1. Introducción
La desviación de la cinta transportadora del eje central es una de las fallas más comunes y críticas en los sistemas transportadores industriales. Este problema provoca pérdidas operativas importantes, incluidos derrames de material, mayor desgaste de la correa y los componentes del transportador, paradas de producción no planificadas y amenazas potenciales a la seguridad del personal. Es obligatorio aplicar un enfoque sistemático al análisis de la causa raíz para eliminar y prevenir eficazmente tales disfunciones.
2. Descripción general del componente y del sistema
La cinta transportadora es un elemento vital para el transporte de materiales a granel en la mayoría de industrias. Consta de un tambor impulsor, un tambor tensor, soportes de rodillos (en forma de tubo, rectos, centrados), la propia cinta y un marco. Cada uno de estos elementos juega un papel clave para mantener la correa en movimiento en línea recta.
- Tambor impulsor: Transmite movimiento a la correa. Su superficie suele tener un bulto (corona) para centrar la cinta.
- Soportes de rodillos (rodillos): Apoyar el cinturón y la carga en la pierna de trabajo y el cinturón vacío en la pierna de retorno. La alineación de los rodillos es fundamental para un movimiento estable.
- Cinta transportadora: Elemento principal para el transporte de material. Su estado, tensión y calidad de las articulaciones afectan al centrado.
En los sistemas de transporte modernos, especialmente los de gran tamaño o de alta velocidad, se pueden utilizar sistemas automatizados de centrado de correas. Estos sistemas suelen incluir actuadores hidráulicos controlados por válvulas proporcionales como la REXROTH LC40A10D7X. Diseñada para un control de flujo preciso, esta válvula hidráulica se puede integrar en un sistema de tensión hidráulica o de alineación activa de rodillos. Su mal funcionamiento, por ejemplo por contaminación, desgaste de las juntas o calibración incorrecta, puede provocar un posicionamiento incorrecto de los actuadores, lo que afecta directamente al centrado de la cinta y provoca su desviación. La presión de trabajo de este tipo de válvulas suele ser de hasta 350 bar y la precisión de posicionamiento puede ser de ±0,1 mm cuando funcionan correctamente.
3. Evidencia de mal funcionamiento
Los fallos de centrado de la cinta transportadora se manifiestan mediante una serie de señales visuales, acústicas y de medición:
- Señales visuales:
- La cinta se desplaza constantemente hacia un lado, tocando los elementos del bastidor del transportador.
- Rastros visibles de abrasión (5-10 mm de profundidad) en los bordes de la cinta o en los elementos laterales de la estructura.
- Derrame de material fuera de la cinta, especialmente en zonas de carga y descarga.
- Desgaste desigual de la superficie de la cinta.
- Deformación o daño en los bordes de la cinta.
- Datos de medición:
- Alineación de rodillos: Utilizando un nivelador láser, se detectó una desviación de más de 3 mm vertical u horizontalmente en un área de 1 metro. Según EN 14973, la desviación máxima permitida para los rodillos no debe exceder los 2 mm por metro de longitud.
- La temperatura de los rodamientos: El análisis termográfico (por ejemplo, utilizando un termómetro IR) muestra un aumento local en la temperatura de los rodamientos a 80-100 °C, que es 40-60 °C más alta que la temperatura ambiente (20-30 °C). Esto indica una mayor fricción o atasco.
- Vibración: El análisis de vibración (según ISO 10816-3) en los soportes de los rodamientos de rodillos muestra una velocidad RMS de más de 4,5 mm/s, mientras que los valores de referencia para rodillos sanos son inferiores a 2,8 mm/s. Los valores máximos pueden alcanzar los 10-15 mm/s.
- Tensión de la correa: La medición de la tensión de la correa (con un dinamómetro o galgas extensométricas) muestra desviaciones de los valores recomendados por el fabricante (por ejemplo, una desviación del 10 al 15 % de la tensión óptima de 100 N/mm para un tipo específico de correa).
- Indicadores operativos: Paradas frecuentes no planificadas, productividad reducida, aumento del consumo de electricidad (hasta un 5-10 % debido al aumento de la fricción).
4. Investigación de las causas fundamentales
Para la identificación sistemática de las causas fundamentales se aplica el método "Espina de pescado" (diagrama de Ishikawa), centrado en las categorías clave que afectan el trabajo del transportador.
4.1. Equipo (Máquina)
- Corona del tambor impulsor/tensor incorrecta: La corona del tambor, que debe ser igual a 1/200 del ancho del tambor, puede faltar, estar insuficientemente definida o desgastada. Esto provoca la pérdida del centrado natural de la cinta.
- Soportes de rodillos desalineados: Los rodillos pueden instalarse en ángulo, torcidos o no perpendiculares al eje de movimiento de la correa. La inclinación permitida de los rodillos según DSTU EN 14973:2018 no debe exceder el 0,5 % del ancho de la correa. Los rodillos bloqueados o atascados también crean una mayor resistencia y tiran la cinta.
- Desgaste de los rodamientos de rodillos: Los rodamientos con mayor juego o atascados impiden que los rodillos giren libremente, lo que provoca fricción y desplazamiento de la correa. Un MTBF típico para rodamientos de calidad es de 50 000 a 100 000 horas, pero puede reducirse significativamente debido a la contaminación o la sobrecarga.
- Deformación del marco del transportador: El marco de soporte puede doblarse o torcerse debido a impactos mecánicos, instalación incorrecta o hundimiento de los cimientos.
- Mal funcionamiento del sistema de centrado automático: En sistemas con elementos activos como rodillos de dirección hidráulica, un mal funcionamiento de la válvula proporcional (por ejemplo, REXROTH LC40A10D7X) debido a suciedad, desgaste o falla electrónica puede provocar ajustes inexactos o faltantes.
4.2. Material (cinta y carga)
- Carga desigual: El material alimentado a la banda descentrado o distribuido de manera desigual a lo ancho crea una presión asimétrica, lo que hace que la banda se desplace. La carga óptima implica distribuir la carga sobre el 80% del ancho de la correa.
- Daños o desgaste de los bordes de la cinta: Los bordes de la cinta dañados (por ejemplo, cortes, deshilachados) pueden hacer que la cinta se deforme y se desvíe.
- Defectos en las uniones de las puntas: Las uniones de cinta mal hechas, dañadas o desgastadas pueden variar en grosor, rigidez o no ser perpendiculares al eje de la cinta, creando puntos de deflexión.
- Tensión incorrecta de la correa: Una tensión insuficiente provoca que la correa se hunda y su movimiento inestable. Una tensión excesiva aumenta la carga sobre los cojinetes y puede deformar la correa.
4.3. Método (Mantenimiento y Operación)
- Mantenimiento insuficiente: Falta de controles periódicos de la alineación de los rodillos, el estado de los rodamientos, la tensión de la correa y la corona del tambor.
- Instalación incorrecta: Errores durante el montaje inicial del transportador o sustitución de componentes, que provocan la inclinación inicial del marco o de los rodillos.
- Capacitación inadecuada del personal: Los operadores y el personal de mantenimiento carecen de conocimientos suficientes sobre la configuración, operación y diagnóstico adecuados de los problemas de centrado.
4.4. Personal
- Falta de calificación: El personal técnico no está suficientemente calificado para realizar una alineación y un diagnóstico precisos.
- Infracción tecnológica: Ignorar los procedimientos establecidos durante la instalación o reparación.
5. Causas fundamentales identificadas
- Rodillos desalineados o atascados (probabilidad: alta). Confirmado mediante mediciones de alineación láser (>3 mm por metro) y temperatura elevada del rodamiento (>80 °C). Ésta es la razón más frecuente que requiere un control regular.
- Carga desigual de la cinta (probabilidad: alta). Se observa visualmente un desplazamiento del material hacia un borde de la cinta en el área de carga. Esto crea una carga asimétrica que resulta en un desplazamiento permanente.
- Tensión de la correa incorrecta (probabilidad: promedio). Las mediciones muestran desviaciones de los valores recomendados entre un 10 y un 15 %. Una tensión insuficiente permite que la cinta
