Dosificación y pesaje

INSTALACIONES DE DOSIFICACIÓN Y PESAJE

En la mayoría de los procesos productivos industriales en los que es necesario manipular sólidos a granel, se requiere la preparación de recetas o formulaciones para la dosificación de los distintos componentes que conforman el producto final.

En función del proceso industrial, de las materias primas empleadas, del producto obtenido y de las cantidades a dosificar, existen diferentes técnicas para realizar la dosificación y el pesaje de los distintos componentes. Estos procesos pueden llevarse a cabo de forma continua o discontinua (por lotes), según el diseño de la instalación y los requisitos de producción.

Aunque la dosificación suele realizarse mediante sistemas gravimétricos, en determinadas aplicaciones también puede emplearse la dosificación volumétrica cuando se trabaja con productos de muy baja densidad o cuando no se requiere un elevado nivel de precisión. No obstante, este último sistema es menos habitual en los procesos de dosificación de sólidos.

SOTECMA es especialista en sistemas de dosificación y pesaje de sólidos a granel.

En SOTECMA, contamos con una amplia experiencia en sistemas de dosificación gravimétrica y volumétrica, tanto para procesos continuos como para procesos discontinuos (por lotes).

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Elementos de una Planta Dosificadora de Concreto y otros sistemas de dosificación

En cualquier proceso de dosificación, así como en la fabricación de concreto, hormigón y otros materiales de construcción, es necesario disponer, como mínimo, de tres equipos básicos:

El silo o depósito donde se almacena el material a dosificar.
El equipo encargado de la extracción del material.
La báscula de pesaje continuo.

Existe un cuarto elemento que resulta prácticamente imprescindible: el sistema de automatización. Este sistema garantiza que los ajustes de dosificación sean precisos y que el producto obtenido mantenga unas características constantes en todos los lotes de fabricación.

En los procesos de dosificación continua y gravimétrica, un sistema de control automático es indispensable para asegurar la precisión, la repetibilidad y la estabilidad del proceso.

1. Silos o depósitos de almacenamiento

Su tamaño y diseño dependen de las características del material que se desea dosificar y de la cantidad que se va a consumir durante un determinado periodo de tiempo.

Por tanto, la capacidad del silo o depósito debe definirse en función del consumo del producto y del sistema de abastecimiento utilizado, ya sea mediante camión cisterna, camión de caja abierta, big-bags o sacos. Por ejemplo, si el consumo es de aproximadamente 5 t/h, lo habitual será recibir el material en camión y almacenarlo en un silo. En cambio, si el consumo es de 50 kg/h, lo más adecuado será el suministro en sacos y su almacenamiento en tolvas de 200 o 300 litros.

Las características físicas del material, como la granulometría, abrasividad, cohesividad, corrosividad, humedad, temperatura o inflamabilidad, también son factores determinantes en el diseño de silos y depósitos de almacenamiento. Estas propiedades influyen tanto en los materiales de fabricación como en la geometría del equipo y, especialmente, en la selección de los accesorios necesarios para garantizar una extracción continua, segura y fiable del material a dosificar.

2. Equipos de dosificación

Este elemento desempeña un papel fundamental en el proceso de dosificación, ya que es el encargado de extraer el material del silo, transportarlo y suministrarlo de forma controlada hasta la báscula de pesaje.

Al igual que ocurre con los silos, el tipo de extractor-dosificador, así como su diseño y dimensiones, dependen de las características del material a dosificar y del caudal que sea necesario transportar o aportar al proceso.

Entre los sistemas de dosificación más habituales se encuentran los dosificadores de banda, los tornillos sinfín, las canaletas vibrantes y las rotoválvulas. En determinadas aplicaciones, cuando no se requiere un elevado nivel de precisión, también es posible realizar la dosificación mediante compuertas de cierre tipo casco o de mariposa. No obstante, en estos casos el control del caudal de alimentación resulta más complejo.

En SOTECMA contamos con un departamento de I+D+i y con una instalación piloto destinada a realizar ensayos con aquellos productos que presentan mayores dificultades de dosificación. Asimismo, disponemos de una oficina técnica con amplia experiencia, capaz de determinar el sistema de dosificación más adecuado para cada aplicación.

3. Equipos de pesaje o medida

Este elemento es el encargado de indicar el peso o el volumen del material que está siendo aportado por el sistema de dosificación, por lo que su precisión resulta determinante para garantizar la exactitud del proceso. Al igual que en los equipos anteriores, el diseño del sistema de medida dependerá del comportamiento del producto y de la cantidad que deba dosificarse.

Cuando se trata de líquidos, la solución suele ser más sencilla. En la mayoría de los casos no es necesario realizar un pesaje, ya que la dosificación se lleva a cabo mediante contadores volumétricos, debido a que la densidad del producto suele mantenerse constante. No obstante, para seleccionar correctamente el tipo y tamaño del medidor es necesario tener en cuenta las características físicas y químicas del líquido, como la corrosividad, la temperatura, la viscosidad y el caudal requerido.

En el caso de los sólidos, salvo en aplicaciones muy concretas, la dosificación se realiza mediante sistemas gravimétricos. Esto requiere que el recipiente de pesaje tenga un diseño adaptado a las propiedades físicas del material, como la densidad, el ángulo de rozamiento interno, el ángulo de rozamiento con las paredes, la humedad y la cohesividad, además de sus características químicas.

Asimismo, es fundamental conocer la cantidad máxima que deberá pesarse para dimensionar correctamente las células de carga. Este aspecto determina la resolución de la báscula y, en consecuencia, la precisión y fiabilidad del sistema de dosificación.

4. Sistema de automatización y control

Para completar un sistema de dosificación, hoy en día resulta prácticamente imprescindible disponer de un sistema de automatización capaz de gestionar de forma precisa el funcionamiento de todos los equipos que intervienen en el proceso.

En SOTECMA contamos con un departamento especializado en control y automatización, donde desarrollamos el software de control y diseñamos los cuadros eléctricos necesarios para el funcionamiento automático de las instalaciones.

Gracias a estos sistemas es posible garantizar un control preciso del caudal de alimentación, optimizar la regulación del proceso de dosificación y obtener un elevado nivel de precisión en el pesaje, asegurando la repetibilidad y la calidad del producto final.

Tipos de sistemas de dosificación de sólidos y líquidos

Los sistemas de dosificación pueden clasificarse de dos formas. Según el método de medida utilizado, pueden ser gravimétricos (por peso) o volumétricos. Si se clasifican en función del tipo de proceso, pueden ser continuos o discontinuos (por lotes).

Dosificación gravimétrica continua

La dosificación gravimétrica continua es uno de los procesos de dosificación más complejos y, por lo general, se utiliza para sólidos. Su funcionamiento requiere un sistema de pesaje dinámico, capaz de medir de forma continua la cantidad de material que se aporta al proceso siguiente, normalmente un sistema de mezcla. Por ello, el diseño del equipo de pesaje constituye uno de los aspectos más críticos de este tipo de instalaciones.

En SOTECMA llevamos más de 30 años desarrollando sistemas de dosificación gravimétrica continua, apoyándonos en tecnologías como el pesaje dinámico sobre cinta transportadora y el sistema de dosificación por despesaje mediante tolva, un modelo de utilidad patentado por SOTECMA hace más de 20 años que permite alcanzar un mayor nivel de precisión.

Debido a su complejidad, este tipo de dosificación requiere siempre un sistema de control y automatización que garantice la estabilidad del proceso, la precisión del pesaje y la repetibilidad de la dosificación.

Este tipo de dosificación se aplica en nuestras plantas de grava-cemento o suelo-cemento para la dosificación continua y precisa del cemento sobre el árido, garantizando la homogeneidad de la mezcla y el cumplimiento de las especificaciones de cada proyecto.

Dosificación gravimétrica discontinua

La dosificación gravimétrica discontinua es el sistema más utilizado cuando se requiere una elevada precisión, ya que el pesaje se realiza de forma estática, permitiendo un ajuste muy preciso del caudal de alimentación antes de completar cada pesada. Además, su implantación resulta más sencilla que la de los sistemas de dosificación gravimétrica continua.

En cualquier sistema de pesaje es fundamental eliminar vibraciones y cualquier acción externa que pueda afectar a la precisión de la báscula, especialmente cuando se dosifican pequeñas cantidades de material, inferiores a 10 kg. Por este motivo, SOTECMA ha desarrollado y patentado una báscula de alta precisión con sistema de giro para el vaciado, completamente encapsulada para evitar la influencia de agentes externos y garantizar la máxima fiabilidad del pesaje.

Aunque este tipo de dosificación puede realizarse manualmente, mediante el arranque y parada de los equipos por parte del operario, esta opción no resulta recomendable. La automatización del proceso evita errores como la omisión de componentes, la duplicidad de dosificaciones o el exceso de material aportado por una parada tardía del equipo, garantizando así la repetibilidad del proceso y la calidad constante del producto final.

Este sistema de dosificación se utiliza en nuestras plantas de grava-cemento o suelo-cemento para la dosificación del agua, garantizando el aporte preciso de este componente y asegurando que la mezcla final alcance las condiciones de humedad y las prestaciones requeridas en cada aplicación.

Dosificación volumétrica discontinua

La única diferencia con el anterior es que el proceso se hace por lotes, pero no por ello se consigue más precisión, los equipos que se utilizan para medir suelen ser los mismos para ambos procesos.

Equipos de dosificación y pesaje

Dentro de nuestra gama de equipos y gracias a la experiencia adquirida durante muchos años de desarrollo de proyectos, destacan las siguientes soluciones:

Microdosificación de aditivos por volumen y por peso.
Dosificador continuo de cemento y agua para plantas de grava-cemento o suelo-cemento.
Pesaje dinámico sobre cinta transportadora.
Sistema de pesaje mediante báscula de precisión de volteo (patentado).
Dosificador portátil de aditivos sólidos para plantas asfálticas (patentado).
Silo dosificador de cal para tratamiento de aguas.
Sistemas completos de dosificación de aditivos químicos para plantas de fabricación de mortero seco y cemento cola.

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Plantas e instalaciones con sistemas de dosificación: