Cinta transportadora

Una cinta transportadora es el medio de transporte de un sistema de cinta transportadora (a menudo abreviado como cinta transportadora). Un sistema de cinta transportadora consta de dos o más poleas (a veces llamadas tambores), con un circuito cerrado de medio de transporte —la cinta transportadora— que gira alrededor de ellas. Una o ambas poleas están motorizadas, moviendo la cinta y el material que transporta hacia adelante. La polea motorizada se llama polea motriz, mientras que la polea no motorizada se llama polea tensora. Existen dos clases principales de cintas transportadoras industriales: las de manipulación general de materiales , como las que mueven cajas dentro de una fábrica, y las de manipulación de materiales a granel, como las que se utilizan para transportar grandes volúmenes de recursos y materiales agrícolas, como grano , sal , carbón , mineral , arena , escombros , etc.

Las cintas transportadoras son componentes duraderos y fiables que se utilizan en la distribución y el almacenamiento automatizados, así como en instalaciones de fabricación y producción. En combinación con equipos de manipulación de palés controlados por ordenador, permiten una distribución más eficiente en el comercio minorista , mayorista y manufacturero . Se considera un sistema que ahorra mano de obra, ya que permite que grandes volúmenes se muevan rápidamente a través de un proceso, lo que permite a las empresas enviar o recibir mayores volúmenes con menor espacio de almacenamiento y con menores costes laborales .

Las cintas transportadoras son los transportadores motorizados más utilizados debido a su versatilidad y bajo costo. ^{[ 1 ]} Los productos se transportan directamente sobre la cinta, lo que permite el transporte exitoso de objetos de formas regulares e irregulares, grandes o pequeños, ligeros o pesados. También se fabrican cintas transportadoras con secciones curvas que utilizan rodillos cónicos y correas curvas para transportar productos alrededor de una esquina. Estos sistemas de transporte se utilizan comúnmente en oficinas de clasificación postal y sistemas de manejo de equipaje en aeropuertos .

Las cintas transportadoras suelen tener una construcción bastante similar: un bastidor metálico con rodillos en ambos extremos de una plataforma metálica plana. Las cintas de goma se utilizan comúnmente para transportar artículos con superficies inferiores irregulares, artículos pequeños que podrían caer entre los rodillos (por ejemplo, una barra transportadora de sushi ) o bolsas de producto que se deformarían entre ellos. La cinta se enrolla alrededor de cada rodillo y, cuando uno de ellos recibe energía (mediante un motor eléctrico ), se desliza sobre la plataforma metálica, moviendo el producto. En aplicaciones de uso intensivo, las plataformas sobre las que se desliza la cinta se sustituyen por rodillos. Los rodillos permiten transportar cargas más pesadas, ya que reducen la fricción generada por la mayor carga sobre la cinta. La excepción a la construcción estándar de las cintas transportadoras es la cinta transportadora tipo sándwich. Esta utiliza dos cintas transportadoras en lugar de una. Estas dos cintas convencionales se colocan una frente a la otra para sujetar firmemente los artículos transportados, como si fueran un sándwich.

Las cintas transportadoras se pueden usar para transportar productos en línea recta o a través de cambios de elevación o dirección. Para transportar materiales a granel, sobre pendientes suaves o curvas suaves, se usa una cinta transportadora acanalada. El canal de la cinta asegura que el material fluido se mantenga dentro de los bordes de la cinta. El canal se logra manteniendo los rodillos tensores en un ángulo con respecto a la horizontal en los lados del bastidor de rodillos tensores. Una cinta transportadora tubular se usa para trayectorias de transporte de material que requieren curvas más pronunciadas e inclinaciones de hasta 35 grados. ^{[ 2 ]} Una cinta transportadora tubular se caracteriza por tener los bordes de la cinta enrollados juntos para formar una sección circular como un tubo. Al igual que una cinta transportadora acanalada, una cinta transportadora tubular también usa rodillos tensores. Sin embargo, en este caso, el bastidor de rodillos tensores rodea completamente la cinta transportadora, lo que ayuda a retener la sección tubular mientras la empuja hacia adelante. En el caso de trayectorias de transporte que requieren ángulos altos y curvas en forma de serpiente, se usa una cinta sándwich. El diseño de la cinta transportadora tipo sándwich permite que los materiales transportados se desplacen a lo largo de una trayectoria con grandes pendientes de hasta 90 grados, ^{[ 3 ]} lo que posibilita un recorrido vertical en lugar de uno horizontal. Esta opción de transporte también se acciona mediante rodillos tensores.

Además de las poleas y los rodillos tensores , otros componentes importantes del sistema de transporte por cinta incluyen el sistema de transmisión con reductores, motores y acoplamientos. Los rascadores para limpiar la cinta, las tolvas para controlar la dirección de descarga, los faldones para contener la descarga en la cinta receptora, el conjunto de tensado para ajustar la tensión de la cinta, los interruptores de seguridad para la protección del personal y las estructuras tecnológicas como largueros, postes cortos, bastidores de transmisión y bastidores de poleas completan el sistema de transporte por cinta. En ciertas aplicaciones, las cintas transportadoras también se pueden utilizar para la acumulación estática de cajas.

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  Sistemas de cintas transportadoras en un depósito de embalaje
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  Sistema de cinta transportadora para el manejo de equipaje
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  Cinta transportadora de una mina de lignito a cielo abierto en Baviera.

Las cintas transportadoras primitivas se han utilizado desde el siglo XIX. En 1868, el constructor naval inglés Joseph Thomas Parlour, de Pimlico, patentó un elevador de grano con una cinta transportadora ^{[ 4 ],} mientras que el estadounidense Charles Denton, de Ames Plow Co., patentó una segadora con una cinta transportadora ^{[ 5 ]} . Para la década de 1880, las cintas transportadoras se utilizaban en elevadores estadounidenses ^{[ 6 ]} , ingenios azucareros ^{[ 7 ]} y aserraderos ^{[ 8 ]} , así como en malterías británicas ^{[ 9 ]} .

En 1892, Thomas Robins inició una serie de inventos que llevaron al desarrollo de una cinta transportadora utilizada para transportar carbón, minerales y otros productos. ^{[ 10 ] [ 11 ]} En 1901, Sandvik inventó y comenzó la producción de cintas transportadoras de acero . En 1905, Richard Sutcliffe inventó las primeras cintas transportadoras para su uso en minas de carbón , lo que revolucionó la industria minera. ^{[ 12 ]} En 1913, Henry Ford introdujo líneas de ensamblaje con cintas transportadoras en la fábrica de Ford Motor Company en Highland Park, Michigan. ^{[ 13 ]}

En 1972, la empresa francesa REI creó en Nueva Caledonia la cinta transportadora recta más larga del mundo hasta entonces, con una longitud de 13,8 km (8,6 millas) . Hyacynthe Marcel Bocchetti fue el diseñador conceptual. La cinta transportadora más larga es la de la mina de fosfato de Bou Craa en el Sáhara Occidental (1973, 98 km en 11 secciones). La cinta transportadora de un solo tramo más larga se encuentra en la mina de bauxita de Boddington en Australia Occidental (31 km).   

En 1957, la empresa BF Goodrich patentó una cinta transportadora de Möbius , que posteriormente produjo como el "Sistema de Cinta Transportadora de Retorno". Al incorporar una media torsión, tenía la ventaja sobre las cintas convencionales de una vida útil más larga porque podía exponer toda su superficie al desgaste. Estas cintas de Möbius ya no se fabrican porque las cintas modernas sin torsión se pueden hacer más duraderas construyéndolas con varias capas de diferentes materiales. ^{[ 14 ]} En 1970, Intralox , una empresa con sede en Luisiana, registró la primera patente para cintas modulares totalmente de plástico.

La correa consta de una o más capas de material. Es común que las correas tengan tres capas: una cubierta superior, una carcasa y una cubierta inferior. La función de la carcasa es proporcionar resistencia lineal y forma. La carcasa suele ser un tejido o tela metálica con urdimbre y trama . La urdimbre se refiere a los cordones longitudinales cuyas características de resistencia y elasticidad definen las propiedades de funcionamiento de la correa. La trama representa el conjunto de cables transversales que le confieren a la correa una resistencia específica contra cortes, desgarros e impactos, y a la vez una alta flexibilidad. Los materiales más comunes para la carcasa son acero , poliéster , nailon , algodón y aramida (una clase de fibras sintéticas resistentes al calor y de alta resistencia, con marcas como Twaron o Kevlar ). Las cubiertas suelen ser de diversos compuestos de caucho o plástico, según el uso de la correa.

Las cintas transportadoras de acero se utilizan cuando se requiere una clase de alta resistencia. Por ejemplo, la cinta transportadora de mayor resistencia instalada está hecha de cables de acero. Esta cinta transportadora tiene una clase de resistencia de 10 000 N/mm (57 000 lb _f /in) y opera en la mina Chuquicamata , en Chile . ^{[ 15 ]} El poliéster, el nailon y el algodón son populares para clases de baja resistencia. La aramida se utiliza en el rango de 630–3500 N/mm (3600–20 000 lb _f /in) . Las ventajas de usar aramida son ahorro de energía, mayor vida útil y productividad mejorada. ^{[ 16 ] [ 17 ]} Como ejemplo, se informó que una cinta subterránea de 2250 newtons por milímetro (12 800 lb _f /in) y 3400 metros de longitud (3700 yd) instalada en la mina de carbón de Baodian, parte de Yanzhou Coal Mining Company , China , proporcionó ahorros de energía de más del 15 %. ^{[ 18 ]} Mientras que Shenhua Group ha instalado varias cintas transportadoras de aramida , incluida una cinta de 4400 newtons por milímetro (25 000 lb _f /in) con una longitud de 11 600 m (7,2 millas) .        

Hoy en día existen diferentes tipos de cintas transportadoras diseñadas para transportar diversos materiales, disponibles en PVC y caucho. El material que fluye sobre la cinta puede pesarse durante el transporte mediante una báscula de cinta . Las cintas con separadores espaciados regularmente, conocidas como cintas elevadoras , se utilizan para transportar materiales sueltos en pendientes pronunciadas. Las cintas transportadoras se utilizan en camiones de carga a granel con autodescarga y en camiones de descarga inferior. La tecnología de cintas transportadoras también se emplea en sistemas de transporte como aceras móviles o escaleras mecánicas , así como en numerosas líneas de montaje de fabricación . Las tiendas suelen tener cintas transportadoras en las cajas para trasladar los artículos de compra y pueden utilizar separadores de caja en este proceso. Las estaciones de esquí también utilizan cintas transportadoras para transportar a los esquiadores cuesta arriba. Las aplicaciones industriales y de fabricación de las cintas transportadoras incluyen la manipulación de paquetes, cintas transportadoras de artesa, manipulación de residuos, manipulación de bolsas, cintas transportadoras de codificación y más. La integración de la interfaz hombre-máquina (HMI) para operar el sistema de transporte también puede contribuir al control, la precisión y la eficiencia. ^{[ 19 ]}

Cintas transportadoras largas

El sistema de cintas transportadoras más largo del mundo se encuentra en el Sáhara Occidental . Fue construido en 1972 por Friedrich Krupp GmbH (ahora thyssenkrupp) y tiene 98 km (61 millas) de longitud, desde las minas de fosfato de Bu Craa hasta la costa al sur de El-Aaiún . ^{[ 20 ]} 

El sistema de cintas transportadoras más largo de un aeropuerto es el del Aeropuerto Internacional de Dubái, con 63 km (39 millas) . Fue instalado por Siemens y puesto en funcionamiento en 2008, y cuenta con una combinación de cintas transportadoras tradicionales y cintas transportadoras de bandejas. ^{[ 21 ]} 

La mina de bauxita de Boddington, en Australia Occidental, está oficialmente reconocida por tener la cinta transportadora de un solo tramo más larga del mundo. Un solo tramo significa que la carga no se transfiere, sino que es un sistema continuo a lo largo de toda su extensión. Esta cinta transportadora es un sistema de cintas de cable con una cinta de 31 kilómetros (19 millas) de longitud que alimenta otra de 20 kilómetros (12 millas) . Las cintas transportadoras de cable son una variante del sistema de poleas tensoras más convencional. En lugar de desplazarse sobre poleas tensoras, las cintas transportadoras de cable se sostienen mediante dos cables de acero sin fin (cables de acero) que, a su vez, se apoyan en poleas tensoras. Este sistema transporta la bauxita a través del difícil terreno de la cordillera Darling hasta la refinería de alúmina de Worsley .  

La segunda cinta transportadora de canaleta simple más larga del mundo es la de Impumelelo, de 26,8 kilómetros (16,7 millas) de longitud , ubicada cerca de Secunda, Sudáfrica. Fue diseñada por Conveyor Dynamics, Inc., con sede en Bellingham, Washington, EE. UU., y construida por ELB Engineering, con sede en Johannesburgo, Sudáfrica. La cinta transportadora transporta 2400 t/h (2600 toneladas cortas por hora) de carbón desde una mina hasta una refinería que lo transforma en gasóleo. La tercera cinta transportadora de canaleta más larga del mundo es la de Curragh , de 20 kilómetros (12 millas) de longitud , ubicada cerca de Westfarmers, Queensland, Australia. Conveyor Dynamics, Inc. se encargó de la ingeniería básica, el sistema de control y la puesta en marcha. La ingeniería de detalle y la construcción fueron realizadas por Laing O'Rourke. ^{[ 22 ]}   

La cinta transportadora internacional de una sola banda más larga va desde Meghalaya en India hasta una fábrica de cemento en Chhatak Bangladesh . ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]} Tiene aproximadamente 17 km (11 millas) de largo y transporta piedra caliza y esquisto a 960 t/h (1060 toneladas cortas por hora) , desde la cantera en India hasta la fábrica de cemento ( 7 km o 4,3 millas de largo en India y 10 km o 6,2 millas de largo en Bangladesh). La cinta transportadora fue diseñada por AUMUND France y Larsen & Toubro. La cinta transportadora es accionada por tres unidades de accionamiento sincronizadas para una potencia total de aproximadamente 1,8 MW suministrada por ABB (dos accionamientos en el extremo de inicio en Bangladesh y un accionamiento en el extremo de destino en India). La cinta transportadora se fabricó en longitudes de 300 metros (980 pies) en el lado indio y 300 metros (980 pies) de longitudes en el lado bangladesí. Los rodillos del sistema son únicos ^{[ 26 ]} porque están diseñados para adaptarse a curvas tanto horizontales como verticales del terreno. Se diseñaron vehículos específicos para el mantenimiento de la cinta transportadora, que siempre se encuentra a una altura mínima de 5 metros (16 pies) sobre el suelo para evitar inundaciones durante la temporada de lluvias.      

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