Transporte neumático de fase densa vs. fase diluida: diferencias y cuándo usar cada uno

En la fase diluida el material viaja suspendido en una corriente de aire a alta velocidad y baja presión; en la fase densa se mueve a baja velocidad, en tapones o capas, empujado por aire a mayor presión. La fase diluida suele tener menor inversión inicial y es muy versátil; la fase densa reduce el desgaste de la tubería y la degradación de materiales frágiles o abrasivos. La elección depende del material, la distancia, la capacidad y el cuidado que requiera el producto.

A continuación explicamos cómo funciona cada modo, sus ventajas y limitaciones, y los criterios prácticos para decidir entre uno y otro al diseñar o modernizar sistemas de transporte neumático.

En la fase diluida, un soplador o una bomba de vacío genera un flujo de aire con velocidad suficiente para mantener las partículas en suspensión a lo largo de toda la tubería. La proporción de material respecto al aire es baja, de ahí el nombre "diluida".

Puede operar a presión positiva (empujando el material desde un punto de alimentación hacia uno o varios destinos) o al vacío (aspirando desde uno o varios puntos hacia un receptor). La alimentación a presión suele hacerse con una válvula rotatoria, que introduce el material a la línea y limita la fuga de aire.

• Ventajas: diseño relativamente sencillo, menor costo inicial, flexibilidad para varios puntos de carga y descarga, y buena aplicación con materiales finos que fluyen bien.
• Limitaciones: la alta velocidad aumenta el desgaste en codos y tuberías con materiales abrasivos, puede romper partículas frágiles (generando finos) y suele consumir más aire por kilogramo transportado.

En la fase densa el material se introduce en la línea, normalmente desde un recipiente a presión, y avanza a baja velocidad formando tapones, dunas o una capa en el fondo de la tubería. Se usa poco aire en relación con la cantidad de material, pero a una presión mayor.

• Ventajas: menor desgaste de la tubería y los codos, menor rotura y segregación de partículas, menor consumo de aire por kilogramo y, con frecuencia, filtros más pequeños en el destino.
• Limitaciones: mayor inversión inicial, equipos a presión que requieren diseño y mantenimiento cuidadosos, y no todos los materiales forman tapones estables.

Entre ambos extremos existe la llamada fase semidensa o de velocidad intermedia, que busca un equilibrio entre la sencillez de la fase diluida y el trato más cuidadoso de la fase densa.

• Materiales finos o granulares no abrasivos y no frágiles, como harinas, azúcar, almidones o muchos polvos químicos.
• Distancias y capacidades moderadas.
• Instalaciones con varios puntos de carga o descarga, donde el vacío facilita recoger material de distintos lugares.
• Proyectos donde el costo inicial y la sencillez de operación pesan más que el consumo de energía.

• Materiales abrasivos (arena, cemento, sílice, ciertos minerales) que desgastarían rápidamente la tubería a alta velocidad.
• Materiales frágiles o mezclas que no deben romperse ni segregarse, como algunos granulados, gránulos recubiertos o mezclas formuladas.
• Pellets plásticos donde se busca reducir la formación de finos y "serpentinas" por fricción.
• Distancias largas o capacidades altas donde el menor consumo de aire por kilogramo compensa la inversión.

Aunque cambian el tamaño y el tipo de equipo, ambos sistemas comparten una estructura similar:

• Fuente de aire: soplador, bomba de vacío o compresor.
• Alimentador: válvula rotatoria, eductor, alimentador de vacío o recipiente a presión.
• Línea de transporte: tubería, coples y codos de radio adecuado para el material.
• Desviadores para enviar el material a distintos destinos.
• Recepción y filtrado: silo o tolva con colector de polvo o filtro de venteo.
• Ayudas de flujo: aireadores en tolvas y silos para que el material descargue de forma constante hacia el alimentador.

1. Material y sus propiedades: densidad aparente, granulometría, abrasividad, humedad, temperatura y fragilidad.
2. Capacidad requerida (t/h o kg/h) y régimen de operación (continuo o por lotes).
3. Recorrido: distancia horizontal, altura vertical, número de codos y puntos de carga y descarga.
4. Condiciones del sitio: espacio, disponibilidad de aire comprimido y energía, y requisitos de higiene o de manejo de polvos combustibles.

Con estos datos, el proveedor puede proponer el modo de transporte y dimensionar tubería, fuente de aire y alimentador. En materiales poco conocidos es recomendable realizar pruebas de transporte.