Confiabilidad y Rendimiento

Belt Conveyor Drives

bulk solids handling - No. 3 - 2012

Poleas motorizadas en terminales portuarias de manejo de materiales agranel de EEUU y del Reino Unido.

Las plantas más antiguas, tales como las terminalesportuarias para barcos y barcazas, queenfrentan el riesgo de altas multas pordemoras en el caso de un retardoen la carga de la nave, puedenbeneficiarse enormemente reem-plazando los sistemas de transmisiónexpuestos a la intemperie y más pro-clives a sufrir problemas, por PoleasMotorizadas.

MICHAEL J. GAWINSKIPresidente de Rulmeca Corporation, USA, Tel. +1 910/794-9294,Correo electrónico: mgawinski@rulmecacorp.com

JASON D. JANISCHIngeniero mecánico en Jasper Engineering & Equipment, USA, Tel. +1 218/262-3421, Correo electrónico: jdjanisch@jaspereng.com

Fig. 1: El Poleas Motorizada consta de un motorinterno y una caja de engranajes sellada her-

méticamente dentro de una carcasa detambores llena de aceite; aquí apare-

cen el sello del eje hermético están-dar y la caja de terminales.

Cinco de las principales terminales por-tuarias aumentaron la confiabilidad delsistema transportador y mejoraron elrendimiento de la banda transportadoramediante el uso de Poleas Motorizadas. Para el procesamiento de mineral dehierro, carbón y sal natural, estas plan-tas constan de tres puertos fluviales convía férrea al buque, una mina de salprofunda con cargadores de barcazas yuna terminal de carga y descarga agranel de buque a buque y de buque atren para aguas profundas.

El Polea Motorizada es un sistema detransmisión accionado internamente yherméticamente sellado, el cual encap-sula un motor y caja de engranajes den-tro de una carcasa de tambor llena deaceite ver Fig.1. El sello especial y bañocontinuo de aceite explican la confiabil-idad y longevidad del producto.

Duluth, Minnesota, EE. UU.

El Duluth, construido en 1918 comomuelle de alimentación por gravedad, yque pertenece y es operado por laCanadian National Railway Company(CN), es la más reciente instalaciónestadounidense para la carga de

buques que incorpora untransportador primario conPoleas Motorizadas fabricadospor Rulmeca.

El 2011 se instalaron dos PoleasMotorizadas Rulmeca modelo 800H de180 caballos de fuerza (unos 135 kilo-vatios) en extremos opuestos de labanda con lanzadera reversible situadaencima de las tolvas del cargador debuques, ver Fig.2. Reemplazaron lastransmisiones del transportador lan-zadera expuestas a la intemperie y de30 años de antigüedad, que formabanparte del transportador incorporado enel muelle en 1981. Con temperaturasinvernales de hasta 20oF bajo cero(unos -30°C), es fundamental que lastransmisiones del transportador de lalanzadera sean confiables y resistentesa fin de mantener el flujo de mineral alos fosos del muelle. Cada PoleasMotorizada está dotada de aceitesintético clase H para motores y sellosdelaberinto reengrasables.

Los Poleas Motorizadas funcionan demanera independiente entre sí. Latransmisión del este está energizadapara mover material en esa dirección,

mientras que la del oeste lo está paramoverlo hacia ese rumbo. Hay una cab-ina cerrada en cada extremo del trans-portador de la lanzadera para que eloperador tenga una visión clara. Por ejemplo, cuando se transfiere mate-rial al oeste, el operador se sienta en lacabina occidental para controlar elrecorrido de la lanzadera y la ubicaciónde la pluma de articulada. Esto permiteque el operador posicione el transporta-dor de la lanzadera y el transportadorde la pluma de transferencia articuladasobre las tolvas del cargador de embar-caciones norte, central o sur. Hasta 20transportadores de cargadores denaves transfieren el mineral directa-mente desde los fosos del muelle enbuques de mineral de los GrandesLagos de hasta 1000 pies (unos 300metros) de longitud.

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Escanaba, Michigan, EE. UU.

La terminal de minerales Escanaba,perteneciente y operada por CanadianNational Railway Company (CN), seencuentra ubicada en la penínsulasuperior de Michigan y presta sus servi-cios a las minas de hierro de la región.Descarga 8 millones de toneladas alaño de pellets de hierro desde vagonesferroviarios, los apila y los carga en lasnaves de los Grandes Lagos desti-nadas a las siderurgias de la zona deChicago. La planta instaló dos PoleasMotorizadas Rulmeca en el elevador acangilones en 1985 para accionar lapluma y descargar los transportadores,ver Fig. 3 [1]. Ahora, tras 27 años defuncionamiento, cada transmisión cons-ta de un tren motriz de 200 caballos defuerza (unos 150 kilovatios) hermética-mente sellado en una carcasa de motorcon un diámetro de 40 pulgadas(alrededor de 1 metro). Desdeentonces, el recuperador ya ha proce-sado más de 200 millones de toneladasde pellets de hierro, todo un récord paraEstados Unidos.

Pete Candela, Supervisor deOperaciones de en el Muelle, comenta,"Estamos felices con los PoleasMotorizadas Rulmeca. Duran muchomás desde el punto de vista mecánico yeléctrico que cualquier otro sistema detransmisión de transportador".

Avery Island, Louisiana, EE.UU.

A unas 1200 millas (aprox. 1900kilómetros) al sur de Duluth en la regiónpantanosa de Avery Island, Louisiana,Cargill Deicing explota una mina de saly terminal de carga de barcazas. Lamina profunda ha debido bregar contralos efectos de la corrosión y abrasióndesde que se cavara por primera vez

un pozo en la gran cúpula de sal en1862. El personal de operaciones ymantenimiento usa acero inoxidable,pintura especial y estructuras demadera para combatir la corrosióndebido a la acumulación de sal en loshúmedos pantanos de Louisiana. Sinembargo, no fue sino hasta que EverettMcBride probó por primera vez losPoleas Motorizadas Rulmeca en el sis-tema de carga de barcazas en 2004que la empresa comenzó a convertirmás integralmente sus sistemas detransmisión de transportador expuestaa la intemperie a Poleas Motorizadas detransmisión accionados internamente.Ahora la mina disfruta de una mayorconfiabilidad y menores gastos de man-tenimiento pues los tambores encapsu-lan todos los componentes motricesdentro de una carcasa de tambor llenade aceite y herméticamente sellada. Envez de luchar para proteger los compo-nentes móviles, Cargill los "oculta" de loque les hace daño, ver Fig. 4 y 5.

Cargill ha estandarizado tres modelosde Poleas Motorizadas Rulmeca (esdecir, de 500M, 630H y 800H) para

limitar el número de repuestos que pro-tegen el sistema. Esto se debe posible-mente a que se usan dos anchos debanda diferentes en todo el sistema decarga de barcazas. Los modelos son:500M con 20 caballos de fuerza (unos15 kilovatios) y 480 pies por minuto(unos 2.4 metros por segundo) conlargo de tambor de 31.5 pulg. (unos 0.8metros), 630H con 60 caballos defuerza (unos 45 kilovatios) y 600 piespor minuto (unos 3 metros por segundo)con largo de tambor de 37.4 pulg. (unos0.95 metros), y 800H con 75 caballosde fuerza (unos 56 kilovatios) y 480pies por minuto (unos 2.45 metros porsegundo), con largo de tambor de 45.28pulg. (unos 1.15 metros).

El personal de operaciones y manten-imiento de Cargill Deicing ha quedadomuy satisfecho con el rendimiento delas Poleas Motorizadas y muy com-placido de que los componentes motri-ces que antiguamente quedabanexpuestos ahora no están a la vista nirepresentan una preocupación.Las características especiales incorpo-radas en las Poleas Motorizadas deCargill incluyen un imprimador inorgáni-co rico en zinc, pintura de 12 milésimasde pulgadas (unos 0.3milímetros) pintura CarbolineCarbomastic CM15FC, sellos de laber-into reengrasables y ejes de acero inox-idable. El sistema de pintura protege lassuperficies de acero y de hierro forjado,mientras que los sellos de laberintoconstituyen una barrera de grasa queprotege todos los sellos de eje de doble reborde. Además, los motores clase H yel aceite sintético protegen el sistemamotriz contra el clima caluroso de lospantanos de Louisiana.

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Fig. 2: Los transportadores de buques del muelle en Duluth cargan naves de hasta 10000toneladas por hora (izquierda). Un transportador de lanzadera trasvasa mineral desde el lugar dealmacenamiento en tierra hasta 60 tolvas en el muelle; el detalle del extremo occidental del trans-portador de lanzadera (derecha) muestra las Poleas Motorizadas Rulmeca de 180 caballos defuerza (unos 135 kilovatios) descargando material en la tolva norte mediante la pluma articulada.

Fig. 3: Instalados en 1985, los dosPoleas Motorizadas Rulmeca quefuncionan en el elevador acangilones en la terminal de min-erales Escanaba ya llevan funcio-nando 27 años.

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Fairlie, Largs, Escocia, ReinoUnido

A través del Océano Atlántico, 4500 mil-las (unos 7200 kilómetros) desde AveryIsland, Clydeport modernizó sus trans-misiones de transportador para la cargade naves a Poleas Motorizadas propor-cionados por Rulmeca en 2011 y 2012en la Terminal Hunterston en Fairlie,Largs, Escocia. Esto vino tras variosaños de exitosas pruebas de las trans-misiones Rulmeca en otros lugares dela planta. Con capacidad para descar-gar embarcaciones de 350,000toneladas de peso muerto y para cargarnaves de 95000 toneladas de pesomuerto, la terminal Hunterston ostentalas velocidades de descarga más rápi-das en el Reino Unido y tiene muy claroel riesgo de las multas por demoras sies que el sistema transportador de laterminal se retrasara en la carga ydescarga de carbón.

Ubicada en un lugar ideal para los mer-cados del carbón del Reino Unido,Irlanda y Europa, Hunterston tambiénofrece combinaciones con la red fer-roviaria y de carreteras. Con la prome-sa de un "tiempo activo" más confiable,además de una reducción en los costosde energía, Las Poleas Motorizadashicieron su debut en 2008 en unatransmisión de transportador secun-dario en la estación de carga de trenesrápida de la terminal.

Se instalaron dos transmisiones adi-cionales en la estación de carga detrenes en octubre de 2009, esta vez enel circuito primario, conformando untotal de tres unidades modelo 800H de100 caballos de fuerza (unos 75 kilova-tios) 600 pies por minuto (unos 3 met-ros por segundo) en el sistema de ali-mentación del búnker [2]. El gerente deturnos en Hunterston, Willie Caig, afir-mó "Hemos utilizado los tamboresRulmeca en el cargador de trenes las24 horas del día, dependiendo de lademanda de carbón, sin ningún tipo deinconveniente. Esperamos el mismobuen rendimiento del producto cuandopongamos las transmisiones grandesen nuestro cargador de embarcacionesy el transportador del muelle deexportaciones".

Con sellos de laberinto reengrasables,antideslizante cerámico y topestraseros internos, el nuevo cargador denaves en Hunterston y las transmi-

siones del transportador en el muelleofrecerán una alta protección a las per-sonas y al producto en el abrasivoambiente del agua salada. Además delos dos descargadores de carcasa deembarcaciones, un cargador de naves yuna estación de descarga de trenes, laterminal Hunterston posee un depósitode carbón de 120 acres (485000 metroscuadrados) en el cual operan tres ele-vadores a cangilones de pilas, que fun-cionan las 24 horas, 7 días a la semana.

Superior, Wisconsin, EE. UU.

Situado en la zona metropolitana deDuluth, el muelle Allouez, pertenecientey operador por BNSF Railway, instalóen 2004 tres Poleas MotorizadasRulmeca para modernizar las transmi-siones del transportador en un elevadora cangilones que tenía una antigüedadde cuarenta años, ver Fig. 6 [1].Desde entonces, el terminal ha instala-do seis Poleas Motorizadas más, mod-ernizando dos recuperadores

adicionales y tres Poleas Motorizadasque reemplazaron el descargador detrenes. Tras cinco temporadas de uso,Gary Kucharyski, Supervisor deMantenimiento del Muelle Allouez,comentó, "El uso de dos PoleasMotorizadas en cada uno de nuestrostres transportadores de descarga delrecuperador nos ha permitido reducir latensión del lado flojo y aumentar la vidaútil de nuestras bandas. Estamos muycomplacidos no sólo por la confiabilidadde nuestras Poleas MotorizadasRulmeca, sino también porque su usose ha traducido en una mayor vida útilpara las bandas".

Tal como se aprecia en la Fig. 7, el sis-tema de transmisión doble va "anidado"bajo el transportador de descarga. Ladisposición de serpentina produjo 420grados de arrollamiento en la banda, loque es considerablemente mayor quelos 180 grados originales. Los cálculosmostraron que los 240 grados adi-cionales de arrollamiento en la banda

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Fig. 5: Gracias alreemplazo del sis-tema de transmisiónoriginal por unasPoleas MotorizadaRulmeca de 60caballos de fuerzapotencia (unos 45kilovatios), Cargilleliminó todos loscomponentesexpuestos.

Fig. 4: Un sistemaoriginal de trans-misión del trans-portador en lasoperaciones deCargill en AveryIsland con un con-junto de motorexpuesto, caja deengranajes y cade-na/rueda dentada.

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redujeron la tensión del lado flojo paraevitar que se resbale y/o afloje, T2, enun 29 por ciento. Esta reducción en laT2 produjo una disminución del 13 porciento en la T1, en la tensión total de labanda.

Anidar una transmisión doble en unrecuperador fue una idea nueva en2004, pero las minas de carbónsubterráneas han utilizado los sistemasde transmisión doble en disposición deserpentina por muchos años comoimpulsores para diseminar la "tensiónreal en las bandas" (Te) a lo largo de laextensión del transportador en vez deconcentrar toda la tensión real en elextremo de descarga delmismo. Al minimizar la cantidad de ten-sión que debe soportar el transportadorde banda se reducesu peso, lo cual es fundamental paramontar y reubicar eficientemente lostransportadores bajo tierra [3].

Conclusión

Las instalaciones más antiguas, talescomo los terminales de despacho parabuques y barcazas, que enfrentan elriesgo de cobros por altas demoras enel caso de un retardo en la carga de unanave, gozarán de un significativo ben-eficio reemplazando los sistemas detransmisión del transportador expuestaa la intemperie y más proclives a sufrirproblemas por Poleas Motorizadas.Debido a que encapsulan todos loscomponentes motrices dentro de unacarcasa de tambor llena de aceite y her-méticamente sellada, los PoleasMotorizadas Rulmeca aumentan la con-fiabilidad del sistema, disminuyen losgastos de mantenimiento, mejoran laseguridad del personal, ahorran espa-cio y reducen el consumo de energía sise los compara con los sistemas detransmisión expuestos, especialmentecuando éstos ya están llegando al finalde su vida útil.

Referencias

1. Gawinski, M.J., Gresch, W.:Motorized Pulleys solve harsh environ-mental problems at North American shiploading terminals. Actas de Bulk Europe2006 Conference, Barcelona, España,octubre de 2006.

2. Gawinski, M.: Hunterston terminalpowerful Rulmeca Motorized Pulleysinstalled at deepwater coal port. CoalPeople Magazine, agosto de 2011, pp.24 & 25.

3. Pringle, S., Barry, M., Gawinski, M.J.:Motorized Pulley solves dirt conveyorproblem at UK coal colliery. 23rd AnnualInternational Coal Preparation& Aggregate Processing Exhibition &Conference, Lexington, KY, mayo de2006.

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Fig. 6: Uno de los tres elevadores a cangilonesde 4000 toneladas por hora con unaantigüedad de 40 años, reemplazado por unBNSF con tres Poleas Motorizadas Rulmeca(uno en la pluma y dos en la cola).

Fig. 7: La disposición de "transmisión dobleanidada" con dos Poleas Motorizadas produjo420o grados de arrollamiento en la banda,reduciendo el requisito de tensión del ladoflojo en un 29 por ciento.