Un sinfín mal dimensionado da problemas desde el primer día: no llega a la capacidad prevista, se atasca, se desgasta antes de tiempo o lleva un motor mucho mayor de lo necesario. Dimensionar un sinfín correctamente consiste en elegir el diámetro, el paso, la velocidad y la potencia adecuados para el material y la instalación. En CALGE diseñamos y fabricamos sinfines a medida en nuestro taller de Galdames (Bizkaia), y en este artículo explicamos los pasos básicos del cálculo con un ejemplo práctico.
1. Los datos de partida
Antes de hacer ningún número, hay que conocer bien qué se va a transportar y cómo:
- Material: densidad aparente (t/m³), tamaño de partícula, humedad, temperatura, abrasividad, si es pegajoso, corrosivo o frágil.
- Capacidad requerida: en t/h o m³/h, y si debe ser constante (dosificación) o solo de transporte.
- Recorrido: longitud entre ejes de carga y descarga, e inclinación.
- Condiciones de carga: desde tolva, silo, filtro u otro transportador; si la alimentación es regular o llega a golpes.
Con la densidad aparente se pasa la capacidad de t/h a m³/h, que es el dato con el que se trabaja en el cálculo de volumen.
2. El grado de llenado
Un sinfín no trabaja lleno. El grado de llenado es la fracción de la sección que ocupa el material, y depende sobre todo de lo abrasivo y difícil que sea:
| Tipo de material | Ejemplos | Grado de llenado orientativo |
|---|---|---|
| Ligero, fluido, no abrasivo | Cereales, harinas, serrín | 40–45 % |
| Medio, poco abrasivo | Cal, carbón fino, granulados | 30 % |
| Pesado o abrasivo | Arena, cenizas, cemento, áridos | 15–25 % |
Cuanto más abrasivo es el material, menor llenado y menor velocidad, para reducir el desgaste de espira y carcasa.
3. La relación entre capacidad, diámetro, paso y velocidad
La capacidad volumétrica de un sinfín se estima con esta expresión:
Q (m³/h) = 60 × (π × D² / 4) × S × n × φ × C
- D: diámetro de la espira (m).
- S: paso de la espira (m). Lo habitual es un paso igual al diámetro; en dosificadores o tramos inclinados se usan pasos menores.
- n: velocidad de giro (rpm).
- φ: grado de llenado (tabla anterior).
- C: coeficiente de reducción por inclinación (1 en horizontal).
El cálculo es iterativo: se elige un diámetro, se calcula la velocidad necesaria y se comprueba que está dentro de lo razonable para ese diámetro y ese material. Si la velocidad sale demasiado alta, se sube al diámetro siguiente. Como regla general, los materiales abrasivos y los diámetros grandes admiten velocidades más bajas.
4. El efecto de la inclinación
Al inclinar el sinfín, parte del material retrocede y la capacidad baja. De forma orientativa, el coeficiente de reducción es aproximadamente:
| Inclinación | 0° | 5° | 10° | 15° | 20° |
|---|---|---|---|---|---|
| Coeficiente C | 1 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,65 |
Para inclinaciones mayores se suele recurrir a sinfines tubulares con paso reducido, mayor velocidad o diseños específicos para transporte vertical.
5. Estimación de la potencia
Una forma habitual de estimar la potencia necesaria en el eje es:
P (kW) ≈ Qₜ × (λ × L + H) / 367
- Qₜ: capacidad en t/h.
- L: longitud del sinfín (m).
- H: altura de elevación (m), cero en horizontal.
- λ: coeficiente de resistencia del material, que va desde valores en torno a 1,2 para cereales y harinas hasta 4 o más para materiales abrasivos o pegajosos.
A este valor se le suman las pérdidas en vacío, en rodamientos y en el reductor, y se aplica un margen de seguridad para arranques en carga y atascos puntuales.
Ejemplo práctico
Queremos transportar 12 t/h de harina (densidad aparente aproximada 0,6 t/m³) en un sinfín horizontal de 8 m.
- Capacidad volumétrica: 12 / 0,6 = 20 m³/h.
- Material ligero y no abrasivo: grado de llenado φ = 0,45.
- Probamos con D = 250 mm y paso S = 250 mm: cada rpm mueve 60 × (π × 0,25² / 4) × 0,25 × 0,45 ≈ 0,33 m³/h.
- Velocidad necesaria: 20 / 0,33 ≈ 60 rpm, un valor razonable para ese diámetro y material.
- Potencia en el eje: 12 × (1,2 × 8) / 367 ≈ 0,3 kW. Con pérdidas y margen, un motorreductor de 0,75 kW sería una elección prudente.
Es un cálculo orientativo: en un proyecto real hay que confirmar las propiedades del material, la forma de alimentación y las condiciones de arranque.
Otros aspectos que no hay que olvidar
- Soportes intermedios en sinfines largos, para limitar la flecha del eje.
- Holgura entre espira y carcasa adecuada al tamaño de partícula.
- Materiales y espesores según abrasividad: acero al carbono, inoxidable o recubrimientos antidesgaste.
- Bocas de carga y descarga bien dimensionadas para que el sinfín no se inunde ni se vacíe a golpes.
- Variador de frecuencia si se necesita regular el caudal.
Sinfines a medida con CALGE
En CALGE fabricamos sinfines transportadores para materiales sólidos y granulados, en acero al carbono, inoxidable y materiales especiales. Nuestro departamento de ingeniería realiza el cálculo de cada equipo según el material y la instalación, y también reparamos sinfines y fabricamos espiras de repuesto bajo plano o muestra.
Preguntas frecuentes
¿Qué datos necesito para dimensionar un sinfín?
La capacidad requerida, la densidad aparente del material, sus características (abrasividad, humedad, temperatura, si es pegajoso), la longitud del recorrido y la inclinación.
¿Qué es el grado de llenado de un sinfín?
Es el porcentaje de la sección de la carcasa que ocupa el material. Suele estar entre el 15 % para materiales abrasivos y el 45 % para materiales ligeros y fluidos.
¿Cómo afecta la inclinación a la capacidad?
La reduce, porque parte del material retrocede. A 15° la capacidad puede quedarse en torno al 70 % de la horizontal, por lo que hay que compensarlo con más diámetro, más velocidad o menor paso.
¿Qué velocidad de giro es la adecuada?
Depende del diámetro y del material. Los sinfines grandes y los materiales abrasivos trabajan a velocidades más bajas para limitar el desgaste; los materiales ligeros admiten velocidades mayores.
¿Puede CALGE calcular y fabricar mi sinfín?
Sí. CALGE calcula, diseña y fabrica sinfines a medida en su taller de Galdames (Bizkaia), y también repara y sustituye espiras y ejes de sinfines existentes.
¿Necesitas dimensionar un sinfín?
Envíanos los datos de tu material y de la instalación, y te ayudamos a definir el equipo adecuado. Contacta con CALGE o llámanos al 946 10 00 05.
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