Qué es una tolva

La función de una tolva es convertir una carga irregular en una descarga controlada. El material puede llegar de golpe (un camión, un supersaco, un transportador) y la tolva lo entrega poco a poco al equipo que sigue: un alimentador, una válvula rotatoria, un transportador helicoidal, una báscula o una envasadora.

La diferencia con un silo es de escala y de propósito. El silo almacena grandes volúmenes por periodos largos; la tolva suele ser más pequeña y sirve de paso o de pulmón dentro del proceso. Aun así, la parte inferior de un silo también es una tolva, y los problemas de flujo son los mismos.

Por su forma

• Cónica: sección circular que converge en una salida redonda. Es la más común en silos y tolvas de proceso.
• Piramidal o rectangular: cuatro paredes inclinadas. Se adapta bien a estructuras cuadradas, pero las esquinas (valles) son puntos donde el material tiende a quedarse.
• De cuña o de ranura: dos paredes inclinadas y dos verticales, con una salida alargada. Se usa sobre alimentadores y transportadores helicoidales.
• Asimétrica o excéntrica: una pared vertical y las demás inclinadas, útil cuando el espacio es limitado.

Por su función

• Tolva de recepción o de carga: recibe material de camiones, sacos o supersacos.
• Tolva de alimentación o dosificación: entrega material a un alimentador vibratorio, a una válvula rotatoria o a un transportador.
• Tolva de pesaje: montada sobre celdas de carga para pesar lotes.
• Tolva de colector de polvo: recibe el polvo que cae de los filtros de un colector de polvo y lo descarga a un contenedor.
• Tolva vibratoria: combina almacenamiento con una cubeta vibratoria para alimentar piezas a un orientador. Las fabricamos dentro de nuestro equipo vibratorio.

Por material, la mayoría se fabrica en acero al carbón; en la industria alimenticia y farmacéutica se usa acero inoxidable por higiene y limpieza.

Hay dos patrones de flujo, y entenderlos explica la mayoría de los atascos:

• Flujo másico: todo el material se mueve al mismo tiempo cuando se abre la descarga. Lo primero que entra es lo primero que sale, no quedan zonas muertas y la descarga es uniforme. Requiere paredes más inclinadas y lisas.
• Flujo de embudo: solo se mueve un canal al centro, encima de la salida, y el material junto a las paredes queda quieto hasta que la tolva se vacía. Es común en tolvas con paredes poco inclinadas y produce zonas muertas, segregación y el llamado “agujero de rata”.

El patrón depende del ángulo de las paredes, de la fricción entre el material y la pared, y del tamaño de la salida. Por eso una tolva que funciona bien con un material puede atorarse con otro.

• Puente o arco: el material forma un arco estable sobre la salida y deja de caer. Ocurre con materiales cohesivos o húmedos, o con partículas grandes en relación con la salida.
• Agujero de rata: en flujo de embudo, se vacía un canal vertical y el resto del material queda pegado a las paredes.
• Adherencias: capas de material que se pegan al cono y reducen la sección útil.
• Apelmazamiento: el material se compacta o forma terrones por humedad, temperatura o tiempo de reposo.
• Inundación: polvos muy finos y aireados que salen de golpe, como un líquido, y desbordan el equipo que sigue.

1. Diseña según el material: el ángulo de las paredes y el tamaño de la salida se definen a partir de las propiedades del material, no por costumbre. En materiales difíciles conviene hacer pruebas de flujo.
2. Cuida las superficies: paredes lisas, sin soldaduras salientes ni cambios bruscos de sección. En las tolvas piramidales, los valles son el punto crítico.
3. Controla la operación: evita que el material repose mucho tiempo, controla la humedad y vigila el nivel con sensores de nivel para no llenar ni vaciar de más.
4. Agrega una ayuda de flujo: los vibradores para tolvas y silos rompen puentes y desprenden adherencias; los aireadores fluidizan polvos finos con aire; y los fondos vibratorios mueven todo el cono en silos con problemas severos.
5. Usa el dispositivo de descarga correcto: un alimentador vibratorio o una válvula rotatoria entrega un flujo constante y evita la inundación de polvos.

Si eliges un vibrador, recuerda montarlo en la pared inclinada, entre 1/4 y 1/3 de la altura del cono medida desde la salida, sobre un canal de refuerzo, y operarlo solo cuando la descarga está abierta. Los tipos disponibles (eléctricos, neumáticos y electromagnéticos) se comparan en tipos de vibradores industriales y cómo elegir el correcto.