Una cinta transportadora debe alimentar el proceso sin desbordarse, pero sobredimensionarla tampoco garantiza una instalación mejor. Un ancho excesivo ocupa más espacio, aumenta masas móviles y puede encarecer estructura, banda y accionamiento. Un ancho insuficiente obliga a trabajar con demasiada altura de carga o velocidad, eleva el riesgo de derrame y reduce el margen ante picos de producción.
El cálculo parte de cuatro variables: la sección transversal que ocupa el material sobre la banda, la velocidad de avance, la densidad aparente del producto y un factor que represente el llenado efectivo. Después se comprueban inclinación, alimentación, potencia, tensiones, arranque, frenado, estructura y seguridad.
| Idea clave: el cálculo de caudal es solo el primer filtro. El dimensionado definitivo exige conocer la banda, los rodillos, la geometría de carga, el perfil del recorrido y las condiciones de operación. |
Primero: definir el caudal que necesita realmente la planta
Conviene distinguir entre producción media, caudal máximo instantáneo y caudal de diseño. Si una tolva descarga por pulsos, dimensionar con la media horaria puede ocultar picos que saturarán la cinta. También hay que decidir si se prevé crecimiento de producción y qué margen resulta razonable sin penalizar el comportamiento del equipo.
- Caudal medio: masa total movida dividida entre las horas efectivas de funcionamiento.
- Caudal punta: máxima alimentación que puede recibir la cinta durante un intervalo corto.
- Caudal de diseño: valor adoptado para seleccionar el equipo, incluyendo variabilidad y margen operativo justificado.
- Disponibilidad: horas reales de servicio, descontando limpiezas, cambios de producto y paradas previstas.
Fórmula básica de capacidad
Para un predimensionado, el caudal másico puede expresarse así:
| Q = 3,6 × A × v × ρ × k donde Q es el caudal en t/h; A, la sección geométrica ocupada por el material en m²; v, la velocidad de banda en m/s; ρ, la densidad aparente en kg/m³; y k, un factor global de llenado o corrección. Si A ya representa la sección efectiva real, no debe aplicarse dos veces una corrección equivalente. |
La sección A no es simplemente el ancho de banda multiplicado por una altura. Depende del perfil de carga, del ángulo de artesa formado por los rodillos, del ángulo de reposo del material, de la distancia libre hasta los bordes y de la forma en que se alimenta la cinta. Para seleccionar A se utilizan geometrías y tablas de diseño coherentes con la configuración prevista.
Ejemplo simplificado
Supongamos una sección geométrica de carga de 0,030 m², una velocidad de 1,2 m/s, una densidad aparente de 750 kg/m³ y un factor efectivo de 0,85. El cálculo orientativo sería:
| Q = 3,6 × 0,030 × 1,2 × 750 × 0,85 = 82,6 t/h Este resultado no selecciona por sí solo el ancho, la potencia ni la banda. Sirve para comprobar si una combinación de sección y velocidad puede alcanzar el caudal objetivo antes de realizar las verificaciones mecánicas. |
Cómo obtener cada variable sin falsear el resultado
1. Densidad aparente
Debe medirse o documentarse para el material en las condiciones reales de proceso. Humedad, compactación, tamaño de partícula y mezcla pueden cambiarla. Utilizar la densidad del sólido en lugar de la densidad aparente del granel conduce a errores importantes. Si hay varios productos, conviene calcular los casos que gobiernan: uno puede exigir más volumen y otro más potencia.
2. Sección de carga
La sección útil depende del ancho y de la geometría de la artesa, pero también del margen lateral necesario para evitar derrames. Una alimentación descentrada no aprovecha la sección teórica y puede causar desalineación. Antes de aumentar la velocidad o el ancho, hay que revisar si el chute deposita el material de forma centrada y con una componente de velocidad compatible con la banda.
3. Velocidad
Aumentar la velocidad eleva el caudal teórico, pero puede incrementar polvo, desgaste, rebote y degradación del producto. En materiales abrasivos o frágiles, el límite práctico puede venir dado por el punto de carga y las transferencias. La velocidad debe seleccionarse junto con el material, el ancho y el servicio, no como una variable aislada.
4. Factor de llenado y correcciones
Los factores representan que la instalación real no funciona como una sección ideal permanentemente llena. Pueden recoger irregularidad de alimentación, inclinación u otras limitaciones, según el método empleado. Es fundamental documentar qué corrige cada factor para no aplicarlo dos veces ni utilizar coeficientes tomados de una configuración diferente.
La inclinación reduce la capacidad útil
Cuando la cinta asciende, el material puede deslizar hacia atrás y la sección estable disminuye. El efecto depende de la pendiente y del comportamiento del producto. Una banda con perfil o tacos puede ampliar el rango de aplicación, pero introduce nuevas decisiones de limpieza, retorno y descarga. Por eso, el cálculo horizontal debe corregirse con el método de diseño correspondiente a la inclinación y al tipo de banda.
Comprobaciones después del caudal
| Comprobación | Pregunta que debe responder |
| Potencia | ¿El accionamiento vence resistencias en régimen y durante el arranque con la carga prevista? |
| Tensiones | ¿La banda, empalmes, poleas y estructura admiten las tensiones calculadas? |
| Punto de carga | ¿El material entra centrado, sin impacto excesivo y sin saturar faldones? |
| Transición y descarga | ¿La geometría evita atrapamientos, derrames y daño al producto? |
| Arranque y parada | ¿Puede arrancar cargada? ¿Qué ocurre en un corte o paro de emergencia? |
| Limpieza | ¿Rascadores, retorno y zonas de acumulación son accesibles y compatibles con el material? |
| Seguridad | ¿Protecciones, paradas, sensores y accesos responden a la evaluación de riesgos? |
Errores comunes que hacen fallar el cálculo
- Confundir densidad real del sólido con densidad aparente del material a granel.
- Dimensionar con producción media cuando el alimentador genera picos superiores.
- Usar una sección de carga teórica que deja demasiado poco margen en los bordes.
- Aumentar velocidad para ganar capacidad sin revisar polvo, impacto y desgaste.
- Ignorar la pérdida de capacidad por inclinación.
- No comprobar el arranque cargado ni el comportamiento ante una parada imprevista.
- Tratar el caudal como si fuera el cálculo completo de la cinta.
Qué información enviar a la oficina técnica
- Producto, densidad aparente, granulometría, humedad, temperatura y abrasividad.
- Caudal normal, caudal máximo, régimen de trabajo y horas anuales.
- Plano o croquis con longitud, cotas, inclinación, apoyos y restricciones de espacio.
- Descripción de los equipos de carga y descarga y de los cambios de producto.
- Condiciones ambientales, limpieza, acabados, automatización y requisitos de seguridad.
- Alcance esperado: suministro, estructura, cuadro, montaje, puesta en marcha y documentación.
Preguntas frecuentes a la hora de determinar la capacidad de una cinta transportadora industrial
¿El ancho de banda determina por sí solo la capacidad?
No. La capacidad depende de la sección efectiva de material y de la velocidad, y ambas están condicionadas por la artesa, la alimentación, el margen lateral, la inclinación y el comportamiento del producto.
¿Conviene añadir siempre un gran margen de seguridad?
Debe existir un margen justificado, pero sobredimensionar sin criterio puede aumentar coste y empeorar la operación con cargas muy bajas. Conviene separar variabilidad real, crecimiento previsto y contingencia.
¿Qué material gobierna si la cinta mueve varios productos?
El de menor densidad puede gobernar por volumen; el más denso o resistente puede gobernar potencia y tensiones; el más abrasivo puede gobernar la selección de banda y revestimientos.
¿Se puede calcular la capacidad sin una muestra?
Puede hacerse una estimación con datos fiables, pero una muestra o caracterización real reduce incertidumbre, especialmente en biomasa, productos húmedos o mezclas variables.
