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El transportador de tornillo sinfín empuja el material a granel con una hélice en espiral que gira dentro de un tubo o canal. En funcionamiento continuo su carga es bastante regular; el momento difícil es cuando el sinfín vuelve a arrancar después de haberse detenido lleno. El material compactado dentro del tubo, el que ha absorbido humedad y forma grumos o el que se ha asentado y densificado se opone a que la hélice empiece a girar. Por eso, al elegir el motor de un sinfín, antes que la potencia de funcionamiento continuo hay que entender el par que se exige al motor en el momento del arranque y cómo se transmite ese par a través del reductor. Este artículo aborda los factores que determinan la carga de arranque, el efecto de los métodos de arranque y la información que conviene reunir antes del pedido.
¿Qué determina la carga de arranque de un sinfín?
Hacer girar un sinfín vacío es fácil; la dificultad procede del comportamiento del material. Los principales factores que aumentan la carga de arranque son:
- Grado de llenado: Cuanto más lleno se detuvo el tubo del sinfín, mayor es la masa de material delante de la hélice. Si la boca de alimentación quedó abierta y el tubo se llenó por completo, la carga de arranque aumenta notablemente.
- Tipo de material: Los polvos finos como el cemento, la cal o la harina se compactan al reposar; la arena húmeda o la arcilla forman grumos; el grano y los pellets fluyen con relativa libertad. El mismo sinfín exige pares de arranque muy distintos con materiales diferentes.
- Inclinación: En comparación con un sinfín horizontal, en uno inclinado o vertical recae sobre la hélice una mayor parte del peso del material; la carga de arranque y la de funcionamiento aumentan a la vez.
- Tiempo de parada: En un sinfín que ha estado lleno toda la noche o el fin de semana, el material se asienta. El primer arranque de la mañana es más pesado que los arranques durante el día.
- Estado de rodamientos y soportes: En sinfines largos, si los rodamientos de los soportes intermedios están desgastados o llenos de material, la carga de fricción se transmite al motor.
Estos factores no se deducen del nombre de la máquina. Dos máquinas llamadas «sinfín de cemento» pueden comportarse de forma muy distinta en el arranque, con longitudes, diámetros e inclinaciones diferentes. La decisión sobre la potencia debe basarse en el cálculo del fabricante del sinfín o en la placa del motor existente.
La diferencia entre par de arranque y par nominal
El par nominal de la placa del motor es el par que el motor puede entregar de forma continua a la velocidad nominal. En el momento del arranque, un motor asíncrono puede producir un par superior; esa proporción depende del diseño del motor y se indica en el catálogo. Lo importante en un sinfín es que el par exigido en el arranque quede por debajo del par de arranque del motor y que el motor alcance la velocidad nominal con suficiente rapidez. Si el motor permanece mucho tiempo a baja velocidad bajo carga, absorbe una corriente elevada y el devanado se calienta rápidamente.
El reductor no cambia esta relación, solo la escala: al eje del sinfín llega el par multiplicado por la relación del reductor. Es decir, el reductor es un gran multiplicador de par, pero no puede superar lo que el motor es capaz de dar en el arranque. Puede comparar los pares nominales de los motores por kW y velocidad en la tabla de pares.
El efecto del número de polos
A igual potencia, un motor de 6 polos entrega aproximadamente una vez y media el par nominal de uno de 4 polos, porque produce la misma potencia a menor velocidad. Sin embargo, como la velocidad de giro del sinfín se determina junto con la relación del reductor, si cambia el número de polos también debe cambiar la relación del reductor. Al sustituir el motor de un sinfín existente, mantener el número de polos es la opción más segura.
¿Cómo influye el método de arranque?
El segundo gran factor que determina si el motor del sinfín arrancará sin problemas es el método de arranque.
| Método | Corriente de arranque | Par de arranque | Precaución en un sinfín |
|---|---|---|---|
| Arranque directo | Alta | Par de arranque completo del motor | El método más potente para arrancar con carga; la red y el reductor sufren un golpe brusco. |
| Estrella-triángulo | Baja | Aproximadamente un tercio | Con material compactado el motor puede no girar en estrella; en el paso a triángulo se produce un pico de corriente. |
| Arrancador suave | Ajustable | Baja con la tensión | En arranques pesados el ajuste debe hacerse con cuidado; de lo contrario, el motor se bloquea bajo carga. |
| Variador de frecuencia | Limitada | Puede darse un par alto a baja velocidad | El método más adecuado para arranques pesados; en funcionamiento prolongado a baja velocidad se valora la refrigeración. |
Hemos resumido si con un variador de frecuencia hace falta un ventilador externo y un filtro en la pregunta sobre el uso con variador; estas condiciones deben indicarse en el pedido. Si el cuadro existente es estrella-triángulo, la tensión de placa del motor nuevo debe ser adecuada para ello: en HEM Motor, los modelos de 4 kW en adelante tienen placa 400/690 V (Δ/Y) y funcionan en triángulo en una red de 400 V.
