I requisiti di produzione più elevati in tutti i settori della movimentazione di materiali sfusi richiedono miglioramenti dell'efficienza nel modo più sicuro ed efficiente possibile, al minimo costo operativo. Con l'aumento di larghezza, velocità e lunghezza dei sistemi di trasporto, saranno necessari maggiore potenza e una produttività più controllata. A fronte di requisiti normativi sempre più stringenti, i leader aziendali attenti ai costi devono valutare attentamente quali nuove attrezzature e opzioni di progettazione soddisfino i loro obiettivi a lungo termine per ottenere il miglior ritorno sull'investimento (ROI).
La sicurezza potrebbe diventare una nuova fonte di riduzione dei costi. Nei prossimi 30 anni, è probabile che la percentuale di miniere e impianti di lavorazione con un'elevata cultura della sicurezza aumenti fino al punto da diventare la norma piuttosto che l'eccezione. Nella maggior parte dei casi, gli operatori sono in grado di rilevare rapidamente problemi imprevisti relativi alle attrezzature esistenti e alla sicurezza sul lavoro con solo piccole regolazioni della velocità del nastro. Questi problemi si manifestano in genere con perdite consistenti, maggiori emissioni di polvere, spostamenti del nastro e usura/guasti più frequenti delle attrezzature.
Grandi volumi sul nastro trasportatore creano più fuoriuscite e materiali volatili attorno al sistema su cui è possibile inciampare. Secondo l'Amministrazione per la sicurezza e la salute sul lavoro (OSHA) degli Stati Uniti, scivolamenti, inciampi e cadute sono responsabili del 15% di tutti i decessi sul lavoro e del 25% di tutte le richieste di risarcimento per infortuni sul lavoro. [1] Inoltre, le maggiori velocità del nastro rendono più pericolosi i punti di schiacciamento e caduta sui nastri trasportatori, poiché i tempi di reazione si riducono notevolmente quando gli indumenti, gli strumenti o gli arti di un lavoratore vengono colpiti da un contatto accidentale. [2]
Maggiore è la velocità del nastro trasportatore, maggiore è la sua deviazione dal percorso e maggiore è la difficoltà del sistema di tracciamento del nastro trasportatore nel compensare tale deviazione, con conseguenti perdite lungo l'intero percorso. A causa dello spostamento del carico, dell'inceppamento dei rulli o di altre cause, il nastro può entrare rapidamente in contatto con il telaio principale, strappandone i bordi e potenzialmente causando un incendio da sfregamento. Oltre alle implicazioni per la sicurezza sul lavoro, i nastri trasportatori possono diffondere l'incendio in tutta la struttura a velocità estremamente elevate.
Un altro rischio sul posto di lavoro, sempre più regolamentato, è rappresentato dalle emissioni di polveri. Un volume di carico maggiore comporta un peso maggiore a velocità del nastro più elevate, il che causa maggiori vibrazioni nel sistema e peggiora la qualità dell'aria a causa della polvere. Inoltre, le lame di pulizia tendono a perdere efficacia con l'aumentare del volume, con conseguente aumento delle emissioni fuggitive sul percorso di ritorno del trasportatore. Le particelle abrasive possono contaminare i componenti rotanti e causarne il grippaggio, aumentando il rischio di incendio per attrito e incrementando i costi di manutenzione e i tempi di fermo. Infine, una qualità dell'aria inferiore può comportare multe da parte degli ispettori e arresti forzati.
Con l'aumento della lunghezza e della velocità dei nastri trasportatori, le moderne tecnologie di tracciamento diventano sempre più importanti, in grado di rilevare piccole variazioni nel percorso del nastro e di compensare rapidamente peso, velocità e forze di deriva prima che sovraccarichino il sistema di tracciamento. Montati in genere ogni 21-50 metri (70-150 piedi) sui lati di ritorno e di carico – davanti alla puleggia di scarico sul lato di carico e alla puleggia anteriore sul lato di ritorno – i nuovi sistemi di tracciamento verticali utilizzano un innovativo meccanismo multi-cerniera. La tecnologia del moltiplicatore di coppia con gruppo braccio sensore rileva piccole variazioni nel percorso del nastro e regola istantaneamente una puleggia di rinvio in gomma piatta per riallineare il nastro.
Per ridurre i costi per tonnellata di materiale trasportato, molti settori stanno adottando nastri trasportatori più larghi e veloci. È probabile che il tradizionale design a fessura rimanga lo standard. Tuttavia, con l'adozione di nastri trasportatori più larghi e veloci, i trasportatori di materiali sfusi richiederanno significativi aggiornamenti a componenti più robusti come rulli tenditori, cunei e scivoli.
Il problema principale della maggior parte dei modelli di canaline standard è che non sono progettati per soddisfare le crescenti esigenze produttive. Scaricare materiale sfuso dallo scivolo di trasferimento su un nastro trasportatore in rapido movimento può alterare il flusso del materiale nello scivolo, causare un carico decentrato, aumentare le perdite di materiale e il rilascio di polvere dopo l'uscita dalla zona di sedimentazione.
I più recenti design delle conche aiutano a concentrare il materiale sul nastro in un ambiente ben sigillato, massimizzando la produttività, limitando le perdite, riducendo la polvere e minimizzando i comuni rischi di infortuni sul lavoro. Invece di far cadere i pesi direttamente sul nastro con un'elevata forza d'impatto, la caduta dei pesi viene controllata per migliorare le condizioni del nastro e prolungare la durata delle basi e dei rulli d'impatto, limitando la forza sui pesi nell'area di carico. La riduzione della turbolenza facilita l'impatto sul rivestimento antiusura e sulla gonna e riduce il rischio che il materiale corto rimanga incastrato tra la gonna e il nastro, il che può causare danni da attrito e usura del nastro.
La zona silenziosa modulare è più lunga e alta rispetto ai modelli precedenti, consentendo al carico di stabilizzarsi, offrendo più spazio e tempo all'aria di rallentare e consentendo alla polvere di depositarsi più accuratamente. Il design modulare si adatta facilmente a future modifiche del contenitore. Il rivestimento esterno antiusura può essere sostituito dall'esterno dello scivolo, anziché richiedere l'ingresso pericoloso nello scivolo come nei modelli precedenti. Le coperture dello scivolo con cortine antipolvere interne controllano il flusso d'aria lungo l'intera lunghezza dello scivolo, consentendo alla polvere di depositarsi sulla cortina e infine ricadere sul nastro in grandi grumi. Il sistema di tenuta a doppia gonna presenta una guarnizione primaria e una guarnizione secondaria in una striscia di elastomero bifacciale per aiutare a prevenire fuoriuscite e perdite di polvere da entrambi i lati dello scivolo.
Velocità del nastro più elevate comportano anche temperature di esercizio più elevate e una maggiore usura delle lame del pulitore. Carichi più grandi che si avvicinano ad alta velocità colpiscono le lame principali con maggiore forza, causando una più rapida usura di alcune strutture, una maggiore deriva e una maggiore produzione di polvere e perdite. Per compensare la minore durata delle apparecchiature, i produttori possono ridurre il costo dei pulitori a nastro, ma questa non è una soluzione sostenibile che non elimini i tempi di fermo aggiuntivi associati alla manutenzione del pulitore e alle occasionali sostituzioni delle lame.
Mentre alcuni produttori di lame faticano a tenere il passo con le mutevoli esigenze produttive, il leader del settore delle soluzioni per nastri trasportatori sta rivoluzionando il settore della pulizia offrendo lame realizzate in poliuretano ad alta resistenza appositamente formulate, ordinate e tagliate in loco per garantire un prodotto fresco e duraturo. Utilizzando tenditori a torsione, a molla o pneumatici, i pulitori primari non intaccano le cinghie e i giunti, ma rimuovono comunque la deriva in modo molto efficace. Per i lavori più impegnativi, il pulitore primario utilizza una matrice di lame in carburo di tungsteno disposte diagonalmente per creare una curva tridimensionale attorno alla puleggia principale. L'assistenza sul campo ha determinato che la durata di un pulitore primario in poliuretano è in genere 4 volte superiore a quella senza ritensionamento.
Grazie all'utilizzo di tecnologie all'avanguardia per la pulizia dei nastri, i sistemi automatizzati prolungano la durata delle lame e la salute del nastro eliminando il contatto tra lame e nastro quando il trasportatore è fermo. Il tenditore pneumatico, collegato al sistema ad aria compressa, è dotato di un sensore che rileva quando il nastro non è più carico e ritrae automaticamente le lame, riducendo al minimo l'usura inutile del nastro e del pulitore. Riduce inoltre lo sforzo di controllare e tendere costantemente le lame per prestazioni ottimali. Il risultato è una tensione della lama costantemente corretta, una pulizia affidabile e una maggiore durata della lama, il tutto senza l'intervento dell'operatore.
I sistemi progettati per percorrere lunghe distanze ad alta velocità spesso forniscono energia solo a punti critici come la puleggia di testa, ignorando l'adeguatezza di "sistemi intelligenti" automatizzati, sensori, luci, accessori o altre apparecchiature lungo il nastro trasportatore. elettricità. L'alimentazione ausiliaria può essere complessa e costosa, richiedendo trasformatori, condotti, scatole di giunzione e cavi sovradimensionati per compensare le inevitabili cadute di tensione durante lunghi periodi di funzionamento. L'energia solare ed eolica possono essere inaffidabili in alcuni ambienti, soprattutto nelle miniere, quindi gli operatori necessitano di metodi alternativi per generare elettricità in modo affidabile.
Collegando un microgeneratore brevettato a una puleggia di rinvio e sfruttando l'energia cinetica generata da una cinghia in movimento, è ora possibile superare le barriere di disponibilità legate all'alimentazione dei sistemi ausiliari. Questi generatori sono progettati come centrali elettriche autonome, che possono essere adattate a strutture di supporto della puleggia di rinvio esistenti e utilizzate praticamente con qualsiasi rullo in acciaio.
Il design utilizza un giunto magnetico per fissare un "arresto di azionamento" all'estremità di una puleggia esistente che corrisponde al diametro esterno. Il nottolino di azionamento, ruotato dal movimento della cinghia, si innesta nel generatore tramite alette di azionamento lavorate sull'alloggiamento. I supporti magnetici assicurano che i sovraccarichi elettrici o meccanici non arrestino il rullo, ma che i magneti si stacchino dalla superficie del rullo. Posizionando il generatore all'esterno del percorso del materiale, il nuovo design innovativo evita gli effetti dannosi di carichi pesanti e materiali sfusi.
L'automazione è la strada del futuro, ma con il pensionamento del personale di assistenza esperto e l'ingresso di giovani lavoratori sul mercato, le competenze in materia di sicurezza e manutenzione diventano più complesse e critiche. Sebbene siano ancora richieste conoscenze meccaniche di base, i nuovi tecnici di assistenza necessitano anche di conoscenze tecniche più avanzate. Questa divisione del lavoro renderà difficile trovare personale con competenze multiple, incoraggiando gli operatori a esternalizzare alcuni servizi professionali e rendendo più comuni i contratti di manutenzione.
Il monitoraggio dei nastri trasportatori, in termini di sicurezza e manutenzione preventiva, diventerà sempre più affidabile e diffuso, consentendo ai nastri trasportatori di operare in modo autonomo e di prevedere le esigenze di manutenzione. In futuro, agenti autonomi specializzati (robot, droni, ecc.) si occuperanno di alcuni dei compiti più pericolosi, soprattutto nelle miniere sotterranee, poiché il ritorno sull'investimento in termini di sicurezza fornisce ulteriori motivazioni.
In definitiva, la movimentazione economica e sicura di grandi volumi di materiali sfusi porterà allo sviluppo di numerose nuove e più produttive stazioni di movimentazione semi-automatiche per materiali sfusi. Veicoli precedentemente trasportati da camion, treni o chiatte, i trasportatori terrestri a lunga distanza che spostano i materiali da miniere o cave a magazzini o impianti di lavorazione, potrebbero persino avere un impatto sul settore dei trasporti. Queste reti di lavorazione a lunga distanza e ad alto volume sono già state implementate in alcune località difficili da raggiungere, ma potrebbero presto diventare comuni in molte parti del mondo.
[1] “Identificazione e prevenzione di scivolamenti, inciampi e cadute;” [1] “Identificazione e prevenzione di scivolamenti, inciampi e cadute;”[1] “Rilevamento e prevenzione di scivolamenti, inciampi e cadute”;[1] Riconoscimento e prevenzione di scivolamenti, inciampi e cadute, Occupational Safety and Health Administration, Sacramento, CA, 2007. https://www.osha.gov/dte/grant_materials/fy07/sh-16625-07/ slipstripsfalls.ppt
[2] Swindman, Todd, Marty, Andrew D., Marshall, Daniel: “Fondamenti sulla sicurezza dei trasportatori”, Martin Engineering, Sezione 1, p. 14. Worzalla Publishing Company, Stevens Point, Wisconsin, 2016 https://www.martin-eng.com/content/product/690/security book
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