Transporte Tuberias
Transporte
Sistema de Transporte por Tubería
EQP-CONV-005 V1.0
Clasificación del documento: Uso interno
11. Información necesaria para la consulta
1. Descripción del producto
El Sistema de Transporte por Tubería es una solución avanzada de transporte encerrado diseñada para la transferencia continua o por lotes de materiales a granel en polvo y granular a través de tuberías totalmente selladas. Impulsado por diferencias de presión neumática, mueve el material de forma eficiente y sin polvo entre puntos de proceso, protegiendo tanto al producto como al entorno.
El sistema opera según principios de transporte neumático de presión positiva (empuje) o negativa (vacío), moviendo materiales a través de redes de tuberías encerradas. El diseño totalmente sellado asegura cero fuga de material, elimina emisiones de polvo y protege el producto y el entorno.
Los sistemas de transporte por tubería se adoptan ampliamente donde la pureza, el cumplimiento ambiental y la higiene son prioritarios. Materiales típicos: polvos químicos, excipientes farmacéuticos, gránulos de grado alimenticio, cemento, ceniza volante, minerales, pellets de plástico, de <10 μm a 50 mm.
Ventajas clave: transporte totalmente encerrado que previene pérdida y contaminación; trazado flexible de tubería que sortea obstáculos; mantenimiento mínimo por pocas partes móviles; transporte de larga distancia (hasta 500 m horizontal, 50 m vertical); integración con silos, tolvas y mezcladores.
El sistema cumple normas internacionales de seguridad, higiene y protección ambiental. Todas las superficies de contacto pueden ser de acero inoxidable (SS304/SS316L) y cumplir ATEX para polvos combustibles. Ya sea fase diluida de alta velocidad o fase densa de baja velocidad para materiales frágiles, ofrece solución confiable y personalizable.
2. Principio de funcionamiento
2.1 Transporte a presión positiva
En transporte a presión positiva, la fuente de aire (blower Roots, compresor de tornillo o ventilador centrífugo) está en el extremo aguas arriba. El aire comprimido entra a la tubería y empuja el material. El material se alimenta mediante válvula rotativa, tanque a presión o alimentador venturi. La mezcla viaja a 5-30 m/s según la fase. En el destino, un ciclón y/o filtro de mangas separa el material y el aire limpio se descarga.
Los sistemas positivos son adecuados para larga distancia (hasta 500 m) y alta capacidad (hasta 100 t/h). Múltiples puntos de descarga se sirven con válvulas desviadoras, ideal para distribuir de una fuente a varios destinos.
2.2 Transporte a presión negativa (vacío)
En transporte a vacío, la fuente de aire está en el extremo aguas abajo, creando vacío que aspira el material. El material se aspira por boquilla o tolva. La mezcla llega al recipiente receptor donde un filtro separa sólidos. La bomba agota el aire filtrado.
El vacío es inherentemente seguro contra fugas: cualquier ruptura aspira aire hacia adentro. Ideal para materiales tóxicos o peligrosos y para configuraciones de múltiples captaciones a un destino. Limitado a distancias más cortas (hasta 150 m) y menor capacidad.
2.3 Fase densa vs. fase diluida
La fase diluida opera a alta velocidad (15-30 m/s) con baja relación material-aire (1:10 a 1:30). Partículas suspendidas viajan a la velocidad del aire. Adecuada para materiales no frágiles ni abrasivos, alta capacidad, equipo simple. Pero la alta velocidad causa degradación y desgaste.
La fase densa opera a baja velocidad (2-10 m/s) con alta relación material-aire (10:1 a 50:1). El material se mueve en tapones o lecho móvil. Minimiza degradación y desgaste y consume menos aire. Requiere mayor presión (0.1-0.4 MPa), ideal para materiales frágiles, abrasivos o cohesivos como polvos farmacéuticos, azúcar, negro de humo y cemento.
2.4 Alimentación por válvula rotativa
La válvula rotativa (airlock) es el dispositivo de alimentación más común en sistemas de fase diluida positiva. Consiste en un eje rotativo con paletas que crean bolsas de cierre, permitiendo alimentación continua de una tolva atmosférica a una línea presurizada minimizando fuga de aire. Disponible en configuraciones de paso, lateral y soplado.
2.5 Separación por ciclón y filtro de mangas
En el extremo receptor, el material debe separarse del aire. Los ciclones usan fuerza centrífuga para eliminar partículas >10 μm con eficiencia 85-95%. Para partículas finas, los filtros de mangas dan >99.9% hasta sub-micrón. Muchos sistemas usan ciclón primario seguido de filtro de mangas como etapa de pulido.
3. Clasificación del sistema
3.1 Clasificación por principio de transporte
Los sistemas se clasifican principalmente por el régimen de presión y fase empleada:
| Tipo | Principio | Rango de presión | Velocidad | Aplicación típica |
|---|---|---|---|---|
| Fase diluida positiva | Flujo suspendido alta velocidad | 0.01–0.1 MPa | 15–30 m/s | Polvos no frágiles, gránulos, pellets |
| Fase densa positiva | Flujo tapón baja velocidad | 0.1–0.4 MPa | 2–10 m/s | Materiales frágiles, abrasivos, cemento |
| Fase diluida negativa | Succión por vacío | -0.01 a -0.06 MPa | 15–25 m/s | Corta distancia, multi-captación, peligrosos |
| Combinado (Empuje-Tiro) | Vacío + presión positiva | Vacío + positiva | Variable | Larga distancia con multi-captación |
3.2 Clasificación por diámetro de tubería
El diámetro se selecciona según capacidad, tamaño de partícula y distancia. Diámetros nominales estándar DN50 a DN300:
| Diámetro (DN) | Diámetro interno (mm) | Rango de capacidad | Aplicación común |
|---|---|---|---|
| DN50 | 50 | 0.5–2 t/h | Pequeña escala, laboratorio |
| DN65 | 65 | 1–5 t/h | Farmacéutica, química fina |
| DN80 | 80 | 2–10 t/h | Ingredientes alimenticios, aditivos |
| DN100 | 100 | 5–20 t/h | Química general, minerales |
| DN125 | 125 | 10–35 t/h | Capacidad media industrial |
| DN150 | 150 | 15–50 t/h | Alta capacidad, materiales de construcción |
| DN200 | 200 | 30–75 t/h | Cemento a granel, ceniza, alúmina |
| DN250 | 250 | 50–90 t/h | Minería a gran escala, plantas |
| DN300 | 300 | 70–100 t/h | Terminales de graneles mayores |
3.3 Clasificación por industria
| Industria | Requisitos clave | Materiales comunes | Configuración típica |
|---|---|---|---|
| Química | Resistencia corrosión, ATEX | Resinas, pigmentos, catalizadores, sosa | Fase densa positiva, SS316L |
| Farmacéutica | FDA/cGMP, contención | API, excipientes, gránulos | Fase diluida negativa, sanitaria |
| Alimentos y bebidas | Diseño higiénico, CIP | Harina, azúcar, sal, leche en polvo | Diluida pos/neg, SS304 grado alimento |
| Generación eléctrica | Alta capacidad, abrasión | Ceniza, carbón, caliza | Fase densa positiva, tubo resistente |
| Materiales construcción | Alto caudal, costo | Cemento, arena, yeso, ceniza | Fase densa positiva, acero al carbono |
4. Parámetros técnicos detallados
4.1 Parámetros básicos
La siguiente tabla resume las especificaciones fundamentales. Los valores son rangos estándar; configuraciones específicas pueden variar.
| Parámetro | Especificación | Unidad | Observaciones |
|---|---|---|---|
| Distancia horizontal | ≤500 | m | Distancias mayores bajo pedido |
| Distancia vertical | ≤50 | m | Incluye cambios de elevación |
| Capacidad | 0.5–100 | t/h | Según material y diámetro |
| Diámetro tubería | DN50–DN300 | mm | Según capacidad y material |
| Presión operación | -0.09 ~ +0.4 | MPa | Negativa (vacío) a positiva |
| Velocidad aire | 2–30 | m/s | Densa: 2–10; Diluida: 15–30 |
| Relación material-aire | 1:30 a 50:1 | kg/kg | Diluida baja; Densa alta |
| Temperatura | -20 a +200 | °C | Rango extendido con materiales especiales |
| Puntos de captación | 1–6 | pzas | Ampliable con colector |
| Puntos de descarga | 1–8 | pzas | Con válvulas desviadoras |
| Alimentación eléctrica | 380/400/415/440 | V, 50/60 Hz, 3 fases | Otros voltajes disponibles |
| Modo control | PLC + HMI / DCS | — | Monitoreo remoto opcional |
4.2 Parámetros fase diluida positiva
| Parámetro | Especificación | Unidad |
|---|---|---|
| Presión de transporte | 0.01–0.10 | MPa (g) |
| Velocidad | 15–30 | m/s |
| Relación material-aire | 1:10 a 1:30 | kg material / kg aire |
| Distancia máx. | 500 (horizontal) | m |
| Elevación máx. | 50 (vertical) | m |
| Capacidad | 0.5–60 | t/h |
| Diámetro tubería | DN50–DN200 | mm |
| Fuente aire | Blower Roots / Ventilador centrífugo | — |
| Presión fuente | 0.05–0.15 | MPa (g) |
| Alimentación | Válvula rotativa / Venturi | — |
| Separación | Ciclón + Filtro mangas | — |
| Consumo típico | 0.01–0.05 | kWh/t·m |
4.3 Parámetros fase densa
| Parámetro | Especificación | Unidad |
|---|---|---|
| Presión de transporte | 0.10–0.40 | MPa (g) |
| Velocidad | 2–10 | m/s |
| Relación material-aire | 10:1 a 50:1 | kg material / kg aire |
| Distancia máx. | 500 (horizontal) | m |
| Elevación máx. | 50 (vertical) | m |
| Capacidad | 1–100 | t/h |
| Diámetro tubería | DN80–DN300 | mm |
| Fuente aire | Compresor tornillo / pistón | — |
| Presión fuente | 0.20–0.80 | MPa (g) |
| Alimentación | Tanque presión / Válvula domo | — |
| Separación | Filtro mangas / Tanque receptor | — |
| Consumo típico | 0.005–0.03 | kWh/t·m |
| Desgaste tubería | Bajo (10–50% de la diluida) | — |
| Degradación producto | Mínima (<1% finos típico) | — |
4.4 Parámetros dimensionales
| Componente | Dimensión (L×W×H) | Unidad | Rango de peso |
|---|---|---|---|
| Tanque presión (pequeño, 0.5 m³) | 1,200×800×1,800 | mm | 300–500 kg |
| Tanque presión (mediano, 2.0 m³) | 2,000×1,200×3,000 | mm | 800–1,500 kg |
| Tanque presión (grande, 5.0 m³) | 2,800×1,800×4,200 | mm | 2,000–4,000 kg |
| Blower Roots (pequeño) | 1,500×800×1,200 | mm | 400–800 kg |
| Blower Roots (grande) | 2,500×1,200×1,800 | mm | 1,200–2,500 kg |
| Separador ciclón | 800×800×2,500 | mm | 200–600 kg |
| Filtro de mangas | 1,200×1,000×3,500 | mm | 500–1,500 kg |
| Válvula rotativa (DN150) | 400×400×500 | mm | 50–80 kg |
| Panel control | 800×600×1,800 | mm | 80–150 kg |
4.5 Parámetros de características del material
| Parámetro | Rango típico | Unidad | Impacto en diseño |
|---|---|---|---|
| Densidad aparente | 50–3,000 | kg/m³ | Determina tamaño de tubo y aire |
| Tamaño partícula (d50) | 1–50,000 | μm | Afecta modo y velocidad |
| Humedad | ≤5 | % | Alta humedad causa bloqueo |
| Ángulo reposo | 25–45 | ° | Afecta tolva y alimentador |
| Índice friabilidad | 1–10 | Escala | Determina necesidad de fase densa |
| Abrasividad | Baja / Media / Alta | — | Determina material y desgaste |
| Sensibilidad temp. | -20 a +200 | °C | Afecta tubo y juntas |
| Explosividad (Kst) | 0–500 | bar·m/s | Determina ATEX y seguridad |
| Cohesividad | Flujo libre a Muy cohesivo | — | Afecta alimentador y tubería |
| Toxicidad | No tóxico a Muy tóxico | — | Determina contención y filtro |
5. Selección de componentes principales
5.1 Equipo fuente de aire
La fuente de aire es el corazón del sistema, proporcionando la diferencia de presión o vacío necesarios. Selección según presión, volumen y configuración:
- Blower Roots: Fuente más común para fase diluida. Presiónes hasta 0.15 MPa (g) o -0.06 MPa vacío. Desde 2.2 kW a 250 kW. Aire sin aceite, bajo mantenimiento. Con válvula rotativa.
- Compresor de tornillo: Fuente primaria para fase densa. Presiónes 0.2 a 0.8 MPa (g). Sin aceite preferido para alimentos y fármacos. 7.5 kW a 500 kW. Flujo pulsante libre.
- Ventilador centrífugo: Baja presión, alto volumen, corta distancia. Hasta 0.02 MPa. Bajo consumo pero limitado. Para materiales ligeros.
- Compresor de pistón: Muy alta presión (>0.4 MPa). Mayor mantenimiento pero esencial para larga distancia o alta capacidad.
5.2 Dispositivo de alimentación
El dispositivo de alimentación introduce el material controladamente manteniendo el límite de presión:
- Válvula rotativa (airlock): Más versátil para fase diluida. Paso, lateral, soplado. Acero fundido, SS304, SS316L o aleación resistente. DN100 a DN400.
- Tanque de soplado (presión): Usado en fase densa como alimentación primaria. 0.1 a 10 m³. Ciclo lote. Válvulas domo o mariposa. Para abrasivos, frágiles y alta temperatura.
- Alimentador venturi: Sin partes móviles, usa efecto venturi. Solo baja capacidad, corta distancia. Sin fuga de aire pero solo materiales de flujo libre.
- Alimentador de tornillo: Dosificación continua precisa. Combinado con válvula rotativa. Para cohesivos o puenteantes.
5.3 Tubería de transporte
La tubería forma la ruta y debe diseñarse para durabilidad y baja caída de presión:
- Material: Acero al carbono (Q235/20#) general; SS304 alimentos/química; SS316L farmacia/corrosivo; acero resistente (NM400/CrMo) abrasivos; aleación aluminio ligero; HDPE/PP corrosivo a baja presión.
- Construcción: Sin costura para >0.2 MPa; ERW estándar; bridas DN100+; acoplamientos rápidos (Bauer) DN50-DN80; codos con recubrimiento cerámico en desgaste; radio mínimo 3× diámetro (5× abrasivos).
- Accesorios: Válvulas desviadoras (2 a 8 vías); mirillas; puertos de muestreo; válvulas alivio; juntas de expansión; puertos de drenaje.
5.4 Separación y desempolvado
En el extremo receptor, la separación eficiente es esencial:
- Ciclón: Elimina >90% de partículas >10 μm. Sin partes móviles. Simple o multiciclón. Acero al carbono, SS304 o SS316L.
- Filtro de mangas (pulso): >99.9% hasta sub-micrón. Limpieza por pulso continua. Medios: poliéster, PTFE, Nomex, antiestático. Área 10 a 500 m². Con monitoreo de presión diferencial.
- Tanque receptor (silo): Almacenamiento temporal tras separación. Con indicadores de nivel, filtros de respiradero, descarga. 0.5 a 100 m³. Según ASME o GB 150.
5.5 Sistema de control
Los sistemas modernos incorporan control avanzado:
- PLC: Siemens S7-1200/1500 o Allen-Bradley CompactLogix. Control secuencial, monitoreo de presión, temperatura, nivel y alarmas. Profibus/Profinet, EtherNet/IP, Modbus TCP.
- HMI: Pantalla táctil (7-15 pulgadas). Estado en tiempo real, tendencias, registros de alarma. Gestión de recetas.
- Integración DCS: Para control de planta. OPC-UA/DA con SCADA/DCS. Arranque/parada y ajuste remotos.
- SIS (Sistema instrumentado de seguridad): Para materiales peligrosos. Parada de emergencia, sobrepresión, interlocks ATEX. Según IEC 61511.
6. Campos de aplicación típicos
6.1 Industria química
Sistemas para transferencia de materias primas, intermedios y productos entre reactores, secadores, molinos, silos y envasado. Materiales: PVC, dióxido de titanio, negro de humo, sosa, catalizadores, pigmentos, pellets de polímero. Requieren construcción resistente a corrosión (SS316L o recubiertos), ATEX y diseño sellado.
6.2 Industria farmacéutica
Exige los estándares más altos de pureza y contención. Maneja API, excipientes, gránulos y alimentación de tabletas. Requisitos: FDA/cGMP con acabados sanitarios (Ra ≤0.8 μm), contención (OEB 3-5), CIP/SIP y documentación de validación (IQ/OQ/PQ). El vacío predomina por su seguridad de fugas y facilidad de limpieza.
6.3 Industria de alimentos y bebidas
Maneja harina, azúcar, sal, leche en polvo, cacao, café, arroz y especias. Higiene prioritaria: todas las superficies de grado alimenticio SS304/SS316L con acabados lisos. CIP, prevención de contaminación cruzada, FDA 21 CFR y UE 1935/2004. Fáciles de desmontar e inspeccionar.
6.4 Generación eléctrica
En plantas de carbón y biomasa, críticos para ceniza, carbón y caliza. Alta capacidad (hasta 100 t/h) con fase densa para minimizar desgaste. Tubo resistente (basalto, cerámica, cromo). Operación continua confiable con silos y carga de camiones.
6.5 Industria de materiales de construcción
Uno de los mayores usuarios, especialmente cemento, ceniza, yeso, caliza y arena. Fase densa del molino al silo y al envasado. Alto caudal (50-100 t/h) continuo, materiales abrasivos. Acero al carbono con codos resistentes. Cumplimiento de emisiones de polvo clave.
7. Normas de diseño y certificaciones
Todos los sistemas se diseñan, fabrican y prueban según normas internacionales y nacionales:
| Norma / Certificación | Alcance | Aplicabilidad | Organismo |
|---|---|---|---|
| ISO 9001:2015 | Sistema de gestión de calidad | Todos los procesos | Tercero |
| CE (2006/42/EC) | Directiva de seguridad maquinaria | Equipo en mercado UE | Organismo notificado |
| ATEX 2014/34/EU (Zona 20/21/22) | Equipo atmósferas explosivas | Sistemas polvo combustible | Tercero |
| FDA 21 CFR Parte 177 | Contacto alimentario | Sistemas alimento/farma | FDA |
| GB/T 19001-2016 | Norma QMS china (equiv. ISO 9001) | Mercado doméstico | CQC / CAS |
| ASME Sección VIII Div. 1 | Diseño y fabricación recipientes | Recipientes >0.1 MPa | Inspector ASME |
| GB 150-2011 | Norma recipientes china | Recipientes domésticos | SEI |
| IEC 61511 / ISA 84 | Sistemas instrumentados seguridad | SIS materiales peligrosos | Tercero |
| NFPA 652 / 654 | Análisis polvo combustible | Sistemas polvo combustible | Ingeniero protección fuego |
| GMP / cGMP | Buenas prácticas fabricación | Sistemas farmacéuticos | Autoridad regulatoria |
La documentación incluye: certificado de conformidad, reportes de ensayo de materiales (EN 10204 3.1), certificación de recipiente (donde aplique), certificados ATEX, reportes FAT y manuales. Inspección de terceros disponible bajo pedido.
8. Opciones personalizables
| N.º | Opción | Configuración estándar | Personalización disponible | Impacto plazo |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Material tubería | Acero al carbono (Q235) | SS304, SS316L, resistente, HDPE, cerámica | +1–4 semanas |
| 2 | Fuente aire | Blower Roots | Tornillo, pistón, centrífugo | +1–2 semanas |
| 3 | Alimentación | Válvula rotativa | Tanque presión, venturi, tornillo, boquilla vacío | +1–3 semanas |
| 4 | Separación | Ciclón + filtro mangas | Multiciclón, HEPA, scrubber húmedo, respiradero | +1–2 semanas |
| 5 | Control | PLC + HMI (Siemens) | DCS, E/S remota, IoT/nube, SCADA | +2–4 semanas |
| 6 | ATEX | No-ATEX | Zona 20/21/22, motores EX, intrínsecamente seguro | +3–6 semanas |
| 7 | Diseño sanitario | Industrial | FDA/cGMP, Ra≤0.8μm, CIP/SIP, tri-clamp | +2–4 semanas |
| 8 | Trazado tubería | Recta + codos | 3D, juntas expansión, manguera flexible | +1–2 semanas |
| 9 | Aislamiento y traza | Sin aislamiento | Lana mineral, traza eléctrica, vapor | +2–3 semanas |
| 10 | AtENUación ruido | Carcasa estándar | Carcasa atenuada (≤75 dB(A) a 1 m), silenciadores | +1–2 semanas |
9. Términos de garantía
Los siguientes términos aplican a todos los Sistemas de Transporte por Tubería. La cobertura inicia en la puesta en marcha o 90 días tras entrega, lo que ocurra primero.
| Categoría | Período | Alcance | Exclusiones |
|---|---|---|---|
| Garantía estándar | 12 meses | Defectos de fabricación en todos los componentes: fuente aire, alimentación, tubería, separación, control | Piezas de desgaste (mangas, sellos), daño por mal uso |
| Garantía extendida | 24 meses | Recipientes, tubería, estructura; inspección anual y mantenimiento | Consumibles, fuerza mayor |
| Garantía desgaste | 6 meses | Rotores y cajas de válvula, codos, mangas, sellos | Desgaste abrasivo excesivo, sustituciones no autorizadas |
Los reclamos deben presentarse por escrito dentro del período, con descripción, fotos y datos operativos. Nuestro equipo evalúa en 48 horas y provee reparación o reemplazo. Servicio en sitio global 24-72 horas según ubicación.
Acuerdos posventa y paquetes de repuestos disponibles. Mantenemos inventario con entrega 5-15 días hábiles.
10. Embalaje y entrega
Todos los componentes se empacan según normas internacionales. Método según tamaño, peso, fragilidad y destino.
10.1 Normas de embalaje
- Componentes pequeños: Válvulas, instrumentos, paneles en cajas de cartón reforzado con espuma y barrera de humedad. Desecante para envíos marítimos.
- Componentes medianos: Ciclones, filtros, tanques en pallets con bandas de acero y envoltura VCI.
- Componentes grandes: Recipientes, blowers, silos en racks o contenedores abiertos con cajas de madera y zunchos. Puntos de izaje marcados.
- Secciones de tubería: Atadas y aseguradas con bandas en soportes de madera. Bridas protegidas con tapas. Cuidado para evitar abolladuras.
10.2 Términos de entrega
Términos estándar FCA (Incoterms 2020). CIF, DAP, DDP disponibles. Cronogramas típicos:
| Tamaño sistema | Ingeniería y diseño | Fabricación | FAT y embalaje | Plazo total |
|---|---|---|---|---|
| Pequeño (DN50–DN80) | 1–2 semanas | 4–6 semanas | 1 semana | 6–9 semanas |
| Mediano (DN100–DN150) | 2–3 semanas | 6–8 semanas | 1–2 semanas | 9–13 semanas |
| Grande (DN200–DN300) | 3–4 semanas | 8–12 semanas | 2 semanas | 13–18 semanas |
Entregas urgentes disponibles con recargo 15-25%. Envíos parciales para iniciar instalación temprano.
11. Información requerida para la consulta
Para diseño y cotización precisos, proporcione:
| N.º | Elemento | Descripción / Detalles | Importancia |
|---|---|---|---|
| 1 | Propiedades material | Nombre, densidad (kg/m³), distribución (d10/d50/d90), humedad, ángulo reposo, friabilidad, abrasividad, explosividad (Kst), toxicidad | Crítica |
| 2 | Distancia transporte | Horizontal (m), elevación (m), número y ángulo de codos, boceto si existe | Crítica |
| 3 | Capacidad | Caudal (t/h), modo (continuo/lote), tamaño y ciclo de lote, pico vs promedio | Crítica |
| 4 | Preferencia modo | Fase diluida/densa, presión/vacío, o abierto a recomendación | Alta |
| 5 | Puntos captación/descarga | Cantidad y ubicación de captación y descarga, secuencia | Alta |
| 6 | Condiciones sitio | Espacio, temperatura, altitud, eléctrico (V/Hz/f), aire, interfaces | Alta |
| 7 | Requisitos regulatorios | Zona ATEX, FDA/cGMP, código recipiente (ASME/GB/EN), emisiones, otras | Media |
| 8 | Cronograma proyecto | Fecha entrega, instalación, FAT, capacitación | Media |
Proporcione tanta información como sea posible. Nuestro equipo revisará y podrá solicitar detalles adicionales. Se entregará propuesta técnica con P&ID, planos y términos en 5-10 días hábiles.