Diseño de transportador neumatico

1. Mag. ING. RAMIRO CARRANZA

2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
El principio de estos transportadores es utilizar aire para mover los ingredientes por
medio de succión, presión o una combinación de ambos, el material transportado es
aspirado por un extremo del transportador y arrojado por el otro.
Es común el uso de estos transportadores para descargar materias primas de
contenedores o vehículos.
Para energizar el aire se puede utilizar ventiladores o sopladores, dependiendo de las
distancias de transporte y el sistema utilizado.
Es fundamental que los materiales a transportar contengan poca humedad (máximo
20%) y no tengan tendencias apelmazarse o pegarse a las paredes de los ductos y las
capacidades a transportar pueden llegar hasta 300 Ton/h.

3. VENTAJAS
 Bajo costo de mantenimiento
 Flexibilidad: se puede construir en cualquier lugar, doblando esquinas, etc.
 Las distancias de transporte varían de acuerdo al sistema. por ejemplo:
Sistemas de succión: 1500pies (480m)
Sistemas de presión: hasta 1500m.
 Los ductos están libres de polvo, en caso de acarrear polvos que sean
nocivos para los trabajadores en maquinarias.
 El sistema de transporte neumático protege al material de agentes
exteriores.
 Facilidad para la automatización del proceso.

4. DESVENTAJAS
 La eficiencia de estos transportadores es baja debido a que para
movilizar el aire necesitamos consumir potencias considerables
comparadas con los otros sistemas de transporte mecánico.
 Gran consumo de energía por Ton/h de producto transportado que para
longitudes de 25 metros a 400 metros pueden llegar a absorber de 1 a 6
CV por Ton/h.
 Las velocidades de transporte están limitadas (1 milla/min) para evitar el
deterioro del producto transportado. Si se superará esta velocidad las
partículas del material chocarían contra las paredes del ducto,
provocando mayor desgaste abrasivo. Cada tipo de material tiene su
propio rango de velocidades recomendadas y, al diseñar un sistema de
transporte neumático deberíamos considerar estas velocidades.

5. TRANSPORTE NEUMATICO A SUCCION

6. TRANSPORTE NEUMATICO A PRESION

7. TRANSPORTE NEUMATICO COMBINADO

8. SISTEMA DE TRANSPORTE NEUMATICO
EN CIRCUITO CERRADO.

9. ASPECTOS INHERENTES EN CUANTO A LAS VARIABLES QUE PUEDEN AFECTAR LA
OPERACIÓN DE TRANSPORTE NEUMATICO
• Llamado material a granel expresado en lb/pie3, y que tendremos que tomar en cuanta con las
condiciones a la cuales se va a manipular el material, es decir por cada libra o con una velocidad
inicial.
• maño de las partículas del material.
• Forzosamente se tiene que conocer la humedad del material a transportar. Es el grado de absorción
que posee el material.
• Se averigua mediante el factor de acidez o PH.
1. Cuando PH= 1 a 6 ACIDO
2. Cuando PH = 7 NEUTRO
3. Cuando PH = más de 7 BASICO
TAMAÑO DE PARTICULA N° DE MALLA
MUY FINOS 100
FINOS MENOS DE 1/8”
GRANULADOS MENOS DE ½”
ATERRONADOS MAYOR DE ½”

10. 5. Abrasividad: Es la capacidad de los materiales de desgastar a oras superficies y se mide
mediante la escala de MHOS.
1 a 2 SUSTANCIA NO ABRASIVA
3 LIGERAMENTE ABRASIVA
4 a 5 MEDIANAMENTE ABRASIVA
6 a 7 ALTAMENTE ABRASIVO
Nota : Para escalas de MHOS mayores que 7 no es aconsejable el transporte neumático.
6. Friabilidad: Es la compactación que sufre el material a través del tiempo después del
almacenado.
7. Fluidez: Es la facilidad de desplazamiento del material. Se puede medir mediante el ángulo
de reposo.
α: 0 a 15° LIVIANAMENTE FLUIDO
α: 15° a 30° FLUIDAMENTE BUENO
α: 30° a 45° MEDIANAMENTE FLUIDO
α: 45° a 70° FLUIDEZ PESADA

11. COMPONENTES DE LOS SISTEMAS DE TRANSPORTE
NEUMATICO
• Unidad de carga o alimentación.
• Compuertas.
• Tuberías o ductos.
• Tuberías de succión.
• Válvulas de desvío.
• Separadores y colectores de polvo.
• Ventiladores o sopladores

12. REQUISITOS PARA EL CÁLCULO DE TRANSPORTADORES
NEUMÁTICOS
Para el diseño de los sistemas de transporte neumático se requieren los siguientes datos:
• Capacidad del transportador.
• Trazado de la tubería.
• Características físico mecánicas del material.
Como es natural, estos datos son conocidos, desde el punto de vista del transporte neumático, por vía
experimental. Las magnitudes a determinar, ordenadas desde el punto de vista de cálculo son:
• Concentración del material a transportar en la corriente de aire.
• Consumo de aire y diámetro de la tubería.
• Presión necesaria en la tubería principal del soplador o ventilador.
• Capacidad del soplador.
• Potencia del motor de accionamiento del soplador o ventilador.

13. ASPECTOS INHERENTES AL TIPO DE OPERACIÓN
De acuerdo a la forma de ingreso a una línea neumática, el material puede estar en
reposo o en movimiento, siendo considerados como materiales en reposo aquellos
que se encuentran almacenados en tolvas, silos, bodegas, etc.
Se consideran materiales en movimiento aquellos que vienen de otro tipo de
transporte, como pueden ser fajas transportadoras, transportadores de tornillo
sinfín u otro tipo de transporte mecánico. En general, cualquier tipo de material que
sale del proceso. Esta consideración de movimiento también es aplicable a los
CHUTES DE DESCARGA y en SALIDAS DE TOLVA CON INCLINACION, que consignan
un flujo libre de material a una cierta velocidad.
Debemos tener consideraciones en los aspectos ambientales, es decir, si el trabajo
se realiza en ambiente húmedo, corrosivo, con presencia de polvo, etc.

14. ASPECTOS INHERENTES AL TAMAÑO DEL DUCTO
En lo referente a calcular el tamaño del ducto, el primer parámetro que nos define la línea
viene a ser las distancias del transporte así como también las limitaciones del espacio.
Si bien los cambios de dirección son necesarios, estas deben hacerse en el menor número
posible , y es preferible efectuar cambios transitorios de forma gradual, ya que las curvas muy
cerradas, aparte de la erosión pueden ocasionar una retención del material o acumulamiento,
que obligaría a consumir mayor potencia para reacelerar el producto.
En cuanto a la selección de la tubería, se utiliza el siguiente dato:
SCHEDULE 40, para tuberías de 2” hasta 6” de diámetro.
SCHEDULE 30, para tuberías de 6” hasta 12” de diámetro.

15. Diámetro nominal del tubo
(PULGADAS)
Radio mínimo Radio recomendado
Φ3” 2 pies 3 pies
Φ3 ½” 2 pies+3 pulgadas 3 pies + 6 pulgadas
Φ4” 3 pies 4 pies
Φ5” 3 pies + 6 pulgadas 5 pies
Φ6” 4 pies 6 pies
Φ7” 4 pies + 6 pulgadas 7 pies
Φ8” 5 pies 8 pies
Φ10” 6 pies 8 pies
Φ12” 6 pies 8 pies
TABLA N°01

16. PERDIDAS DE PRESION EN LOS SISTEMAS DE TRANSPORTE
NEUMATICO
Las pérdidas de presión se deben básicamente a dos factores:
 Por fricción en las paredes del ducto, debido a los cambios de velocidad o
de dirección, siendo los tramos rectos los que producen mayores pérdidas
por fricción.
 Por efectos dinámicos.
Para calcular las pérdidas se requiere de un gráfico que nos evalúa las
perdidas en pulgadas de columna de agua por cada 100 pies de longitud del
ducto, estando este grafico referido a las condiciones de aire estándar.
Estos gráficos también se pueden utilizar para calcular las pérdidas de presión
en ductos cuadrados o rectangulares de “a*b”, siendo necesario para entrar al
grafico calcular el diámetro equivalente.
.
𝐷𝑒 = 1.3 ∗
8 𝐻 ∗ 𝐵 5
𝐻 + 𝐵 2

17. CLASIFICACION DE LAS PARTICULAS
VACIO
BAJA
PRESION
MEDIA
PRESION
ALTA
PRESION
SISTEMA
COMBINADO
ACTIVADO
POR
AIRE
CIRCUITO
CERRADO
Aterronado X X X
Irregular X X X
Granular X X X X X
Fino X X X X
Muy fino X X X X X X X
SISTEMAS DE TRANSPORTE NEUMATICO RECOMENDADOS EN BASE AL TAMAÑO DE
PARTICULAS
TABLA Nº02

18. SISTEMAS DE TRANSPORTE NEUMATICO QUE UTILIZAN VENTILADORES
CENTRIFUGOS
Trabajan en un rango de presión de + 20 pulgadas de columna de agua, y están considerados en el
campo de baja presión, se utiliza sobre todo para transportar materiales a granel ligeros y en caso de
que los transportes mecánicos no sean adecuados o difíciles de instalar por dificultades en la
estructura o en el tamaño.

19. MATERIALES A TRANSPORTAR VELOCIDAD (pies/min)
DESDE HASTA
Madera en polvo 4000 6000
Aserrín 4000 6000
Corcho desmenuzado 3500 5500
Virutas de metal 5000 7000
Algodón 4000 6000
Lana 4500 6000
Yute 4500 6000
Cáñamo 4500 6000
Pepitas de algodón 4000 6000
Harina 3500 6000
Avena 4500 6000
Cebada 5000 6500
Maíz 5000 7000
Trigo 5000 7000
Centeno 5000 7000
Azúcar 5000 6000
Sal 5500 7500
Cenizas, escorias 6000 8500
Carbón pulverizado 4500 6000
Cal 5000 7000
Cemento portland 6000 9000
Arena 6000 9000
TABLA Nº03: Velocidades para el transporte neumático utilizando ventiladores.

20. SISTEMAS DE TRANSPORTE NEUMÁTICO QUE UTILIZAN SOPLADORES DE
DESPLAZAMIENTO POSITIVO (TIPO ROOTS)
Se utilizan para sistemas en los que se requiere mayor presión o succión que los que pueden dar
los ventiladores centrífugos.
 PARA SISTEMAS A SUCCION (A VACIO): hasta 4000𝑚𝑚 𝐻2𝑂 ≅ 157.48 𝑝𝑢𝑙𝑔 𝐻2𝑂
 PARA SISTEMAS A PRESION: Hasta 6000𝑚𝑚 𝐻2𝑂 ≅ 236.22 𝑝𝑢𝑙𝑔 𝐻2𝑂
VELOCIDAD DE TRANSPORTE:
Las velocidades de las líneas de transporte neumático deben seleccionarse considerando la
naturaleza del producto y su utilización, por ejemplo: el arroz pierde aceptación cuando se
quiebra los granos.
Las velocidades deben balancearse entre la economía del transportador y la integridad del
producto. El cemento, sal, productos químicos a granel, que dan ampliamente favorecidos con el
restregado (frotado) con las paredes del tubo. Algunos productos no requieren ninguna
consideración ya que ni favorecen ni perjudican el transporte del material por ejemplo: escorias
de fundición.

21. VOLUMENES DE AIRE REQUERIDO:
En general los materiales de mayor peso aquellas que aproximadamente se
encuentran entre 60 𝑙𝑏𝑠
𝑝𝑖𝑒3 requieren más aire por libra transportada, pero a mayor
velocidad que los más voluminosos y ligeros con un peso aproximadamente 5 𝑙𝑏𝑠
𝑝𝑖𝑒3.
Con 35 − 50 𝑝𝑖𝑒3
𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 / 𝑙𝑏 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 se transportaran los productos de la
TABLA Nº 2.
A velocidades inferiores los productos de 15 − 20 𝑝𝑖𝑒3
𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 / 𝑙𝑏 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙.

22. ENERGIAS REQUERIDAS
1. ENERGIA DE ACELERACION (𝑬𝟏).
𝑬𝟏 =
𝑾𝒙𝑽𝟐
𝟐𝒙𝒈
Dónde:
𝑾: Flujo del material (lbs/min)
𝑽 : Velocidad (pies/seg)
𝒈 : Aceleración de la gravedad (32.2 pies/seg2)
𝑬𝟏: Energía de aceleración (lbs x pie / min)

23. 2. ENERGIA NECESARIA PARA ELEVAR LOS SOLIDOS O MATERIALA GRANEL (𝑬𝟐)
Se calculada después de sumar las elevaciones y después de las curvas
𝑬𝟐 = 𝑾𝒙 𝑯
Dónde:
𝑯: Altura de elevación de solidos (pies)
𝑾: Flujo del material (lb/min)
𝑬𝟐: (lbs x pie /min)
3. ENERGIA REQUERIDA PARA VENCER LA RESISTENCIA QUE EL DUCTO OFRECE AL PASAJE
DE LOS SOLIDOS EN SENTIDO HORIZONTAL (𝑬𝟑)
𝑬𝟑 = 𝑾𝒙 𝒇 𝒙 𝑳
Dónde:
𝑾: Flujo de material (lb / min)
𝒇: Tangente del ángulo de deslizamiento entre el producto a transportar y el material del ducto.
𝑳: Longitud del tramo horizontal (pies)
𝑬𝟑: (lbs x pie / min )

24. 4. ENERGIA NECESARIA PARA VENCER LA RESISTENCIA AL PASAJE DE LOS SOLIDOS POR LOS
CODOS Y CURVAS (𝑬𝟒)
𝑬𝟒 =
𝑾 𝒙 𝑽𝟐
𝒈
𝒙 𝒇 𝒙
𝝅𝒙 𝜶
𝟏𝟖𝟎
Dónde:
𝑾: Flujo del material (lb / min)
𝑽: Velocidad (pies / min)
𝒈: Aceleración de la gravedad (32.2 pies / s2)
𝒇: Tangente del ángulo de deslizamiento entre el producto a transportar y el material del ducto.
𝜶: Ángulo del codo o curva respectiva (grados)
𝑬𝟒: (lbs x pie / min )
Para los casos de codos y curvas en los cálculos deben incluirse las longitudes equivalentes de cada codo o curva,
estando definida dicha longitud equivalente por:
𝐿𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣
𝜋 𝑥 𝑅 𝑥 𝛼
180
(𝑝𝑖𝑒𝑠)

25. CONSIDERACIONES PRÁCTICAS
 Las pérdidas a la entrada del ducto: 2 a 3 pulg de agua
 En los ciclones las pérdidas son variables asumiéndose ordinario: 2.5 a 3 pulg de agua.
 Para convertir (lbs x pie / min) a pulgadas de agua se utiliza las siguiente relación.
𝒑𝒖𝒍𝒈𝒂𝒅𝒂𝒔 𝒅𝒆 𝒂𝒈𝒖𝒂 =
𝒍𝒃 𝒙 𝒑𝒊𝒆
𝒎𝒊𝒏
𝒑𝒊𝒆𝟑𝒅𝒆 𝒂𝒊𝒓𝒆
𝟓. 𝟐 𝒎𝒊𝒏
𝟏 𝒑𝒖𝒍𝒈𝒂𝒅𝒂 𝒅𝒆 𝒂𝒈𝒖𝒂 = 𝟓, 𝟐
𝒍𝒃𝒔
𝒑𝒊𝒆𝟐

26. POTENCIA DEL MOTOR DE ACCIONAMIENTO DEL
VENTILADOR (HP)
𝑯𝑷 =
𝒑𝒊𝒆𝟑
𝒂𝒊𝒓𝒆
𝒎𝒊𝒏
𝒙 ( 𝒑𝒖𝒍𝒈 𝒅𝒆 𝒂𝒈𝒖𝒂 )
𝟔𝟑𝟒𝟔. 𝟏𝟓𝟑𝟖 𝒙 𝜼𝒗𝒆𝒏𝒕𝒊𝒍𝒂𝒅𝒐𝒓

27. TRANSPORTES NEUMATICOS DE PRESION
NEGATIVA (entre 8” y 12” de Hg)
Para el cálculo se consideran 2 factores básicos.
 (SAT) FACTOR DE SATURACION: expresado en
𝑝𝑖𝑒3
𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 / 𝑙𝑏 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙
 FACTOR DE POTENCIA (HP / T): Es la potencia requerida
para transportar material a razón de 1 TONELADA CORTA /
HORA bajas relaciones del factor de potencia con respecto
al factor de saturación nos indican vacíos de operación
bajas y altas relaciones altos vacíos. El diseño de estos
sistemas en base a los factores mencionados están
determinados por el material a transportar en diferentes
regímenes de transporte.

28. MATERIAL
peso por
pie3
DISTANCIA DE TRANSPORTE
VELOCIDAD
PIES/SEG
100 pies 150 pies 250 pies 400 pies
SAT HP/T SAT HP/T SAT HP/T SAT HP/T
ALUMBRE 50 3.6 4.5 3.9 5 4.3 5.7 4.7 6.3 110
ALUMINIO 60 2.4 4 2.3 4.7 3.4 5.7 4 6.4 105
CARBONATO DE
CALCIO
25 - 30 3.1 4.2 3.6 5 3.9 5.5 4.2 6 110
ACEITE DE CELULOSA 22 3.2 4.7 3.5 5.1 3.8 5.7 4.1 6 100
ARCILLA 30 3.3 4.5 3.5 5 3.9 5.5 4.2 6 105
ARCILLA LAVADA 40 - 50 3.5 5 3.8 5.6 4.2 6.5 4.5 7.2 115
GRANOS DE CAFÉ 42 1.2 2 1.6 3 2.1 3.5 2.4 4.2 75
MAIZ DESGRANADO 45 1.9 2.5 2.2 2.9 2.9 3.6 2.8 4.3 105
HARINA DE TRIGO 40 1.5 3 1.7 3.3 2 3.7 2.5 4.4 90
MAIZ EN POLVO 33 1.7 2.5 2.2 3 2.9 4 3.5 4.8 100
CAL EN GRANOS 56 2.8 3.8 3 4 3.4 4.7 3.9 5.4 105
CAL M2 HIDRATADA 30 2.1 3.3 2.4 3.9 2.8 4.7 3.4 6 90
TABLA NO 5: sistema de vacío (8” – 12” Hg)

29. NOMENCLATURA DE UN SISTEMA DE VACIO
𝑄𝑠: Volumen de aire atmosférico ambiental requerido (pie3/min).
𝑄𝑎: Volumen de aire actual en (pie3/min).
SAT: Factor de saturación (pie3 de aire / lb de material)
HP/T: Factor de potencia (HP / TON/HR)
TON: Tonelada corta
𝑊: Lb por minuto del material a transportar (lbs/min).
V: Velocidad del aire (pies/seg) (TABLAS).
Despl: Desplazamiento del soplador (pies3/revolución) (DE CATALOGO).

30. VOLUMEN DE AIRE A SUCCIONAR PARA EL SISTEMA
𝑪𝑶𝑵𝑺𝑻𝑨𝑵𝑻𝑬 𝑫𝑬 𝑻𝑼𝑩𝑬𝑹𝑰𝑨 =
𝑸𝒔
𝑽
𝑸𝒔 = 𝑺𝑨𝑻 𝒙 𝑾
Cuando el valor de la constante de tubería cae dentro de 2
tamaños de tuberías se debe usar la de mayor dimensión
recalculando 𝑄𝑠 mediante la siguiente formula:
𝑸𝒔 = 𝑪𝑶𝑵𝑺𝑻𝑨𝑵𝑻𝑬 𝑫𝑬 𝑻𝑼𝑩𝑬𝑹𝑰𝑨 𝒙 𝑽𝑬𝑳𝑶𝑪𝑰𝑫𝑨𝑫

31. VELOCIDAD DE OPERACIÓN EN (RPM):
𝑹𝑷𝑴𝑶𝑷𝑬𝑹𝑨𝑪𝑰𝑶𝑵 =
𝑸𝒂
𝑫𝒆𝒔𝒑𝒍𝒂𝒛𝒂𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐
+ 𝑹𝒆𝒔𝒃𝒂𝒍𝒂𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐
Según catálogo del fabricante:
𝑵 =
𝑹𝑷𝑴𝒐𝒑𝒆𝒓𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏
𝑹𝑷𝑴𝒎𝒂𝒙𝒊𝒎𝒐
< 𝟖𝟓%
POTENCIA DE ACCIONAMIENTO:
𝐇𝐏 = 𝐑𝐏𝐌 𝐱 𝐃𝐞𝐬𝐩𝐥𝐚𝐳𝐚𝐦𝐢𝐞𝐧𝐭𝐨 𝐱
𝑽𝑨𝑪𝑰𝑶 𝒆𝒏 𝒑𝒖𝒍𝒈 𝑯𝒈 𝒙 𝟎, 𝟎𝟎𝟓
𝟐
Con propósitos de aproximación:
𝐇𝐏 = 𝐐𝐚𝐱 𝟏, 𝟐𝐱
𝐕𝐀𝐂𝐈𝐎 𝐞𝐧 𝐩𝐮𝐥𝐠 𝐇𝐠 𝐱 𝟎, 𝟎𝟎𝟓
𝟐

32. Cuando trabajamos en altitudes relativamente elevadas sobre el nivel del mar la densidad
del aire disminuye, entonces para aproximar el sistema de transportes neumáticos a las
condiciones a nivel del mar, se requieren modificar el volumen de sección de aire
incrementándolo por un factor corrección “K”
𝐾 =
14,7
𝑃𝑆𝐼𝐴
, 𝑃𝑆𝐼𝐴 ∶ 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑎 (𝐿𝑏𝑠
𝑝𝑢𝑙𝑔2
DIAMETRO NOMINAL DE LA
TUBERIA (Pulg)
SCHEDULE (30) SCHEDULE (40)
3” ------------- 3,8
3,5” ------------- 4,12
4” ------------- 5,30
5” ------------- 8,34
6” ------------- 12,04
8” 21,32 -----------
10” 33,62 -----------
12” 47,83 -----------
CONSTANTE DE TUBERIAS (Cte.):

33. VACIO DE OPERACIÓN:
El vacío con el que el sistema puede operar se obtiene mediante el factor de
vacío que es la relación entre HP/T y el SAT.
𝑭𝑨𝑪𝑻𝑶𝑹 𝑫𝑬 𝑽𝑨𝑪Í𝑶 =
𝑯𝑷
𝑻
𝑺𝑨𝑻
RECOMENDACIONES:
 Factor de vacío menor a 1,3 vacío de operaciones puede ser 8” Hg
 Factor de vacío 1,3 y 1,4 vacío de operaciones puede ser 9” Hg
 Factor de vacío 1,4 y 1,5 vacío de operaciones puede ser 10” Hg
 Factor de vacío 1,5 y 1,6 vacío de operaciones puede ser 11” Hg
 Factor de vacío mayor a 1,6 vacío de operaciones puede ser 12” Hg