Estación de volcado de sacos grandes seguras y eficientes

A día de hoy, existen muchos fabricantes del sector de procesamiento de sólidos a granel que continúan utilizando sacos pequeños de 25 kg como base de los procesos. Sin embargo, la necesidad de intensificar las operaciones del proceso está empujando a cada vez más proveedores de materiales a recurrir a los big bags, que permiten a los usuarios reducir significativamente sus necesidades operativas volcando la misma cantidad de materiales.

La manipulación de big bags está planteando retos específicos a los diseñadores y operarios de procesos, y aunque la operación de volcado es habitual, estos retos pueden pasarse por alto fácilmente. La manipulación de big bags debe ser una operación estanca al polvo y segura que tenga en cuenta el riesgo que conlleva la manipulación de cargas de varios cientos de kilogramos. El proceso también debe ser eficiente para beneficiarse de las ventajas de manipular grandes cantidades de producto a la vez. A continuación veremos la importancia de diseñar adecuadamente una estación de volcado de sacos para que sea eficiente y segura.

La seguridad en la estación de volcado de sacos

Al diseñar una estación de volcado de sacos grandes o big bags, hay que considerar el peso de los sacos que se van a manipular, normalmente de 500 a 1000 kg, o incluso más. Este gran peso constituye un riesgo para la seguridad, ya que es necesario elevar los big bags para colocarlos en una estación de volcado de sacos, lo que significa que la carga podría caer sobre un operario situado debajo de la grúa si se produce un fallo mecánico.

Estos riesgos deben abordarse asegurándose de que la estación de volcado de sacos se ha diseñado adecuadamente para el peso correcto. Esto significa que la viga, la grúa de elevación y el travesaño que soportarán la bolsa deben calcularse y certificarse para una carga superior al peso máximo de la bolsa que se manipulará. El propio saco debe estar certificado para la carga adecuada y los ganchos del travesaño deben asegurar los bucles colgantes del saco para garantizar que los bucles no se deslicen mientras se eleva el saco. Estas precauciones de diseño y funcionamiento son imprescindibles, pero no bastan para proteger una estación de volcado de sacos que manipulará miles de big bags en un año. Un defecto de mantenimiento en el polipasto o un error del operario al sujetar el saco al travesaño pueden provocar la caída del saco. Para proteger a las personas que manejan la estación basculante, debe instalarse una jaula de seguridad que impida el acceso a la zona de elevación.

Esta jaula de seguridad debe diseñarse de forma específica:

• Debe bloquear el acceso al interior de la estación. Las vallas deben ser lo suficientemente altas para que nadie pueda entrar.
• Debe ser integral: a veces, los fabricantes sólo protegen tres lados, pero aún así es posible acceder desde debajo del soporte de la estación basculante.
• La puerta de acceso para introducir la bolsa debe estar equipada con un cierre de seguridad que se cierre en cuanto se levante el elevador y que permanezca cerrado hasta que se baje el elevador.
• A la inversa, cuando se abra la puerta, el polipasto no debe ser móvil, de modo que la bolsa no pueda elevarse mientras haya personas en la jaula de seguridad.
• Deben colocarse vigas alrededor de la mesa de la estación de volcado de sacos para evitar que ésta se caiga mientras se descarga.
• El mando del elevador debe estar situado y fijo fuera del puesto. Esto evita que el operario intente permanecer de pie en la estación con la puerta cerrada. Para las estaciones de volcado de sacos de gran tonelaje, se aconseja automatizar la transferencia de la bolsa.

Una vez en posición para la conexión al punto de volcado, es necesario instalar un soporte para evitar que la bolsa caiga sobre el operario, que tiene que trabajar debajo de ella para tirar del pico y abrirla. El soporte puede ser un simple bastidor que cumpla la función de seguridad, pero es mejor considerar una mesa perfilada que también ayude al flujo del producto.

Además de prever los riesgos de caída de la bolsa, el diseñador también debe considerar los riesgos potenciales localizados en el punto de volcado. Para reducir la emisión de polvo, las estaciones de volcado de sacos están equipadas con un sistema de sujeción para el pico de la bolsa, que puede suponer un riesgo de pellizco para el operario. La descarga de la bolsa es sólo el primer paso del proceso. Normalmente, justo debajo de la estación de volcado de sacos se instalan otros equipos, como un transportador sinfín, un rompedor de grumos o un tamizador rotativo. Estos equipos pueden suponer un riesgo para los operarios, en caso de que necesiten acceder a ellos, como en el caso de un atasco en el tubo de bajada de la estación.

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Diferentes soluciones de diseño para gestionar los riesgos en las estaciones de volcado de sacos

El sistema de sujeción puede estar protegido por una jaula o debe accionarse a través de una caja de control que obligue al operario a utilizar las dos manos.

Cualquier equipo giratorio situado a continuación de la estación debe estar fuera del alcance del operario o debe soldarse una rejilla en el tubo de caída para impedir el acceso.

Como la estación de volcado de sacos se utiliza para descargar sólidos a granel, puede haber nubes de polvo en concentración explosiva en el equipo o en los alrededores. Por tanto, la estación de volcado de sacos debe someterse a un análisis del riesgo de explosión de polvo y diseñarse de acuerdo con la zonificación determinada.

Ergonomía e higiene en la estación de volcado de sacos

Contención del polvo

Las estaciones de volcado de sacos deben permitir descargar un saco sin emitir polvo al entorno para proteger al operario y reducir las necesidades de limpieza, así como los riesgos relacionados con la explosión de polvo. Tanto la conexión como la desconexión del saco pueden provocar fugas de polvo, por lo que estas dos operaciones requieren diseños y procedimientos específicos.

La estación debe estar equipada con un sistema de sujeción diseñado para mantener el pico en posición antes de desatar la bolsa y durante todo el proceso de descarga. Una simple abrazadera mecánica suele ser suficiente, pero para los polvos finos algunos proveedores proponen una junta hinchable que aporta una estanqueidad adicional.

La desconexión de la bolsa es una operación más sencilla en la práctica, pero propensa al derrame de polvo porque siempre queda algo de polvo en la bolsa. Para solucionarlo, primero el operario puede atar el pico de la bolsa. Algunas opciones de proceso también ayudan, como instalar un ventilador que aspire el aire de la bolsa al final de la descarga y la colapse, reduciendo la cantidad de polvo que puede caer cuando el operario la desconecta y la cierra.

Cuerpos extraños

Los cuerpos extraños plantean problemas en todas las industrias, con implicaciones que van desde daños en los equipos hasta la retirada de productos. Dado que las estaciones de volcado de sacos presentan un punto abierto en el proceso, son especialmente vulnerables a los cuerpos extraños. Deben tomarse las siguientes disposiciones al diseñar una nueva instalación:

• El embudo de la estación basculante debe estar cubierto por una tapa cuando no se utilice.
• Si el producto fluye bien, puede ser útil incluir una rejilla en el cabezal basculante, ya que puede bloquear cuerpos extraños de gran tamaño, sobre todo si parte de la bolsa, como el liner, se cae durante la producción.
• Después de la estación de volcado de sacos debe colocarse un tamiz y un imán para cribar el material volcado. Para obtener mejores resultados, los sólidos a granel procedentes de la estación de volcado de sacos deben dosificarse bruscamente mediante un transportador de tornillo o cualquier otro equipo capaz de controlar el flujo de sólidos.

Posición de trabajo del operario

La mesa de apoyo debe colocarse a una altura tal que el operario pueda alcanzar el pico para sacarlo y sujetarlo fácilmente. Una altura de 1,4 m es una buena elección.

Si es posible, la estación de volcado de sacos debe instalarse en el suelo y no necesitar una plataforma para acceder al punto de volcado. De este modo se reducen los movimientos del operario y, por tanto, los riesgos relacionados con subir y bajar escaleras.

Descarga eficaz en la estación de volcado de sacos

Flujo de material

Una estación de volcado de sacos debe estar diseñada para alcanzar una capacidad definida. En la mayoría de los casos, cuando no se alcanza la capacidad, se debe al flujo de material fuera del big bag. Los big bags tienen un fondo plano que no favorece el flujo. Algunos materiales son cohesivos y no se vacían fácilmente. Por lo tanto, es fundamental conocer la fluidez del producto que se va a descargar para seleccionar la estación de vaciado adecuada.

Para favorecer la fluidez, es necesario en primer lugar disponer de una mesa basculante perfilada para que la bolsa adopte una forma cónica. Además, algunas estaciones de volcado de sacos están equipadas con un cabezal basculante móvil que puede bajarse durante el volcado y aumentar la pendiente del fondo de la bolsa. Estas dos opciones son necesarias para tener un buen flujo de producto y también se recomiendan para productos de flujo libre. Sin embargo, pueden no ser suficientes para los materiales más difíciles, por lo que deben incluirse algunas ayudas mecánicas en el diseño:

• Vibración: Es posible instalar un motor desequilibrado en la mesa de l estación de volcado de sacos para favorecer el flujo. Sin embargo, esto no será muy eficaz o incluso podría ser perjudicial para los materiales que se compactan más con la vibración.
• Empujadores o masajeadores: Para los polvos difíciles, las estaciones basculantes pueden equiparse con pistones neumáticos que empujarán alternativamente los lados de la bolsa durante la descarga. De este modo, se fuerza al producto a fluir hacia la salida del saco.

No hay que olvidar que el volcado de bolsas suele ser la primera operación de un proceso, por lo que los fallos en la descarga del producto a tiempo pueden, en última instancia, ralentizar o detener el proceso posterior, lo que se traduce en grandes pérdidas para los operadores del proceso. Dedicar tiempo a probar los materiales que se van a procesar y seleccionar las opciones adecuadas tiene un costo, pero lo más probable es que esta inversión se recupere rápidamente al hacer más fiable todo el proceso de fabricación. Descubre también, cómo reducir costos de operación de montacargas con el monitoreo de condiciones.

Reducción de residuos

Al final de la descarga, los auxiliares de descarga ya no son eficaces y es probable que queden algunos kilogramos de material en la bolsa. Si se retira la bolsa en este punto, la pérdida de producto será elevada y disminuirá la rentabilidad económica de la estación. Se debe formar a los operarios para que levanten la bolsa justo antes de desconectarla para dejar fluir la última cantidad de material. De hecho, algunos fabricantes proponen travesaños auto-tensores que tiran automáticamente de la bolsa al final de la descarga.

El tiempo necesario para descargar la bolsa dependerá también del proceso posterior. Si la estación de volcado de sacos está conectada a un pulmón, la bolsa puede descargarse tan rápidamente como lo permita el flujo de producto. Sin embargo, si está conectada a un tamiz o a una línea de transporte, por ejemplo, el tiempo de descarga vendrá impuesto por esta etapa del proceso, aumentando así el tiempo de vaciado de la bolsa.

Tiempo de intercambio de bolsas grandes

El tiempo de intercambio de bolsas, es decir, el tiempo necesario para retirar una bolsa vacía y sustituirla por una nueva, también debe tenerse en cuenta en el diseño de una estación basculante. En las estaciones de volcado de sacos de gran capacidad, el tiempo de desplazamiento debe reducirse al mínimo. Esto puede hacerse seleccionando un polipasto con mayor velocidad de elevación y desplazamiento, y también automatizando la transferencia. En caso de automatización, el polipasto y la viga de elevación deben estar equipados con interruptores que permitan al sistema conocer la posición del saco. Enganchar el saco antes de elevarlo y conectar el tubo de salida a la estación siguen siendo operaciones manuales.

Las dimensiones de la estación de volcado de sacos deben estar bien adaptadas al tamaño del saco a manipular. La experiencia demuestra que se producen muchos problemas en la puesta en marcha debido a la falta de espacio; por ejemplo, no hay espacio suficiente para levantar y llevar la bolsa hasta el punto de vuelco. Por el contrario, tener huecos demasiado grandes desde la mesa de apoyo hasta los puntos de sujeción en caso de que el vertedero sea corto también puede causar problemas. Por lo tanto, especificar el tamaño de las bolsas que se van a utilizar, sobre todo si se prevén diferentes tamaños, es fundamental para una manipulación eficaz.

Descarga continua

El volcado de big bags es un proceso discontinuo. Cuando se retira el saco, ya no se puede volcar más producto. Esto está bien en la mayoría de los casos, pero algunos procesos pueden requerir un suministro continuo de producto, lo que puede conseguirse mediante una tolva pulmón o, para casos más estrictos, disponiendo de dos estaciones de volcado de sacos en paralelo para tener una nueva bolsa lista cuando la de descarga esté vacía.

Conclusiones de las estaciones de volcado de sacos

El diseño de un proceso eficaz de una estación de volcado de sacos requiere un conocimiento detallado de los materiales que deben descargarse y una inversión en el equipo adecuado para la estación. Esta planificación e inversión iniciales darán sus frutos rápidamente al permitir que todo el proceso suministrado a la estación funcione bien. La seguridad es una necesidad y deben establecerse las protecciones adecuadas para gestionar los riesgos asociados a la elevación de cargas pesadas.