Manejo en planta de materiales a granel

1. Manejo en planta de
materiales a granel
Arturo Jurado Montaño
Universidad del valle
ESCUELA DE INGENIERIA DE MATERIALES

2. Contenido
• Almacenamiento en pila o
montón.
• Depósitos tolvas y silos de
almacenamiento.

3. introducción
El almacenamiento de materiales depende de la
dimensión y características de los materiales. Estos
pueden exigir una simple estantería hasta sistemas
complicados, que involucran grandes inversiones y
complejas tecnologías. La elección del sistema de
almacenamiento de materiales depende de los
siguientes factores:
 Espacio disponible para el almacenamiento de los materiales.
 Tipos de materiales que serán almacenados.
 Número de artículos guardados.
 Velocidad de atención necesaria.
 Tipo de embalaje.

4. DEFINICIÓN
• ALMACENAMIENTO DE SÓLIDOS
• Los diversos almacenamientos de sólidos son
operaciones imprescindibles en toda planta de
áridos.
• En los procesos los sólidos presentan diferentes
apariencia: piezas angulares, laminas continuas o
polvo finamente definidos.
• Las características físicas de los sólidos por lo
general suelen ser: duro y abrasivos, resistentes o
gomosos, blandos o frágiles, polvorientos,
cohesivos, etc.

5. Manejo en planta de materiales a granel
• El manejo de los sólidos a granel se
refiere a la manipulación por medio
de diversos equipos, tales como
transportadores. La selección de
estos depende específicamente del
material a tratar.

6. SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO DE
SÓLIDOS
• Almacenamiento a la intemperie (granel):
• Almacenamiento bajo techo.
 Depósitos
 Silos
 Tolvas
 Presión en depósitos y silos
 Descarga de depósitos

7. Manejo en planta de materiales a granel
• Almacenamiento en pila o montón
Hay que tener en cuenta 3 aspectos:
1. Disposición de cargas
2. Recuperación
3. Angulo de reposo

8. Almacenamiento a la intemperie
• Este almacenamiento se hace para materiales gruesos tales
como grava y carbón, y sirve apilar grandes cantidades de
sólidos sin protección al clima al aire libre. La manera de
retirar sólidos en apilamiento es mediante cintas
transportadoras o una pala excavadora que se entregan a un
transportador o directamente al proceso.
Ventajas y desventajas:
• Este es un método de almacenamiento que ayuda a
economizar en el caso de que haya centenares o millares de
toneladas de material sólido.
• El almacenamiento a la intemperie puede dar lugar a
problemas ambientales tales como: formación del polvo o
lixiviación de material soluble contenido en el apilamiento.

9. Almacenamiento a la intemperie

10. Manejo en planta de materiales a granel
1. El almacenamiento en patios se
maneja mejor con transportadores
de bandas cuando el tonelaje es
grandes. la mayoría de los
métodos de descarga
También para almacenamiento
interno.

11. Manejo en planta de materiales a granel
2. Se utilizan bandas en túneles
subterráneos alimentadas por medio
de compuertas especiales .
También se usan raspadores de
arrastre por cable para las zonas de
almacenamiento externo de gran
magnitud.

12. DEPOSITOS
• Sirven para almacenar sólidos demasiado valioso o
demasiado solubles, por tal motivo se emplea este
sistema. Son recipientes cilíndricos o rectangulares
de hormigón o metal, suelen ser bastantes anchos
y no tan altos.
• El principal problema de diseño de un depósito es
conseguir una descarga satisfactoria.

13. Manejo en planta de materiales a granel
• El desarrollo mas reciente para el manejo de
grandes tonelajes es el recuperador de rueda de
cangilones (150 ton/h hasta 20000 ton/h).
• Se usan buldóceres, excavadoras y cargadores
con cucharón frontal en proyectos de corta
duración y capital limitado.

14. Manejo en planta de materiales a granel
• Deposito, tolvas y silos de
almacenamiento
Andrew w. Jenike identifico los criterios
que afectan el flujo de los materiales en
los recipientes de almacenamiento.

15. SILOS
• Forma cilíndrica o
cuadrada.
• (a veces rectangular)
• Hecho de hormigón
armado o metal que
puede ser abierta o
cerradas.

16. SILOS CON SALIDA MULTIPLE Y SIMPLE

17. Silos con salida simple

18. Flujo de material

19. Silo con descarga lateral

20. TOLVAS
• Se denomina tolva a un dispositivo destinado a
depósito y canalización de materiales granulares o
pulverizados. En muchos casos, se monta sobre un
chasis que permite el transporte.
• Generalmente es de forma cónica y siempre es de
paredes inclinadas, de tal forma que la carga se
efectúa por la parte superior y la descarga se realiza
por una compuerta inferior. Son muy utilizadas en
agricultura, en construcción de vías férreas y en
instalaciones industriales.

21. SILOS

22. Pasos de un apropiado diseño, instalación y uso de
un silo
1. Definir condiciones y requerimientos de
operación.
2. Probar las propiedades de flujo del material.
3. Hacer el diseño funcional del silo.
4. Hacer el diseño detallado del silo.
5. Fabricar e instalar el silo.
6. Uso y mantenimiento del silo.

23. Operación
inapropiada
cuando la tolva
fue vaciada, el
material ha caído
creando un vacío
que succionó la
parte superior del
silo, dañándola

24. Un caso de daño.
Flujo de masa desarrollado en
un silo diseñado para flujo de
embudo.

25. TOLVAS

26. TRANSPORTE INTERNO DE SÓLIDOS: TOLVAS

28. TOLVAS PORTÁTILES

30. DESCARGA DE MATERIALES
FOSO DE DESCARGA
DE VOLQUETAS Y
CONTENEDORES
ISO

31. ZONA DE DESCARGA POR EL FONDO

32. OTROS TIPOS DE DESCARGA
• Tipo rotatorio
Es efectivo para camiones o ferrocarriles.
• Tipo grúa
Utilizado para descargar barcos, algunas veces
vagones de ferrocarril.
• Dispositivos de succión neumática
Se instalan a la salida del camión, disminuye la
segregación.

34. Manejo en planta de materiales a granel
• Características del flujo de
materiales:
1. Flujo de masa.
2. Flujo de embudo

35. Manejo en planta de materiales a granel
• Flujo en masa
1. Las partículas se
segregan pero se reúnen
en la descarga.
2. El flujo es uniforme.
3. La densidad de flujo es
constante.
4. Los identificadores de
nivel funcionan
adecuadamente
• Flujo de embudo
1. Las partículas se segregan
y permanecen
segregadas.
2. Las primeras porciones
que entra son las ultimas
en salir.
3. Pueden permanecer
productos en puntos
muertos.
4. El flujo es errático.

36. Manejo en planta de materiales a granel
5. No quedan productos en
zonas muertas.
6. Se pueden diseñar las tolvas
para tener un
almacenamiento no
segregado o para
funcionar como
mezcladora
5.La densidad puede variar.
6.Los indicadores de nivel se
deben situar en puntos
claves para que funcionen
adecuadamente.
7.Las tolvas funcionan bien con
solidos de partículas grandes
y flujo libre.

37. Manejo en planta de materiales a granel
• Los criterios de diseño que propuso
Jenike se utilizaron para determinar :
1. Si el recipiente funciona con flujo masa
o embudo .
2. Las dimensiones de salida de la tolva
con el fin de que el producto fluya

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Algunas especificaciones del material a
granel para obtener el mejor flujo son:
• El tamaño de partícula: a mayor tamaño
de partículas y mas libre se encuentre el
material de partículas finas mas fácil
fluirá.

39. Manejo en planta de materiales a granel
• El contenido de humedad: se controla al
remplazar el aire en el recipiente o
deposito que contiene al material con un
gas seco y estable como el nitrógeno.
• Las temperaturas elevadas: es grave en
algunos materiales que contienen
azucares u otros componentes solubles y
de punto de fusión bajo.

40. Manejo en planta de materiales a granel
• El envejecimiento: mejora la capacidad
de flujo de ciertos materiales debido a la
oxidación de las partículas etc.
• Contenido de aceite: mejora la
resistencia a la fricción aumentando la
capacidad de flujo.

41. Manejo en planta de materiales a granel
• Utilización de compuertas: controlando el
flujo procedente de depósitos, tolvas y
equipos de procesamiento a los
alimentadores o directamente a los
transportadores.

42. Manejo en planta de materiales a granel
• Los controles del nivel de solido: controla
los niveles de los materiales en tolvas y
también protegen a los transportadores
contra los daños producidos por el
atascamiento.

43. Bibliografía
• Johanson, Jerry. R – Design fo flexibility in storage
and reclaim – Chemical Enginnering, Octubre 30
1978
• Falcomer P; Drury J. – Almacenaje industrial – H.
Blume Ediciones, 1979. Pags 270 – 273.

44. En Internet:
de http://www.jenike.com/pages/education/
papers/papers_esp.html
• Carson, Jhon W. – Silo faliures: Case Histories and
Lessons Learned – Mayo 2000
• Purutyan, Herman; Pittenger, Bryan; Carson, Jhon
W. – Six Steps to designig a Storage Vessel That
really works – Powder and Bulk engineering,
Noviembre 1999, pag 56 - 58