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En la escurridora de tornillo de una línea de lavado de plástico, el motor acciona un tornillo lento a través de un reductor, y su momento más difícil es el arranque, cuando intenta volver a girar un tornillo lleno de material húmedo y compactado. Por eso en la selección destacan dos preguntas: ¿con qué velocidad de motor y qué relación de reductor se alcanza la velocidad del tornillo?, y ¿puede el motor dar en el arranque el par necesario para mover el tornillo lleno? La potencia solo tiene sentido después de responder a estas dos preguntas.
Una escurridora y un secador centrífugo no son la misma carga
En la línea de lavado se usan dos máquinas distintas para secar el material separado del agua, y desde el punto de vista del motor no se parecen en nada. Antes del pedido hay que aclarar de cuál se trata.
- Escurridora de tornillo (squeezer): comprime material fino lavado, como film y bolsas, dentro de un cuerpo cónico con un tornillo y expulsa el agua a presión. El tornillo gira despacio y el par es muy alto; el motor suele ser de 4 o 6 polos y se conecta mediante reductor.
- Secador centrífugo (de fricción): el rotor gira a alta velocidad y lanza el agua contra un tamiz por efecto centrífugo. La carga procede sobre todo de la inercia de la masa; el motor suele ir por correa y la velocidad es alta.
Este artículo se centra en el primer grupo, la escurridora de tornillo. En el secador centrífugo el problema al arrancar es acelerar un rotor pesado; en la escurridora, el problema es un tornillo parado y bloqueado por el material.
La cadena de velocidad: motor, reductor y tornillo
El tornillo de la escurridora gira a unas decenas de revoluciones por minuto. Esta baja velocidad se alcanza reduciendo la velocidad del motor con un reductor, que aumenta el par en la misma proporción. La regla básica en la sustitución del motor es que, si la relación del reductor no cambia, tampoco debe cambiar el número de polos del motor.
Por ejemplo, con un reductor hipotético de relación 1:20, un motor de 4 polos que gira a 1485 rpm mueve el tornillo a unas 74 rpm. Si en el mismo reductor se monta un motor de 6 polos que gira a 985 rpm, el tornillo baja a unas 49 rpm. Al ralentizarse el tornillo baja la capacidad, el material permanece más tiempo en el cuerpo y cambia el grado de compresión. Es decir, cambiar el número de polos no es solo una decisión sobre el motor, sino una decisión que también cambia el proceso.
Aunque el número de polos se mantenga, si se quiere aumentar la potencia hay que comprobar la potencia de entrada admisible y el par de salida del reductor. Cuando el motor es mayor, el par transmitido al reductor en el momento de un atasco también es mayor; el eslabón débil pasa a ser el engranaje o el acoplamiento, no el motor.
¿Por qué es tan alta la carga de arranque?
Durante el funcionamiento normal hay en el tornillo un material que fluye de forma continua y relativamente homogénea. Cuando la línea se detiene de forma imprevista, el film húmedo queda compactado en el tornillo; el agua escurre, el material se enfría y se pega al cuerpo. En el siguiente arranque el motor tiene que romper ese tapón.
- Corte de corriente o parada de emergencia: el tornillo se detiene lleno; el arranque es el más pesado posible.
- Parada larga: el material que queda en el cuerpo se compacta y en las zonas enfriadas aumenta la resistencia al primer giro.
- Alimentación desequilibrada: si la cinta o el tornillo de alimentación envían demasiado material, el tornillo se sobrecarga también en marcha y la corriente del motor se dispara.
El par que un motor asíncrono puede dar en el arranque es un múltiplo determinado de su par nominal, y esta relación figura en el catálogo del motor. Si el tornillo lleno supera ese valor, el motor no puede girar, la corriente se mantiene alta y salta la protección. En ese caso la solución correcta no suele ser un motor mayor, sino un procedimiento de trabajo que vacíe el tornillo antes de arrancar y un método de arranque adecuado.
Elegir el método de arranque según la carga de arranque
En la escurridora, el método de arranque determina directamente el éxito del arranque. La tabla siguiente muestra tendencias generales; la decisión final se toma con los datos del fabricante de la máquina y las condiciones reales de arranque en planta.
| Método | Efecto en el par de arranque | Precaución en la escurridora |
|---|---|---|
| Arranque directo | Entrega el par de arranque completo del motor | La red y el cuadro deben soportar la alta corriente de arranque |
| Estrella-triángulo | En estrella el par baja a aproximadamente un tercio | Con el tornillo lleno puede no girar en estrella; se necesita un procedimiento de arranque en vacío |
| Arrancador suave | El par baja al bajar la tensión | Limita la corriente, pero puede tener dificultades para romper un tornillo atascado |
| Variador de frecuencia | Puede dar par alto a baja velocidad | El variador se dimensiona según la corriente de arranque |
Si se va a usar un variador de frecuencia, se aplica la indicación general de nuestro sitio: nuestras series trifásicas son aptas para control de velocidad con variador de frecuencia; para trabajar largo tiempo a baja velocidad con par pleno puede necesitarse un ventilador externo, y si el cable entre variador y motor es largo se valora un filtro dv/dt o senoidal. Los detalles están en la página de preguntas frecuentes sobre variadores.
Si tiene a mano la potencia y la velocidad de su motor actual, revise los modelos HEM Motor adecuados y los precios actuales.
