Internacionales

Aunque normalmente suelo referirme a especificaciones norteamericanas como ASTM (para materiales), ASME (para diseño) y ANSI (como ANSI/CEMA 402 Fajas Transportadoras, CEMA 502 Fajas Transportadoras para Materiales a Granel, etc.), para el caso del diseño y selección de fajas transportadoras el mercado internacional está dominado por estándares europeos, como:

DIN 22101
Conceptos básicos para el diseño de fajas transportadoras

DIN 22102 
Fajas Transportadoras con Insertos Textiles

DIN 22103 
Fajas Transportadoras Resistentes al Fuego para Minas de Carbón.

DIN 22131 
Fajas Transportadoras con Cableado de Acero

ISO 10247 
Fajas transportadoras – Propiedades de las Coberturas

ISO 5285 
Fajas Transportadoras – Guía para el Almacenamiento y Manipulación.

ISO 4195 
Fajas Transportadoras – Coberturas de Jebe Resistentes al Calor – Métodos de Ensayo.

BS 490 
Fajas Transportadoras y Elevadoras

En general, todas establecen características constructivas, resistencias físicas y mecánicas mínimas, tolerancias aceptables (de espesores, anchos, longitudes, etc.), métodos de pruebas y ensayos, marcado y etiquetado, etc.

Administración de Materiales: Descripciones y Especificaciones de Compra

Para Administración de Materiales (Materials Management), hay una gran cantidad de información disponible que permite estandarizar estos productos. Como información básica para revisión les presento los siguientes links:

Goodyear - Heavyweight Conveyor Belt Guide

Este es un catálogo antiguo, en el que las descripciones usadas no corresponden a las especificaciones usadas actualmente, pero permite conocer aplicaciones y características constructivas que aún se mantienen.

Dunlop Australia – Conveyor Handbook

Los tramados de refuerzo están descritos de acuerdo a Australian Standards (AS). Sus tablas están en unidades SI (usa kg, kN y kW).

Dunlop USA – Conveyor Belt Manual

Desarrolla la información en base a estándares CEMA. Usa unidades inglesas. El Data Sheet es una buena fuente para la preparación de la especificación técnica del Comprador.

Yokohama – Conveyor Belt

Este catálogo es muy breve y centra el suministro en el Order Form, el cual requiere que el Comprador proporcione la información suficiente para que el fabricante pueda recomendar el producto adecuado.

Phoenix – Cuestionario

Este fabricante tiene abundante información en internet. El cuestionario es una buena referencia o fuente para la preparación de la especificación técnica del Comprador.

Roulunds Conveyor Belt

Es un catálogo muy compendioso, que presenta arreglos típicos, características constructivas y tipos de fajas transportadoras.

Forzando un resumen, podemos hablar de dos grandes grupos de fajas transportadoras:
1. Fajas transportadoras de carcasa tejida. Es el que se fabrica de Jebe o Goma; es el de más amplia aplicación por sus usos en una gran cantidad de rubros e industrias. Las hay con recubrimientos especiales (resistente a materiales calientes, resistente a aceites, grasas y ácidos; para alimentos; antillama, auto-extintores; y de alta resistencia a la abrasión), con superficie perfilada para el transporte inclinado o elevadoras (fajas rugosas y fajas tipo chevron o con perfiles altos), y con carcasas o armazones especiales (con estabilidad transversal, y con refuerzo transversal de acero).

Una descripción típica para fajas de goma con armazón tejido es:

1000 m   DIN 22102   nnn   1200   EP   500/3   6+2   Y

donde:

1000 m           Longitud de la Faja (Length)

DIN 22102     Especificación aplicable (Applicable standard / norm)

nnn                 Siglas/Acrónimo del fabricante (Manufacturer’s acronym)

1200               Ancho de la Faja en mm (Width of Belt)

EP                    Tipo de Carcasa/Cuerpo del Tejido (Type of Carcass)
B: Algodón, E: Poliester, P: Poliamida, EP: Poliester-Poliamida, XE: Poliamida-Poliester,
NN: Nylon. Existen combinaciones de estos materiales (como EP-B-PB) para lograr características especiales para condiciones particulares de uso.

500                 Tasa mínima del Esfuerzo de Rotura en N/mm² (Rated Breaking Strength)

3                      Número de Pliegues del Tejido (Number of Fabric Plies)

6+2                 Espesor de la Covertura Superior e Inferior (Top and Bottom Cover Thickness)

Y                      Grado de la Cobertura de Jebe (Cover Rubber Grade)
Es el grado que detalla la resistencia a la abrasión y la aplicación, según las especificaciones DIN 22102 (Fajas Transportadoras con Insertos Textiles), ISO 10247 (Fajas transportadoras – Propiedades de las Coberturas) o BS 490 (Fajas Transportadoras y Elevadoras).

2. Fajas Transportadoras con Cables de Acero. Fabricados según DIN 22131, es un grupo importante por sus aplicaciones antillama, autoextintor y de alta resistencia, para minería, siderurgias, cementeras, canteras, puertos y construcción de túneles.

 Una descripción típica para fajas con armazón de acero es:

2000 m   DIN 22131   nnn   1200   St   1600   7T/5   X

donde:

2000 m       Longitud de la Faja (Length)

DIN 22131  Especificación aplicable (Applicable standard / norm)

nnn             Siglas/Acrónimo del fabricante (Manufacturer’s acronym)

1200           Ancho de la Faja en mm (Width of Belt)

St               Tipo de Cuerpo del Tejido (Steel Cords)

1600           Tasa mínima del Esfuerzo de Rotura en kN/m (Rated Breaking Strength)

7                Espesor de la cobertura superior en mm (Top Cover Thickness)

T                Reforzamiento Adicional (Additional reinforcement), si aplica.

5                Espesor de la cobertura inferior en mm (Bottom Cover Thickness)

X                Grado de la Cobertura de Jebe (Cover Rubber Grade)

Algunos de los grados más usados de las distintas normas se resumen en la siguiente tabla:

Grado	Standard	Resistencia Abrasión mm3	Aplicación
Bandas con parámetros mecánicos definidos
W	DIN 22102	90	Recubrimiento antiabrasivo y buenas propiedades mecánicas
X	DIN 22102	120	Recubrimiento antiabrasivo y a prueba de cortes para el transporte de materiales cortantes o de granulometría elevada, máximos requisitos.
Y	DIN 22102	150	Recubrimiento con buenas propiedades mecánicas para aplicaciones estándar
Z	DIN 22102	250	Recubrimiento para aplicaciones secundarias
Explotaciones mineras subterráneas
K	ISO 15236	200	Antillama y antiestático para uso subterráneo y a cielo abierto
S	AS 1332	250	Antillama y antiestático para uso subterráneo y a cielo abierto
V	DIN 22102	200	Autoextintor y antiestático con máximos requisitos de seguridad en explotaciones mineras subterráneas
Resistente a aceites y grasas
A	AS 1332		Apto para uso con alimentos (aceite, grasa y temperatura)
Resistente al calor y al frío
R			Para uso a bajas temperaturas (0° C  hasta -60° C)
T			Resistente al calor, transporte de material caliente
Resistente a los ácidos
C			Resistente a ácidos

Otros grados son E (Antiestático), E, F, M y N (AS 1332 corresponde a estándares Australianos)

Observaciones y Comentarios

1. Seleccionar una faja transportadora es una pequeña parte de la adquisición de un sistema de transporte a granel. Si bien los requerimientos son muy variables (por ejemplo, en el Perú hay empresas que pueden procesar 1 TM/Día y en el otro extremo hay algunas empresas mineras que producen hasta 140,000 TM/Dia), el diseño y construcción de un sistema de transporte incluye también el diseño y selección de una gran cantidad de componentes (cimentaciones, estructuras, motores y moto-reductores, sistemas de seguridad, instrumentación y control, etc.) que no siempre son el 'core' del Comprador. Siempre es recomendable recurrir a especialistas reconocidos en el diseño de transporte de carga a granel; para referencia, algunas empresas con oficinas en el Perú son ThyssenKrupp, FLSmidth, Sandvik y Metso (entre otros).

2. Aunque las compras para el reemplazo o reposición de fajas transportadoras son evidentemente sencillas (usualmente es volver a comprar lo mismo que ya existe), nunca se debe dejar de lado la opción de revisar alternativas. La ciencia de materiales avanza tanto, que una pequeña reducción en el peso específico de la faja puede resultar en un considerable ahorro anual de energía y aumento de producción.

3. Y si fuese sólo para reemplazo, la compra de una faja transportadora debe incluir en los anexos la especificación técnica del Comprador (ver Procura 032) que contiene el 'General Site Conditions' y las demás características y referencias técnicas que el Proveedor debe cumplir, buscando la opción de alternativas sugeridas por los fabricantes. Esta búsqueda de alternativas es la que produjo carcasas como la EP-B-PB, que fue el resultado de una coordinación Comprador - Fabricante para una aplicación especial o personalizada. 

4. Normalmente, los catálogos de los fabricantes contienen cuestionarios que deben ser llenados por el Comprador para que el Proveedor sugiera o recomiende la faja transportadora que mejor aplica a las características del material a transportar. Esto implica que el Comprador debe conocer con precisión los rangos de variación de las características mecánicas, físicas y químicas del material a granel (como ángulo de reposo, acidez, temperatura de trabajo, peso específico, dureza, etc.) y las condiciones de trabajo (tonelaje horario o diario de producción, condiciones climáticas y ambientales, características operativas propias del lugar de operación, etc.). Terminología como warp, weft y lump size (entre otros) debe ser bien entendida por el área técnica del Comprador, para conversar de tú a tú con el fabricante.

5. Para el empalme vulcanizado de los extremos de las fajas transportadoras siempre se usan productos químicos que requieren permisos y licencias (porque muchos de ellos son IQBF) y que usualmente tienen plazos de caducidad muy cortos. Lo recomendable es no comprar estos productos al fabricante de fajas (ningún fabricante de fajas transportadoras produce cementos de vulcanizado para sus productos, y todos los que conozco normalmente usan productos Rema Tip Top para estos empalmes). Por los requerimientos legales (registros, permisos, trámites y licencias) la importación es muy complicada, por lo que es preferible comprarlos localmente y de acuerdo a la fecha planificada de montaje.

Lavador y Secador de Vegetales

Referencias

Actualmente hay varios especialistas por rubro de negocio (es decir, fabricantes especializados en determinadas industrias, como alimentos, laboratorios farmacéuticos, pesqueras, aeropuertos y almacenes, etc.), las principales empresas fabricantes de fajas transportadoras son:

Phoenix CBS (Alemania)

Roulunds (Dinamarca) 

Continental (Alemania) - Ver video 

Dunlop (Holanda) - Ver video 

Depreux (Francia) 

Martens (Alemania) 

Yokohama (Japón) 

ThyssenKrupp (Alemania) - Ver video 

Beumer Belt Conveyor (Alemania) 

Sandvik (Suecia)

Metso (Finlandia)  

En el Perú, los principales representantes y distribuidores son:

Movitecnica  ventas@movitecnica.com.pe 

INTECO  ventas@inteco-peru.com 

SEDECO  informes@sedecosac.com 

Anixter-Jorvex  ventas@jorvex.com 

SISCODE  telemarketing@siscode.com 

ACORSA  ventas@acorsaperu.com 

CODIZA  ventası@codiza.com 

Por su amplio uso, el tema de fajas transportadoras tiene en internet una gran cantidad de links o vínculos. Los principales son:

Cintas Transportadoras - Wikipedia 

Cintas Transportadoras – Cálculo 

Cintas Transportadoras – Sist. Lubricacion Perma 

Faja Transportadora Vertical Sanitaria 

CEMA Conveyor Equipment Manufacturers Association 

Criterios de Diseño 

Conveyor Belt Guide – Standards / Norms 

911Metallurgist 

Como siempre, invito a los colegas de Procura a comentar los problemas, anécdotas y soluciones que hayan podido pasar en el proceso de Compras. Por lo especializado del tema y por la experiencia que tienen, esta vez también invito a comentar a los colegas y amigos de Ingeniería, Mantenimiento y Operaciones que han diseñado, instalado o hecho mantenimiento a sistemas de fajas transportadoras, como Eddy Velásquez y Juan Carlos Cedano de Mantenimiento, Javier Rufasto de Mecánica Diesel, Ignacio Calderon y José Zavala de Antamina, Francisco Lopez de Buenaventura, Roberto Bravo de Milpo,  Ricardo Caycho de Gold Fields, Carlos Habich, Abel Ramos y Ángel Ybarhuen de DRP, Jorge Pinazo de El Brocal, Fernando Enciso y Juan Salas de Volcan, Charles Moncada de CESEL, Pablo Pasache y Carlos Nogueira de FLSmidth; y Dercy Soto de Chinalco.