Libro 3, La planta completa · Parte I, Diseño de la planta · Capítulo 4. Índice del libro · Capítulo anterior: capacidad, cuello de botella y equilibrio de la línea.
Al terminar este capítulo vas a poder:
- Calcular cuántos días de cada materia prima tenés que acopiar y cuánto lugar ocupan.
- Dimensionar una tolva pulmón con una cuenta de una línea: caudal por tiempo de independencia, dividido la densidad aparente, más el margen.
- Reconocer si una tolva trabaja en flujo másico o en flujo de embudo, y elegir pared, boca y extractor para que el material no forme arco ni ratonera.
- Registrar humedad, temperatura y antigüedad de cada lote para que nada se caliente, condense o críe hongos mientras espera.
El caso: Acopio Las Heras
Mariano tiene un acopio de granos en las afueras de Quimilí, en el este de Santiago del Estero. Hace dos años le sumó una línea de pellet combustible con dos materiales que en la zona sobran: cáscara de girasol de una aceitera de la región y rastrojo de maíz que los vecinos enrollan después de la cosecha, mitad y mitad. La línea: molino de martillos, secadora flash para material de hasta 25 %, una tolva de 1 m³ que le hizo un herrero del pueblo, peletizadora de matriz plana, enfriador y embolsado. En el ensayo con su mezcla seca, la peletizadora sostuvo 450 kg/h: unas 3,5 t de pellet por jornada de 8 horas, descontadas las mermas.
El cuaderno de Silvia, la encargada, dice que octubre promedió 2,3 t. Hay dos problemas. El primero es la tolva sobre la peletizadora: cada 20 o 30 minutos el material forma un arco sobre la boca, la peletizadora se queda sin comer y Silvia sube con una maza a golpear la chapa. Cuando la vacía para limpiarla, encuentra pegado a las paredes material apelmazado, tibio y con olor a moho.
El segundo es la lluvia. No hay acopio: la línea come lo que trae el camión del día, y cuando llegan rollos mojados el material entra húmedo a la tolva, se arquea cada cinco minutos y la peletizadora se atora. Cuatro jornadas de octubre se perdieron casi enteras así.
Mariano está pensando en una peletizadora más grande. Este capítulo muestra por qué no le hace falta.
El acopio se mide en días
En el capítulo 3 los pulmones aparecieron como la herramienta para que una parada corta no llegue al cuello de botella. Acá se dimensionan, empezando por el más grande: el acopio de materia prima, el pulmón entre el proveedor y la planta. La pregunta útil no es cuántas toneladas guardar sino cuántos días:
días de acopio = intervalo más largo entre entregas + días de seguridad + días de preparación
El intervalo sale del cuaderno de recepción y es el más largo, no el promedio: si la aceitera manda una batea cada cinco días pero una vez tardó nueve, el número es nueve. La seguridad va de 2 a 5 días, según cuánto dependas de un solo proveedor y de un camino de tierra. La preparación son los días que el material pasa en planta antes de entrar a la línea; cero si llega listo.
Con los días, el resto es aritmética: stock = consumo diario × días; volumen = stock ÷ densidad aparente; superficie = volumen ÷ altura de la celda. La densidad aparente es la del libro 1, medida con un balde de 20 litros llenado sin apretar, y en biomasa es la que manda: 20 t de maíz ocupan 27 m³; 20 t de cáscara de girasol suelta, unos 170 m³. El acopio de un cereal es un problema de silo; el de la biomasa, de galpón. Y lo que se cosecha una vez por año, como el rastrojo, puede pasar meses enrollado en el lote del proveedor: bajo el techo de la planta van los días que la protegen de la lluvia y del camino.
Tabla 1. Formas de acopio
| Forma | Para qué material | Capacidad típica | Riesgo principal |
|---|---|---|---|
| Granel en celdas bajo techo | Cáscaras, aserrín, material molido | Pilas de hasta 3 m | Rotación: la pala toma lo que tiene más cerca |
| Granel a cielo abierto | Chip grueso, rama | Sin límite práctico | Pierde 1–3 % de materia seca por mes y junta tierra (capítulo 1) |
| Bolsones (big bag) | Grano, harina, pellet | Cerca de 1 m³: 650 kg de pellet, 150–250 kg de biomasa molida | Caros por kilo con material liviano; fáciles de rotar por fecha |
| Rollos y fardos | Rastrojo, alfalfa, pasturas | Rollo de 300–450 kg | Se calientan si se enrollan por encima de 18–20 % |
| Silo bolsa | Grano seco para balanceado | 180–200 t en 60 m de bolsa de 9 pies | Una vez abierto se consume en semanas; roturas |
| Silo de chapa | Grano, pellet, harina | De pocas toneladas a miles | Condensación; la biomasa fibrosa no baja sin fondo vivo |
Fuente: rangos de la práctica. Las capacidades de tu acopio salen de tu densidad aparente y de tus medidas.
Las tolvas pulmón: el volumen sale de una cuenta
Entre dos etapas el acopio se achica a una tolva, y la pregunta pasa de días a minutos. La tolva tiene que guardar lo que la etapa de abajo consume mientras la de arriba está parada:
V (m³) = Q (kg/h) × t (h) ÷ densidad aparente (kg/m³) × (1 + margen)
- Q: caudal de la etapa que come de la tolva, en kilos por hora del material tal como llega a ese punto.
- t: el tiempo de independencia, cuánto querés que la etapa de abajo siga con la de arriba parada. Es la parada rutinaria más larga del registro: cambiar la criba, limpiar el ciclón, cargar el molino. Las roturas no se cubren con tolvas sino con mantenimiento.
- Densidad aparente del material en ese punto: enrollado, molido y seco, el rastrojo tiene tres densidades distintas.
- Margen del 20 al 30 %, por el cono que no se llena, la parte de arriba que nunca se carga y la densidad que varía con el lote.
La misma independencia pide tolvas muy distintas. Una peletizadora de balanceado que come 550 kg/h de harina a 550 kg/m³, con 30 minutos: 550 × 0,5 ÷ 550 = 0,5 m³; con 25 % de margen, 0,63 m³. Una de biomasa que come 400 kg/h de rastrojo molido a 150 kg/m³: 400 × 0,5 ÷ 150 = 1,33 m³; con margen, 1,67 m³. Casi el triple de tolva para menos kilos.
Una tolva antes del cuello de botella trabaja llena, para que el cuello nunca espere; una después del cuello trabaja casi vacía, para recibir cuando la etapa siguiente para. En las dos, un sensor de nivel alto y uno bajo (de paleta rotativa, por ejemplo) arrancan y paran la etapa de arriba o avisan antes de que la de abajo se quede sin material.
La fórmula da por supuesto que la tolva entrega todo lo que tiene. Si descarga la mitad, el pulmón real es la mitad. Eso depende de su forma.
Tiempo de residencia: lo primero que entra, primero que sale
El tiempo de residencia del capítulo 1 tiene una cuenta simple para el promedio:
tiempo de residencia = masa guardada ÷ caudal de salida
Una tolva con 300 kg que entrega 450 kg/h: 40 minutos. Una celda con 21,6 t que entrega 1,8 t por día: doce días.
El promedio esconde si todas las partículas pasan ese tiempo o si unas pasan minutos y otras semanas. Por eso la regla de cualquier acopio es lo primero que entra es lo primero que sale. En el piso se cumple con lotes fechados, una celda que se llena mientras otra se vacía, y nunca material nuevo encima del viejo. En bolsones, con la fecha escrita. En tolvas y silos se cumple sola o no se cumple, según la forma.
Importa porque el tiempo es el tercer ingrediente del apelmazamiento, con la humedad y la temperatura: las partículas húmedas forman puentes de agua que, al secarse o enfriarse, se endurecen y vuelven terrón al material. La presión, la grasa o la melaza y la fibra larga ayudan. Un día en una tolva casi nunca es problema; nueve días pegado a una pared, sí.
Flujo másico y flujo de embudo
Al abrir la boca de una tolva, el material baja de dos maneras.
En flujo másico se mueve todo: el centro y lo que está contra las paredes bajan juntos y la tolva se vacía entera. Lo primero que entró sale primero, no hay zonas muertas y la máquina de abajo recibe siempre la misma densidad. Pide paredes empinadas y lisas.
En flujo de embudo se mueve solo un canal sobre la boca; el material de las paredes queda quieto hasta que el nivel baja y, si es cohesivo, no baja nunca. Lo último que entró sale primero. Es el flujo de casi todas las tolvas a 45°, y con granos o pellet funciona. Con harinas y biomasa molida aparecen las dos fallas que Silvia conoce de memoria:
- Arco (o bóveda): un puente de material que se sostiene solo sobre la boca y corta el flujo. En harinas húmedas o con grasa es de partículas pegadas; en rastrojo, aserrín o cáscara molidos, de fibras enganchadas.
- Ratonera: el canal del centro se vacía y deja un pozo vertical, con el resto pegado a las paredes. Desde arriba la tolva parece llena; por abajo no sale nada.
El cálculo de pared y boca a partir de ensayos del material lo desarrolló Andrew Jenike en los años sesenta, y es el de los silos industriales. Para una planta chica alcanzan reglas de la práctica:
- Pared. Para flujo másico, un cono pide paredes de 60 a 75° sobre la horizontal, según material y chapa. Una cuña (dos paredes inclinadas y dos verticales que terminan en una ranura) lo logra con unos 10° menos. A 45°, harinas y biomasa van casi siempre en embudo.
- Chapa lisa: inoxidable, galvanizada nueva o con epoxi. Óxido, soldaduras salientes y abolladuras agarran material; cada golpe de maza deja una.
- Boca. Con material que fluye libre, 6 a 10 veces la partícula más grande. Con harinas y biomasa, cuanto más grande mejor: una ranura de 300 mm de ancho o más.
- Extractor. La ranura necesita un sinfín de paso creciente, cuyo paso aumenta hacia la descarga para que cada tramo saque su parte; con paso constante se carga solo en el fondo y arma un embudo a lo largo.
- Ayudas. Un agitador lento rompe los arcos de fibra. Un vibrador sirve con harinas, pero solo con la salida abierta: cerrada, compacta el arco. Aserrín húmedo y chip piden fondo vivo, con varios sinfines o rastras en todo el piso.
Tabla 2. Densidad aparente y comportamiento en la tolva
| Material | Densidad aparente | Cómo fluye | Pared (sobre la horizontal) | Boca |
|---|---|---|---|---|
| Maíz y otros granos | 700–750 kg/m³ | Libre | 45° alcanza | 150–200 mm |
| Pellet frío | 600–700 kg/m³ | Libre; se rompe en las caídas | 45–60° | 200 mm o más |
| Harina de balanceado | 450–600 kg/m³ | Cohesiva; más con grasa o melaza | Cono de 65–75° o cuña | 250–400 mm, con vibrador |
| Alfalfa molida | 150–300 kg/m³ | Cohesiva y fibrosa | Cuña de 65–70° | Ranura de 300 mm o más, con extractor |
| Cáscara o rastrojo molidos | 100–200 kg/m³ | Fibrosa: se engancha | Cuña de 65–70° | Ranura de 300 mm o más, con extractor |
| Aserrín húmedo, chip | 250–350 kg/m³ | Cohesiva y fibrosa | Paredes verticales | Fondo vivo |
Fuente: rangos orientativos de la práctica. La densidad de tu material se mide con el balde; la pared y la boca de un silo grande, con ensayos del material.
Humedad y temperatura: condensación, calentamiento y hongos
Humedad de equilibrio. Granos, harinas, cáscaras y pellet ganan o pierden agua hasta equilibrarse con el aire que los rodea: cáscara al 11 % en un galpón abierto, con noches húmedas de verano, sube un par de puntos en la capa de arriba. El material seco se tapa, y el pellet se embolsa apenas se enfría.
Condensación. Es la primera causa de costras en silos y tolvas de chapa. A la noche la chapa se enfría, el aire de adentro baja de su punto de rocío y deja agua en la pared y en el techo, que gotea sobre el material: la capa mojada se apelmaza y cría hongos. Empeora si el material entra caliente, como la harina recién molida a 40 °C o el pellet mal enfriado. La regla: nada entra a un silo o a una tolva de guarda a más de unos 5 °C por encima del aire, y el techo del silo se ventila. Con días calurosos y noches frescas, como en buena parte de Santiago del Estero, pasa casi todo el año.
Calentamiento. El material húmedo respira y larga calor. Una pila o un rollo de biomasa por encima del 18–20 % se calienta en días, y 50 a 60 °C en el centro no son raros. Se pierde materia seca, crecen hongos y, en pilas grandes de chip o de forraje, hay riesgo de fuego. El control es un termómetro de varilla en el centro de cada lote una vez por semana. Si un lote está más de 10 °C por encima del aire o sube de una semana a la otra, se usa primero o se abre.
Hongos. La mayoría de los hongos de almacenamiento necesita que el aire entre las partículas supere el 65–70 % de humedad relativa, que en granos y biomasa seca corresponde, a grandes rasgos, a 13–15 % de humedad del material. En el pellet combustible comen materia seca, debilitan el pellet y largan esporas que respira quien limpia la tolva: barbijo para esa tarea. En el balanceado es más serio, porque algunos producen micotoxinas que enferman a los animales; lo trata el libro 2 en Higiene, hongos y micotoxinas.
La tolva de producto terminado
La última tolva separa una máquina continua, la peletizadora, del embolsado, que hace una persona con sus pausas, o del camión del cliente. Se dimensiona con la misma fórmula (caudal de producción por el tiempo del almuerzo, o la carga de un camión) y tiene tres cuidados propios:
- Entra frío y zarandeado. El pellet tibio condensa y se apelmaza; los finos que no sacó la zaranda se juntan en el fondo y salen todos en las últimas bolsas.
- Sin caídas largas. Cuanto más alta la caída, más pellet roto: en silos altos se usa una canaleta en escalera o un cono amortiguador. Y se sube con banda o noria antes que con sinfín (capítulo 2).
- Se vacía entero una vez por semana: a 45° el pellet baja, pero en embudo, y el de las paredes envejece.
Ejemplo resuelto: la línea de Mariano
Paso 1. Medir. Silvia llenó tres veces el balde de 20 litros con cada material: mezcla molida y seca, 3,2 kg de promedio (3,2 ÷ 0,020 = 160 kg/m³); cáscara suelta, 2,4 kg (120 kg/m³); pellet, 13 kg (650 kg/m³). La parada rutinaria más larga de las etapas de arriba es la limpieza del ciclón de la secadora: 30 minutos por jornada.
Paso 2. Lo que da la tolva de hoy. Llena, guarda 1 × 160 = 160 kg: en teoría, 160 ÷ 450 × 60 = 21 minutos de peletizadora. Silvia cortó la alimentación con la tolva llena y la peletizadora trabajó 11 minutos, unos 80 kg; la otra mitad quedó en las paredes. Es flujo de embudo, con paredes a 45° y boca redonda de 200 mm. Toda parada de más de 11 minutos arriba para la peletizadora, y la del ciclón la para todos los días. Los 80 kg de las paredes se renuevan solo cuando Silvia limpia, cada nueve días: de ahí el olor.
Paso 3. El pulmón que hace falta. Los 30 minutos del ciclón más 10 de rearranque: t = 40 minutos, en los que la peletizadora come 450 × 40 ÷ 60 = 300 kg.
V = 300 ÷ 160 × 1,25 = 1,875 × 1,25 = 2,34 m³
Redondeado, 2,4 m³ (2,4 × 160 = 384 kg). Y tiene que vaciarse entera: flujo másico.
Paso 4. La forma. Una cuña de 1,2 m de largo y 1,4 m de ancho arriba, con dos paredes verticales y dos inclinadas a 70° que bajan a una ranura de 300 × 1.200 mm. Cada pared inclinada entra (1,4 − 0,3) ÷ 2 = 0,55 m, así que la cuña mide 0,55 × tan 70° = 0,55 × 2,75 = 1,51 m de alto. Volumen de la cuña: 1,2 × 1,51 × (1,4 + 0,3) ÷ 2 = 1,54 m³. Con un cuerpo recto de 0,5 m encima (1,2 × 1,4 × 0,5 = 0,84 m³) suma 2,38 m³, en 2 m de alto más el extractor. Debajo de la ranura, un sinfín de paso creciente con variador, que además dosifica la peletizadora; un sensor alto que corta el molino y uno bajo que prende una luz y una chicharra; chapa galvanizada sin soldaduras hacia adentro. La maza se jubila.
Paso 5. El acopio en días. La línea consume 450 × 8 = 3.600 kg de mezcla por jornada: 1.800 kg de cada material.
- Cáscara. Llega en bateas de unas 10 t, y el intervalo más largo del año fue de 9 días. Con 3 de seguridad, 12 días: 12 × 1.800 = 21.600 kg, que a 120 kg/m³ son 180 m³. Van en dos celdas bajo techo de 6 × 5 m con paredes de 3 m, de 90 m³ cada una: una se llena mientras la otra se consume.
- Rastrojo. Un rollo de 400 kg al 15 % trae 400 × 0,85 = 340 kg de materia seca; la línea pide 1.800 × 0,88 = 1.584 kg de materia seca por jornada: 1.584 ÷ 340 = 4,7 rollos, digamos 5. El período más largo sin rollos secos fue de 10 días; con 5 de seguridad, 15 días: unos 70 rollos bajo techo, en dos alturas.
Paso 6. El camión mojado. Llegan 20 rollos mojados: 8 t en la báscula, al 35 %. Ya no van directo a la línea: van a un lote aparte y se mezclan en la proporción que la secadora puede absorber. Con la cuenta del capítulo 3, la de Mariano (flash de 500 kg/h para material de hasta 25 %) evapora unos 74 kg de agua por hora, y la peletizadora come 450 × 0,88 = 396 kg de materia seca por hora. Agua a sacar por kilo de materia seca para llegar al 12 %:
- Rollo mojado, al 35 %: 1 ÷ 0,65 − 1 ÷ 0,88 = 1,538 − 1,136 = 0,402 kg.
- Mezcla seca, cerca del 13 %: 1 ÷ 0,87 − 1 ÷ 0,88 = 0,013 kg.
Con una fracción f de materia seca mojada: 396 × (0,402 × f + 0,013 × (1 − f)) ≤ 74, de donde f ≤ 0,45. Pero la secadora tiene otro límite: los 500 kg/h de material que entra, según su ficha. Entran 396 × f ÷ 0,65 + 396 × (1 − f) ÷ 0,87 kilos por hora, y eso no pasa de 500 mientras f ≤ 0,29. Manda el límite más bajo, y Mariano fija la regla en un cuarto: entran 99 ÷ 0,65 + 297 ÷ 0,87 = 152 + 341 = 493 kg/h y se evaporan 396 × (0,402 ÷ 4 + 0,013 × 3 ÷ 4) = 44 kg de agua por hora.
Un cuarto son 99 kg de materia seca mojada por hora, 792 kg por jornada. El camión trajo 8.000 × 0,65 = 5.200 kg de materia seca, que alcanzan para 5.200 ÷ 792 = 6,6 jornadas, a 3 rollos mojados por día. Una semana es lo máximo que conviene tener rollos al 35 % esperando: Silvia les toma la temperatura día por medio, y se usan antes que los secos aunque hayan llegado después. Lo mojado se degrada primero, así que sale primero.
Paso 7. Qué gana. Si la peletizadora marcha 7,3 de las 8 horas (el resto es arranque, purga y limpieza) y las mermas son del 2,5 % (supuesto del ejemplo), la línea produce 450 × 7,3 × 0,975 = 3.200 kg de pellet por jornada: 3,2 t contra 2,3, un 39 % más con la misma peletizadora. Una de 700 kg/h con la tolva de hoy tendría 80 ÷ 700 × 60 = 7 minutos de independencia: pararía más seguido.
Ejercicios
Ejercicio 1 (cálculo): la tolva de embolsado y el silo del feedlot
Una planta de pellet de alfalfa produce 600 kg/h, 8 horas por día, seis días por semana. Embolsa en bolsas de 25 kg con una persona que para una hora al mediodía; la peletizadora sigue. Densidad aparente del pellet: 650 kg/m³. Margen: 25 %.
a) ¿Qué volumen necesita la tolva de embolsado para que la peletizadora no pare al mediodía? b) Un feedlot ofrece llevarse 28 t a granel cada sábado. ¿Qué volumen de silo hace falta, cuánto tiempo pasa el pellet adentro y qué hay que cuidar al cargarlo?
Solución
a) En la hora sin embolsado entran 600 kg: 600 ÷ 650 = 0,92 m³; con margen, 0,92 × 1,25 = 1,15 m³. Una tolva de 1,2 m³.
b) 28.000 ÷ 650 = 43 m³; con margen, 43 × 1,25 = 54 m³. Con 600 × 8 = 4.800 kg por jornada, el silo se llena en 28 ÷ 4,8 = 5,8 jornadas; como el camión se lleva todo cada sábado, el pellet pasa adentro una semana como máximo, aunque el silo trabaje en embudo. Al cargarlo: pellet zarandeado, a no más de unos 5 °C por encima del aire y con la menor caída posible. Si entra tibio en una noche fría, el sábado el camión se lleva costras.
Ejercicio 2 (diagnóstico): el silo de harina que no baja
Una fábrica de balanceado guarda harina de maíz y expeller de soja en un silo aéreo de chapa de 6 m³, con cono a 45° y boca de 150 mm. La harina entra directo del molino, a unos 40 °C. En invierno, con noches de 2 °C, sale a tirones y el operario golpea el cono con un martillo. En la limpieza aparecen costras en las paredes y bajo el techo, algunas verdosas. ¿Qué patrón de flujo tiene y qué falla? ¿De dónde sale el agua de las costras? ¿Qué corregirías, de lo más barato a lo más caro?
Solución
Flujo de embudo: un cono a 45° con harina cohesiva, a la que el expeller suma grasa, no deja bajar el material de las paredes, y 150 mm es poca boca para harina: forma arco o ratonera. Cada martillazo deja una abolladura que agarra más.
El agua es condensación: la harina entra a 40 °C con su vapor, a la noche la chapa baja cerca de los 2 °C y el aire de adentro deja el agua en la pared y el techo. Con expeller en la mezcla, las costras verdes son además un riesgo de micotoxinas para los animales.
En orden de costo. Gratis: no cargar harina caliente (que espere en una tolva intermedia ventilada), vaciar el silo entero una vez por semana y dejar de golpearlo. Barato: boca de 300 mm con una transición, un vibrador que funcione solo con la salida abierta y el techo ventilado. Inversión: un cono de 65–70° o una tolva en cuña. Lo gratis se hace mañana, y muchas veces alcanza.
Ejercicio 3: Para tu planta
Esta semana, con el balde, un metro, un reloj y un termómetro de varilla:
- Hacé la lista de los lugares donde el material espera (acopios, tolvas, silos) con su material, su volumen medido y su densidad aparente (tres baldes, promedio).
- Calculá los minutos de independencia de cada tolva: volumen × densidad ÷ caudal de la etapa de abajo × 60. Comparalos con la parada rutinaria más larga de la etapa de arriba.
- Probá el flujo: con la tolva llena, cortá la alimentación y mirá cómo baja. Superficie pareja y paredes limpias, flujo másico; un pozo en el centro, embudo. Anotá qué fracción entrega sin que nadie la golpee.
- Cada lunes, anotá los días de stock de cada materia prima y la fecha del lote más viejo.
- Una vez por semana, temperatura en el centro de cada lote y del aire; marcá el lote que esté 10 °C por encima o que suba de una semana a la otra.
Guardá la planilla: en la Parte II la vas a usar para elegir cómo se carga y se descarga cada tolva.
Errores comunes
- Dimensionar la tolva en metros cúbicos sin la densidad. Un metro cúbico son 650 kg de pellet y 160 kg de rastrojo molido: la tolva "de un metro" que alcanza en balanceado no alcanza en biomasa.
- Hacer todas las tolvas a 45°. Con grano y pellet funciona; con harinas y biomasa da arcos, ratoneras y material viejo en las paredes.
- Golpear la tolva o vibrarla con la salida cerrada. La maza deja abolladuras que agarran material; el vibrador con la salida cerrada compacta el arco.
- Acopiar sin lotes ni fechas. La pala toma lo que tiene más cerca, lo nuevo cae encima de lo viejo y el fondo de la pila queda meses.
- Meter material caliente o mojado donde espera material seco. El pellet tibio condensa en el silo; el camión mojado directo a la línea la para. Lo caliente se enfría antes, y lo mojado va a un lote aparte, en la proporción que la secadora absorbe.
Qué máquina corresponde
El catálogo de Meelko no tiene silos ni tolvas: la tolva pulmón, la de producto terminado y las celdas de acopio se dimensionan con el proyecto de cada línea, con las cuentas de este capítulo y el material del cliente. Sí están los equipos que cargan y descargan esos pulmones y las secadoras que deciden cuánta humedad aguanta la línea. Datos de cada ficha.
- Sinfín transportador de 100 mm MKSF-100E: 1 a 3 t/h, 65 kg; motor de 1,5 kW según la descripción de la ficha, que no trae la potencia en su tabla de datos. Para cargar una tolva pulmón. Sus 1 a 3 t/h son con grano de unos 750 kg/m³ (1,3 a 4 m³/h); con mezcla molida a 160 kg/m³, ese volumen son 210 a 640 kg/h, y la fibra llena peor el canal.
- Noria de cangilones MKNR-3TG: 3 t/h, 180 kg; la ficha no publica la potencia. Para subir en vertical lo que fluye libre (grano, balanceado, pellet frío) a un silo o a la tolva de producto terminado, con menos rotura que un sinfín.
- Banda transportadora lineal MKBT-400L-3: 400 mm × 3 m, 9 a 14 t/h, 67 kg; la ficha no publica la potencia. Para llevar el pellet en horizontal de la zaranda a la tolva de producto terminado sin romperlo.
- Secadora flash de biomasa de 500 kg/h con humedad 25 %: 400 a 500 kg/h, 7,5 kW, 2.200 kg. Es la de Mariano: con acopio seco y no más de un cuarto de material mojado en la mezcla, alcanza.
- Secadora flash de biomasa de 500 kg/h con humedad 50 %: 250 a 500 kg/h, 7,5 kW, 2.800 kg. Cuando el material mojado deja de ser la excepción (aserrín de aserradero, rastrojo en un año de lluvias), conviene una secadora para material más húmedo en lugar de racionarlo; el capítulo 12 las compara.
Resumen en cinco líneas
- El acopio se dimensiona en días: el intervalo más largo entre entregas, más los días de seguridad y de preparación, pasados a metros cúbicos con la densidad aparente.
- Una tolva pulmón guarda el caudal de la etapa de abajo por el tiempo de independencia, dividido la densidad aparente, con un 20 a 30 % de margen.
- El tiempo de residencia es masa sobre caudal, y vale para todo el material solo si lo primero que entra es lo primero que sale.
- Una tolva a 45° con boca chica trabaja en embudo y, con harinas y biomasa, forma arco o ratonera; el flujo másico pide paredes empinadas y lisas y una boca ancha o una ranura con extractor.
- Humedad, temperatura y tiempo apelmazan y crían hongos: nada caliente al silo, lo mojado aparte y primero, y un termómetro en cada lote.
Preguntas de repaso
1. ¿Por qué la tolva de 1 m³ de Mariano le daba solo 11 minutos de independencia? Porque 1 m³ de mezcla molida a 160 kg/m³ son 160 kg, y en flujo de embudo entregaba la mitad: 80 kg a 450 kg/h son 11 minutos.
2. ¿Qué pasaría si Mariano comprara una peletizadora de 700 kg/h sin cambiar la tolva? Los mismos 80 kg útiles le durarían 7 minutos: pararía más seguido, por los mismos arcos, y produciría lo mismo o menos.
3. ¿Por qué los rollos mojados se usan antes que los secos, si la regla es que lo primero que entra sale primero? Porque la regla existe para que nada envejezca, y lo mojado envejece más rápido: se calienta y cría hongos en días.
4. ¿Por qué una tolva en cuña con ranura descarga biomasa donde un cono con boca redonda se arquea? Porque en cuña alcanzan paredes menos empinadas para que todo el material baje, un arco de fibras sobre una ranura larga es mucho menos estable que sobre una boca chica, y el sinfín de paso creciente saca parejo de toda la ranura.
5. ¿Qué pasa si el pellet entra tibio a un silo de chapa y a la noche refresca? El vapor que trae condensa en la chapa fría y moja la capa de pellet contra la pared y el techo: se ablanda, se apelmaza, larga finos y puede criar hongos.
Conceptos clave
- Días de acopio. Intervalo más largo entre entregas, más seguridad y preparación; por el consumo diario, dan el stock a guardar.
- Tiempo de independencia. Cuánto tiene que seguir una etapa con la de arriba parada; con el caudal y la densidad aparente da el volumen del pulmón.
- Tiempo de residencia. Masa guardada dividida el caudal de salida: lo que una partícula pasa, en promedio, en un pulmón o un acopio.
- Primero que entra, primero que sale. Regla de rotación para que nada envejezca; en tolvas y silos solo la cumple el flujo másico.
- Apelmazamiento. Unión de partículas en terrones por humedad, temperatura, presión y tiempo.
- Flujo másico. Descarga en la que todo el material de la tolva baja a la vez.
- Flujo de embudo. Descarga en la que solo se mueve un canal sobre la boca y el material de las paredes queda quieto.
- Arco y ratonera. Las dos fallas de descarga: un puente sobre la boca, o un pozo vertical con el resto pegado a las paredes.
- Condensación. Agua que deja el aire sobre la chapa fría de un silo o una tolva, y que apelmaza la capa de material contra la pared.
Referencias
- Jenike, Andrew W. Storage and Flow of Solids. Bulletin n.º 123, Utah Engineering Experiment Station, University of Utah. 1964.
- Schulze, Dietmar. Powders and Bulk Solids: Behavior, Characterization, Storage and Flow. Springer, 2008.
Lo que sigue
El capítulo 5, Sinfines y chimangos, abre la Parte II, Transporte de materiales: cómo se calcula la capacidad del sinfín que carga y descarga cada pulmón, cuánto pierde al inclinarlo y por qué con material liviano o fibroso mueve muchos menos kilos que con grano. Si ya mediste tus tolvas y querés revisar la cuenta con el equipo técnico, escribinos por WhatsApp o desde el formulario de contacto.
