Mejora de la seguridad en las trituradoras de mandíbula

Según las directrices de la Autoridad de Salud y Seguridad para el funcionamiento y el uso seguros de las trituradoras móviles de mandíbula, los operadores de maquinaria pueden estar sujetos a múltiples riesgos, como la exposición a polvo, ruido, vibración en todo el cuerpo e impacto de objetos expulsados por la trituradora. A continuación se explica cómo Technidrive, importante distribuidor de WEG en Inglaterra, desarrolló un sistema automático de desbloqueo de trituradoras de mandíbula energéticamente eficiente que utiliza productos exclusivamente de WEG.

Las trituradoras de mandíbula, que suelen utilizarse en canteras y minas, en el reciclaje de residuos de demolición y en la industria química, son sistemas bastante complejos para los integradores de sistemas, debido a la gran inercia del volante de inercia, la carga cíclica y los diferentes materiales que utilizan los clientes.

Estos aspectos no supusieron ningún problema para Technidrive cuando fue consultada por un cliente que deseaba implementar un nuevo motor en su trituradora de mandíbula. Con una trayectoria de más de 20 años en accionamientos industriales, Technidrive aprovechó su experiencia para cumplir con los requerimientos del proyecto y cumplir con los requisitos iniciales. Gracias a la incorporación de productos WEG, Technidrive no solo pudo mejorar la eficiencia y la fiabilidad del motor, sino también la eficiencia y la seguridad de todo el sistema de trituración de mandíbula. WEG suministró el motor, el sistema de control y el alternador para el proyecto debido a la calidad, versatilidad, la eficiencia energética de su gama de productos y sus conocimientos técnicos.

La trituración es un proceso importante para convertir la roca en un producto utilizable. La roca entra en la trituradora de mandíbula desde la parte superior de la máquina y se comprime entre dos superficies: la mandíbula fija y la móvil. La roca se sigue triturando hasta que sea lo suficientemente pequeña para caer por la abertura. El tamaño de la materia prima debe ajustarse correctamente a la abertura de la mandíbula para evitar el bloqueo accidental. Para lograrlo, se retiran los productos de tamaño excesivo antes de su tratamiento y se controla cuidadosamente el alimentador de la trituradora. A pesar de todo, siguen produciéndose bloqueos. Para desbloquear una trituradora es necesario pararla y aislar el sistema. Pese a estas precauciones, la trituradora puede seguir representando un grave riesgo para el personal, debido a la cantidad de energía cinética existente durante el desbloqueo.

Technidrive quería desarrollar un sistema de alta eficiencia energética y, sobre todo, que evitara a los operadores la peligrosa tarea de retirar manualmente el material bloqueado de las máquinas trituradoras de mandíbula.

Technidrive comenzó el proyecto realizando cálculos de potencia, par y velocidad para realizar una selección adecuada de reductores y motores eléctricos de WEG. El motor eléctrico se seleccionó en función de la potencia y la velocidad y se realizaron otros cálculos mecánicos para garantizar que el eje del motor admitía las elevadas cargas radiales que la aplicación puede aplicar. Se seleccionó el motor WEG W22 por su carcasa de hierro fundido de calidad superior, bobinados preparados para uso con variador, y escudo trasero aislado.

La siguiente parte esencial del sistema es el control del motor, que puede incorporar un arranque suave o un variador de velocidad (VSD) para controlar la velocidad de arranque del motor o el par, por ejemplo. El modelo de VSD seleccionado fue un inversor CFW11 WEG con funciones de control lógico programable (PLC) incorporadas. Esta selección presentaba varias ventajas, entre ellas, las bobinas de compensación en el bus de continua, para atenuar armónicos. El inversor se seleccionó con un filtro senoidal a la salida para crear una onda sinusoidal adecuada, reducir la corriente de salida y, lo que es más importante, reducir el ruido eléctrico.

Sin embargo, las perturbaciones eléctricas no son la única consideración. El bloqueo de las trituradoras puede constituir un verdadero problema para los operadores y dar lugar a periodos de inactividad prolongados. Una de las principales ventajas de este proyecto fue el nivel de control que se consiguió mediante un innovador software desarrollado por Technidrive.

En un arranque normal en vacío, el variador de velocidad activa la trituradora en un tiempo de rampa lento, restringiendo la corriente absorbida debido a la elevada inercia de la aplicación. De este modo no solo se controla la de alimentación eléctrica, obteniendo un sistema más eficiente, sino que también disminuye el estrés sobre el sistema mecánico. Con el tiempo, puede conseguirse un ahorro significativo en costes de mantenimiento y ampliar la vida útil de la máquina. Se calcula que una reducción de 10°C en la temperatura de funcionamiento duplica la vida útil del motor.

El innovador software proporcionó una función de arranque especial al arrancar la trituradora de mandíbula con carga. En el caso de que la trituradora se detenga por completo, el VSD se puede activar de forma remota en modo de desbloqueo, con un tiempo de rampa muy rápido en avance o retroceso según la posición de la trituradora. Seguirá controlando automáticamente la dirección, la corriente, los tiempos de rampa, la tensión de bus de CC, el par, la posición y la velocidad hasta que el producto de la cámara se haya eliminado y la trituradora funcione en vacío durante un periodo de tiempo establecido. Este innovador sistema elimina el peligroso y laborioso trabajo que los operadores han tenido que llevar a cabo durante años, desbloqueando manualmente las trituradoras de mandíbula mediante martillos hidráulicos u otros utensilios para retirar el producto.

Otro elemento muy importante del sistema fue el alternador, esencial para lograr un sistema eficiente y fiable. Según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), el 16 % de los fallos del motor se deben a condiciones externas, como la contaminación, por lo que era esencial garantizar la idoneidad de la aplicación. El alternador seleccionado era de la gama G-line de WEG con algunas características especiales, como un sistema de filtrado de polvo, que le permite funcionar en un ambiente polvoriento en la cantera sin riesgo de que entren partículas extrañas en el sistema. El alternador también incluía una entrada digital del tipo AVR para permitir el ajuste remoto de tensión, un sistema de bobinado estándar auxiliar I-PMG para permitir una respuesta dinámica al cambio de carga y una carcasa menor en comparación con alternadores PMG externos tradicionales.

«El sistema de accionamiento completo fue seleccionado por expertos para trabajar con fluidez y abordar muchos de los problemas con los que se encuentran los fabricantes del sector,» explica David Strain, director técnico de Technidrive. «El sistema de desbloqueo añadido transforma el arranque de la aplicación —un proceso que suele requerir mucha energía—, y proporciona un beneficio único para la seguridad del sistema. Con el sistema suministrado, podemos ofrecer una garantía de tres años para el motor y el inversor y asegurarnos de que las tres partes principales del sistema de accionamiento funcionan conjuntamente para conseguir un rendimiento y una fiabilidad óptimos. Desde nuestro primer proyecto de trituradora de mandíbula se han interesado otras empresas del sector de las canteras. Tratamos cada proyecto de forma individualizada para ofrecer sistemas llave en mano a medida.

«WEG ofrece productos especializados desarrollados específicamente para la industria de trituración de rocas,» explica Russell Maccabe, director de ventas de WEG en el Reino Unido. «Es esencial que tanto los fabricantes como los proveedores cuenten con amplios conocimientos sobre productos, aplicaciones e integración de sistemas. Por eso este proyecto con Technidrive ha conseguido tanto éxito.»