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En una lavadora de arena de tornillo, el motor y el reductor se eligen juntos: el motor aporta la potencia y el reductor produce el par necesario para hacer girar lentamente el tornillo dentro del agua y la arena. En esta máquina son determinantes que el tornillo gire a muy baja velocidad, que la arena que se deposita en el fondo de la cuba entierre el tornillo tras una parada y que el motor trabaje en un lugar con salpicaduras constantes de agua y lodo. A continuación analizamos paso a paso estos tres aspectos y el emparejamiento motor-reductor.
¿Cómo funciona una lavadora de arena?
La lavadora de arena de tornillo consiste en un tornillo largo que gira dentro de una cuba inclinada. La arena y el agua se alimentan en la parte baja de la cuba. Al girar, el tornillo sube la arena a lo largo de la pendiente; mientras tanto, la arcilla, el limo y el polvo fino salen con el agua por el vertedero de rebose. La arena que llega al extremo superior se descarga tras soltar parte de su agua.
Para este trabajo el tornillo debe girar despacio: un tornillo rápido agita el agua, vuelve a mezclar el material fino con la arena y empeora el escurrido. La velocidad adecuada del tornillo la fija el fabricante de la máquina. También son habituales los modelos de doble tornillo, con dos tornillos en paralelo para mayor capacidad.
La lavadora de rueda de cangilones, otro tipo usado en el lavado de arena, tiene un accionamiento distinto; este artículo se centra en el tipo de tornillo.
Cadena de accionamiento: motor, correa y reductor
La baja velocidad del tornillo se obtiene reduciendo en gran medida las aproximadamente 1450 rpm del motor. Las tres disposiciones más vistas en obra son:
- Reductor pendular y correa: El reductor se monta en el extremo del eje del tornillo y se fija a la cuba con un brazo de reacción. El motor va sobre una base encima o al lado del reductor y lo acciona con correas trapezoidales. La relación de poleas permite pequeños ajustes de la velocidad del tornillo.
- Motor con brida y reductor: El motor se une directamente a la brida de entrada del reductor. La disposición es compacta, pero no hay opción de poleas para ajustar la velocidad.
- Motor con patas, acoplamiento y reductor: Motor y reductor van sobre un bastidor común con un acoplamiento elástico entre ambos. Se ve en máquinas grandes.
En las máquinas de doble tornillo, cada tornillo puede tener su propio motor y reductor, o un solo motor puede alimentar dos reductores mediante un eje intermedio. Saber qué disposición se utiliza es el primer paso para elegir un motor de repuesto.
Relación del reductor y cálculo de la velocidad del tornillo
La velocidad del tornillo se obtiene dividiendo la velocidad del motor primero por la relación de poleas y después por la relación del reductor: velocidad del tornillo = velocidad nominal del motor × (polea del motor ÷ polea del reductor) ÷ relación del reductor.
Un cálculo hipotético
Los números se han elegido solo para mostrar el método. Consideremos un motor de 4 polos (nominal 1465 rpm), una polea de motor de 160 mm, una polea de reductor de 250 mm y un reductor pendular de relación 1/40. La velocidad a la entrada del reductor es 1465 × 160 ÷ 250 ≈ 938 rpm, y la del tornillo, 938 ÷ 40 ≈ 23 rpm. Si en la misma disposición se usara un motor de 6 polos (unas 970 rpm), el tornillo bajaría a unas 15 rpm; esa diferencia cambia el comportamiento de lavado y escurrido.
La conclusión es clara: el motor de repuesto debe tener el mismo número de polos que el antiguo. Si se quiere cambiar la velocidad del tornillo, se hace con la relación de poleas y dentro del rango que recomienda el fabricante.
Compatibilidad entre la potencia del reductor y la del motor
El reductor también tiene un límite de potencia y de par de salida. Pasar el motor a la potencia superior solo tiene sentido si puede hacerse sin superar ese límite. La relación, la potencia de entrada y el factor de servicio de la placa del reductor deben leerse antes de empezar a elegir el motor. En la página motores eléctricos para reductores encontrará información general sobre aplicaciones con reductor.
Arranque con arena asentada
El momento más difícil en una lavadora de arena es el primer movimiento tras una parada larga. Cuando la máquina se detiene, la arena de la cuba se deposita en el agua y entierra la parte inferior del tornillo. Cuando se quiere volver a girar el tornillo, el motor tiene que mover esa masa de arena compactada. Se necesita un par de arranque claramente superior a la carga de trabajo normal.
Las principales medidas de explotación para esta situación son:
- Parar después de vaciar: Tras cortar la alimentación, el tornillo sigue girando un tiempo; la máquina se detiene con menos arena en la cuba.
- Dispositivo de elevación: En algunas máquinas el extremo inferior del tornillo puede elevarse con un polipasto o un sistema hidráulico. Sacar el tornillo de la arena asentada antes de arrancar protege el motor.
- Aflojar con agua: Añadir agua a la cuba antes de arrancar suelta la arena y reduce la resistencia.
- Método de arranque adecuado: Con estrella-triángulo baja el par de arranque, por lo que con el tornillo enterrado el motor puede no arrancar. Un arrancador suave o un arranque controlado con variador pueden dar mejor resultado; la necesidad de par se tiene en cuenta al elegir el método.
Si la protección dispara una y otra vez en el arranque, la solución no es anularla, sino revisar por qué se asienta la arena y el método de arranque. Forzar repetidamente desgasta el bobinado del motor y los engranajes del reductor.
