Un transportador de banda con tacos o empujadores (N. B.: los términos «empujador» y «taco» son intercambiables; en adelante usaremos siempre «taco» en este documento) funciona en pendientes y resuelve un problema que una banda plana a menudo no puede resolver. Las bandas con tacos de Volta son bandas homogéneas con tacos fijados mediante soldadura por alta frecuencia. Su uso principal es mover el producto en una pendiente ascendente o descendente demasiado pronunciada para controlar el flujo. Otros usos incluyen mantener las porciones en su lugar durante el corte o el porcionado, separar el flujo de producto para evitar la contaminación o regular la llegada de material a la siguiente estación, y separar artículos en las líneas de envasado.

Los tacos son perfiles que crean una barrera en toda o parte de la anchura de la banda; están fabricados con un material compatible y pegados o soldados a la banda base para crear espacios intermitentes que retienen el producto e impiden que retroceda. Si un transportador tiene una inclinación superior a unos 30 grados, normalmente llevará una banda con tacos.

En las bandas monolíticas homogéneas, los tacos se fabrican con un material termoplástico homogéneo de un espesor adecuado a su altura y a la carga de producto. Normalmente se fijan mediante soldadura por alta frecuencia que, combinada con moldes bien diseñados, crea un radio liso y fácil de limpiar en la unión con la banda base, sin una costura visible donde puedan acumularse bacterias. Un radio de 3 mm es adecuado para arrastrar la suciedad durante el lavado. Combinada con la flexibilidad natural del material homogéneo, la soldadura HF es lo bastante resistente para soportar una carga determinada sin riesgo de desprendimiento de tacos, un tipo de daño recurrente en otros tipos de bandas plásticas. Se trata a la vez de un fallo mecánico y de un riesgo higiénico, ya que el taco roto puede entrar en el flujo de producto sin ser detectado.

La altura y el paso de los tacos pueden ajustarse a un caudal de producto determinado y pueden calcularse y diseñarse de forma fiable a partir de la densidad aparente del producto. Especificar una geometría de tacos incorrecta puede significar que todo el transportador no esté diseñado para las necesidades del procesador; también puede tenerse en cuenta el crecimiento futuro si el procesador y sus asesores lo tienen presente. Además, puede poner en peligro la seguridad alimentaria por sobrecarga de los tacos, lo que puede dañar el producto y la banda.

Por el contrario, si el diseño de los tacos está sobredimensionado por no haber hecho cálculos, el transportador puede resultar excesivamente caro e infrautilizado, desperdiciando la inversión, la electricidad y el espacio. Este artículo describe cuándo una banda con tacos es la solución adecuada, qué se necesita para especificarla correctamente y qué estándares de fabricación distinguen una banda con tacos segura y duradera de otra que crea más problemas de los que resuelve.

Por qué falla una banda plana en las pendientes

Una banda plana es eficaz para mantener inmóviles la mayoría de los productos en un plano horizontal e incluso con pequeños ángulos de inclinación, pero la gravedad acaba jugando en su contra cuando el ángulo supera lo que el producto puede soportar y este empieza a deslizarse hacia atrás sobre la banda en movimiento. Esto puede ocurrir con productos resbaladizos (p. ej., pescados grandes) o redondos (p. ej., dátiles frescos y bayas), que incluso pueden deslizarse hacia atrás en una banda horizontal rápida. Con otros productos, incluso pendientes muy suaves pueden bastar para provocar el retroceso (p. ej., las patatas). El resultado es que el producto se amontona en la cola o cae directamente del transportador. Esto interrumpe la alimentación del siguiente proceso y hace que el caudal sea irregular; además, la acumulación puede provocar fallos de la banda por sobrecarga y llevar el producto a zonas donde no debe estar: el suelo o, peor aún, el interior del transportador y el recorrido de la banda.

Líneas de porcionado

Las líneas de porcionado, separación y envasado presentan otra versión del mismo problema. Una banda plana mueve todo a la misma velocidad, sin nada que regule el espaciado. Cuando la línea alimenta un sistema de dosificación o de envasado de porciones pesadas, mantener una separación física entre las porciones puede facilitar y acelerar el proceso. Una envasadora vertical (VFFS) deposita paquetes sellados y separados bajo la llenadora, y a menudo esos paquetes se conducen a la siguiente etapa de encajado mediante pequeños transportadores descendentes con tacos que evitan daños en el producto y regulan el flujo.

En otra variante utilizada en los mataderos, los lotes de despojos u órganos se mantienen separados mientras se comprueba que la carne es apta para el consumo humano. Esto permite conservar un valioso subproducto: sin una separación hermética entre los lotes de órganos en la banda, un lote no apto se mezclaría con los demás órganos presentes en el transportador en ese momento y los contaminaría, y todo se perdería.

Los tacos resuelven todos los problemas mencionados creando simplemente una barrera física integrada en la banda. Una banda encargada por error sin tacos fallará, pero hay muchos fallos que pueden producirse por no tener en cuenta las variables del diseño de los tacos. Como se ha señalado, la altura, el paso y el espesor desempeñan un papel, y la fiabilidad mecánica e higiénica de los tacos mejora notablemente al elegir bandas termoplásticas.

Como nota adicional, un fallo habitual se produce al intentar elevar cargas pesadas. El caso más común en el procesamiento de alimentos es el transporte de bloques congelados de 25 kg, un reto que las bandas con base textil no pueden superar y en el que las bandas modulares sufren daños catastróficos. Las bandas termoplásticas pueden reforzarse con cartelas para soportar cargas, otro parámetro de diseño que exige un cálculo preciso y una solución de ingeniería.

Cómo determina la geometría de los tacos el rendimiento

Las principales características de diseño de los tacos son la altura, la longitud, el paso y la forma. Al poner en marcha un nuevo elevador suele haber más libertad para diseñar soluciones alternativas que al sustituir una banda existente. Aun así, incluso una renovación puede mejorar el rendimiento en muchos casos, y conviene evaluar cuidadosamente la necesidad y estudiar en qué aspectos la banda que se va a sustituir no cumplió las expectativas. Una banda con tacos de Volta aporta una mejora inmediata en higiene y vida útil, pero en muchos casos el conocimiento técnico experto y los diseños modificados pueden mejorar el rendimiento global. La mayor parte de lo que sigue se refiere a transportadores nuevos.

Acertar con el diseño requiere cierta información básica: el ángulo del transportador, la densidad aparente del producto (en pocas palabras, cuántos kg hay en un metro cúbico), la confirmación de que el flujo es bastante constante (no por lotes intermitentes) y la evaluación de restricciones como la velocidad de la banda, que pueden derivarse del proceso en cuestión o del espacio donde funciona el transportador.

Por lo general, más de una configuración de los parámetros variables puede dar lugar a un diseño aceptable. El objetivo es sencillo: mover una cantidad determinada de uno o varios productos en un periodo de tiempo definido. Al comparar opciones, debe tenerse en cuenta tanto el coste de la banda como el coste total del transportador, ya que este puede verse afectado en algunos casos.

Lo primero es establecer los parámetros invariables, principalmente la densidad aparente del producto y probablemente el ángulo de inclinación. (Una pequeña excepción puede darse cuando el emplazamiento dispone de espacio libre para situar el pie de un nuevo elevador más cerca o más lejos del punto de descarga. Si la base del transportador se acerca al punto de descarga, el transportador será más corto, lo que puede abaratarlo, pero el ángulo de inclinación más pronunciado reducirá la capacidad de carga de los tacos al disminuir su llenado y aumentará además el esfuerzo total de una carga determinada sobre la banda). Como se verá en las breves notas sobre el diseño de los tacos que siguen, distintos diseños para una misma aplicación pueden afectar al diseño del transportador.

Cada banda base de un transportador tiene un «diámetro mínimo de tambor» definido. Este puede verse afectado por la velocidad de la banda y por la temperatura ambiente y del producto.

La velocidad de la banda suele ser variable, pero la mayoría de los elevadores del procesamiento de alimentos funcionan a velocidades de entre 15 y 25 metros por minuto. Estas velocidades no afectan a una banda termoplástica a temperatura ambiente, pero en ambientes fríos pueden ser necesarios tambores más grandes. Hacer funcionar una banda a alta velocidad en ambientes fríos o de congelación suele exigir tambores más grandes que a una velocidad media y a temperatura ambiente.

Si el transportador se utiliza para transportar distintos productos, debe hacerse un cálculo independiente para cada tipo de producto teniendo en cuenta su densidad aparente y el caudal horario previsto. Sin embargo, si el caudal previsto es idéntico para todos los productos (p. ej., 1000 kg/hora independientemente del producto), se utiliza el producto de menor densidad aparente para determinar los parámetros de los tacos, ya que será el que necesite el mayor volumen entre tacos (una pequeña excepción puede darse cuando los «ángulos de reposo» son radicalmente distintos; este término se explicará más adelante).

Las principales variables de los tacos son el espesor, la altura, la longitud y el paso (la distancia entre dos tacos).

Como se ha mencionado, el espesor dependerá de la altura del taco y de la carga de producto prevista.

Los tacos soldados sobre una banda aumentan el «tambor mínimo» utilizable, lo que afecta al coste total del transportador. Sin embargo, las distintas alturas, longitudes y pasos de los tacos no modifican este requisito.

Una vez comprendidas las pautas anteriores, supongamos que tenemos el siguiente planteamiento: un producto con una densidad aparente y un caudal horario requerido conocidos, un ángulo de inclinación determinado y una velocidad de banda estimada. Es prudente añadir al caudal cualquier aumento previsto para los próximos años, de modo que el transportador no quede obsoleto demasiado pronto.

Ahora debemos definir qué altura, longitud, forma y paso de los tacos proporcionan el caudal necesario. En todos los casos funcionarán varios diseños: por ejemplo, imagine un taco alto y largo colocado con un paso amplio frente a tacos bajos y cortos colocados más juntos.

Para valorar cuál es el óptimo, debemos considerar dos parámetros relacionados con el producto: el ángulo de reposo (mencionado anteriormente) y un «coeficiente» de llenado estimado.

Ambos parámetros están relacionados en cierta medida. El ángulo de reposo es el punto en el que un material a granel deja de apilarse y se desmorona dejando una pendiente a cada lado. A modo de comparación, cereales como el trigo y la cebada se desmoronan a 21-22°, mientras que el azúcar moreno pegajoso puede acercarse a los 60° y aumentar así el volumen retenido por cada taco. El coeficiente de llenado es una estimación fundamentada del porcentaje del volumen máximo de un taco que se llenará. Si comparamos un taco alto y uno bajo con el mismo paso y la misma velocidad de banda, el coeficiente de llenado será menor en el taco alto, y es posible que hayamos asumido el coste de tacos más grandes sin motivo. Aumentar la altura de los tacos no siempre incrementa el caudal real. Un taco más largo en una banda más ancha también puede aumentar el caudal y ser más eficiente si la alimentación está repartida, pero ensancha tanto el transportador como la banda. Si los tacos están demasiado juntos, puede que no lleguen a llenarse al máximo con un producto determinado o que, por la velocidad de la banda, no haya tiempo suficiente para un buen llenado. Por el contrario, con un producto frágil que requiere cierta separación, pueden ser preferibles más tacos.

En algunos casos, sobre todo en bandas anchas, los tacos pueden soldarse en filas con espacios entre ellas. Esto ofrece más opciones para mantener la banda en su sitio en el ramal de retorno.

Estas son las variables que deben combinarse en un modelo bien pensado para maximizar la eficiencia y minimizar el coste del transportador y de la banda.

La forma de los tacos también puede ayudar a alcanzar el caudal requerido. Los tacos «de cuchara» tienen un labio doblado que retiene aproximadamente un 20 % más de producto; son habituales en elevaciones de más de unos 60° y se convierten en una necesidad prácticamente imprescindible en muchos casos con pendientes de más de 75°. Debido a la inclinación tan pronunciada, el volumen de transporte disponible por taco es bajo, por lo que el volumen adicional que aporta la forma «de cuchara» ayuda a compensar el caudal y garantiza que el producto no se derrame durante la subida.

Por último, como se ha indicado, un producto resbaladizo o casi esférico puede rodar hacia atrás en una banda horizontal. En este caso pueden añadirse perfiles que empujen el producto a lo largo de la banda. Algunas texturas extruidas, como la «Crescent Top» de Volta, lo consiguen sin soldar elementos adicionales; en otros casos se sueldan perfiles, y una opción habitual son los perfiles en V que forman un patrón en espiga.

Volta ofrece asesoramiento para la reconfiguración de bandas existentes y el diseño de nuevos transportadores.

Material y fabricación: qué diferencia un taco seguro de uno de riesgo

Desde el punto de vista de la seguridad alimentaria, los tacos son una superficie en contacto con los alimentos. Por ello, el Reglamento (CE) 1935/2004 de la UE sobre materiales en contacto con alimentos y los requisitos de cumplimiento de la FDA para el contacto con alimentos se aplican igual que a cualquier material que esté habitualmente en contacto con alimentos. No es un tecnicismo: somete la «fabricación», es decir, la fijación de los tacos, a las exigencias del diseño higiénico.

La fabricación está llena de escollos, tanto en el material elegido para el taco como en el método de unión a la banda base.

Los tacos deben fabricarse con un solo material y no contener tejido. Deben tener bordes lisos y acabados, sin marcas de mecanizado ni rebabas de corte.

Un taco pegado a la banda con adhesivo tiene una unión química que se debilita con el tiempo debido a la carga continua y a la flexión resultante. Incluso antes de usarse, en estado nuevo, este tipo de taco ya supone un riesgo higiénico, ya que la acción capilar puede hacer que los patógenos penetren en la unión. Incluso un taco soldado por alta frecuencia no forma un radio higiénico en su base si el molde tiene una forma imperfecta. La costura visible, aparentemente insignificante, no es ningún obstáculo para las bacterias. E. coli tiene una anchura de aproximadamente 1 micra, y Salmonella y Listeria son aún más estrechas y pueden alojarse en cualquier imperfección, favorecidas por el agua contenida en el producto o por el agua utilizada para limpiar la banda. Aunque el molde suelde perfectamente un taco, si no crea este radio, el pie del taco junto a la banda base es una «zona muerta» donde los fluidos de limpieza no tienen suficiente esfuerzo cortante de pared para arrastrar la suciedad. Las directrices de EHEDG sobre diseño higiénico establecen como definición general de radio suficiente R3 mm. Las fabricaciones de tacos de Volta se basan en esta regla.

En resumen, el enfoque de Volta para las bandas con tacos elimina los riesgos de fabricación cortando los tacos a partir de materiales homogéneos en maquinaria especializada y garantizando que se unan de forma higiénica a la banda base, sin adhesivo, sin defectos en la costura y sin zonas muertas donde los restos de alimentos atrapados puedan albergar patógenos. Curiosamente, a raíz de un reciente fallo en la detección de Listeria en una planta de procesamiento, el USDA-FSIS acaba de anunciar un muestreo con hisopo más estricto en las superficies en contacto con alimentos. Utilizar bandas correctamente diseñadas no es una póliza de seguro, es una necesidad.

Otro aspecto del diseño de los tacos es la estabilidad mecánica. Volta calcula la carga y las fuerzas y selecciona tacos que no se desprenderán en un uso normal. Este es un punto crítico de fallo de los tacos de las bandas modulares, en los que se ha observado que desprenden habitualmente fragmentos que a menudo acaban sin detectarse en el flujo de producto. El plástico duro y rígido de los tacos modulares no es apto para impactos ni cargas, y un estudio académico reciente ha señalado otra consecuencia preocupante: el desgaste continuo del plástico puede depositar en el flujo de producto micro y nanopartículas portadoras de patógenos. Las bandas modulares son especialmente propensas a ello, al igual que otras bandas plásticas sin suficiente resistencia a la abrasión.

Las bandas de grado alimentario de Volta cumplen con la FDA y cuentan con certificación de contacto con alimentos de la UE en toda la gama, y esa conformidad se extiende a los tacos como parte de la misma construcción homogénea. También se someten a pruebas de resistencia a la abrasión (DIN 53516) y superan a todas las demás bandas termoplásticas.

Cómo especificar la banda con tacos adecuada: la lista de comprobación que realmente importa

Diseñar la banda con tacos adecuada se reduce a una lista definida de parámetros que deben considerarse antes de cualquier decisión de fabricación.

En resumen: el producto debe transferirse de forma limpia y eficiente, con un volumen horario suficiente para justificar la inversión y evitar un cuello de botella antes o después del transportador en la línea. La banda debe permitir descargar la mayor cantidad posible de material sin derrames por los laterales o por debajo, y debe ajustarse en la medida de lo posible a los tres principios fundamentales del diseño higiénico: limpiabilidad, accesibilidad y drenabilidad.

Como se ha indicado, la primera etapa consiste en evaluar y anotar las restricciones. En una renovación, puede que estas no permitan ningún cambio de diseño, mientras que en un elevador nuevo hay más margen. Tras considerar los parámetros tratados anteriormente, la clave está en evaluar el flujo de material y el diseño de la zona de alimentación para permitir una carga correcta en la banda, así como los probables efectos de los impactos sobre los tacos.

Por último, en algunos casos, como cuando se transporta producto pegajoso, una banda texturizada y tacos texturizados pueden formar parte de la solución global.

Un tema que no se examina a fondo en este artículo (en el que la densidad aparente y el caudal no son las cuestiones principales) es cuando la banda debe elevar cargas pesadas, normalmente bloques individuales de material. Volta dispone de soluciones para subir por pendientes incluso bloques congelados de 40 kg, y nuestras soluciones de ingeniería únicas no tienen rival en calidad y eficiencia, lo que demuestra que Volta define los estándares más altos del sector en higiene y excelencia mecánica.

Con cargas más pesadas, las bandas de accionamiento positivo de Volta demuestran todo su valor: eliminan cualquier deslizamiento de la banda y permiten utilizar motores de menor consumo eléctrico.

Las herramientas de soldadura y fabricación de Volta permiten el empalme de bandas con tacos, de modo que su sustitución en una nave de producción no requiere el laborioso desmontaje de los ejes. Un equipo de mantenimiento bien formado puede instalar una banda con tacos in situ en el menor tiempo posible, algo fundamental porque las plantas de procesamiento de alimentos trabajan sin parar durante las campañas o los periodos de gran actividad, cuando no es posible realizar un mantenimiento planificado. Las averías, por definición, se producen durante el trabajo, y cada hora de inactividad ahorrada es un recurso valioso.