Introducción. Esta Norma Internacional tiene por objeto entregar un método simple para el cálculo del diseño de los transportadores. Y aunque la norma misma, dice que es limitada en términos de precisión, estudio realizado por Proconm y expuesto en Belt 2009, Comparación Métodos de Cálculo con la Realidad, muestra lo contrario. Es el método que más se puede aproximar a la realidad, si bien se selecciona el factor de fricción ficticio en correas nuevas o se calcula con datos de terreno en correas existentes. Este análisis considera correas transportadoras cuya longitud es mayor a 80 m; con esta condición, esta norma entrega herramienta para reemplazar las fuerzas secundarias o locales por un coeficiente, C, que depende de la longitud del transportador. 

Fuerza periférica requerida en polea o poleas motrices, FU (Tensión efectiva, Te, según CEMA). La fuerza periférica requerida sobre la polea o poleas motrices de una correa transportadora se obtiene sumando todas las resistencias existentes como sigue:

FU= FH + FN + FS1 + FS2 + FST 

La resistencia global al movimiento de una correa transportadora comprende las siguientes resistencias:

Resistencia principal, FH, y resistencias secundarias, FN,. Ambas clases de resistencia están presentes en todas correas. La resistencia principal está presente a lo largo de toda la correa, la componen principalmente, la resistencia a la rotación de los polines y la resistencia al avance de la cinta; físicamente representado por la deformación de la cinta sobre los polines, llamada indentación. Las resistencias secundarias son localizadas en las zonas de carga y descarga, así como en las poleas. Para correas > 80 m, las resistencias secundarias se pueden considerar como un coeficiente, C, de las resistencias principales, según gráfico de la ISO 5048. La resistencia principal puede calcularse de manera simplificada usando un coeficiente de fricción ficticio ƒ.   Al aplicar la ley de fricción de Coulomb, la resistencia principal es igual al producto del coeficiente ƒ por todas las masas en movimiento y el factor C. Esto es: 

FH= C•ƒ•L•g[qRO+qRU+2qB+qG] 

• L : Longitud del transportador (distancia entre centros de las poleas), en metros 
• g : Aceleración debido a la gravedad, 9,81 m/s²
• qRO : Masa de las partes giratorias de los polines a lo largo del lado de carga del transportador, por metro
• qRU : Masa de las partes giratorias de los polines a lo largo del lado de retorno del transportador, por metro
• qB : Masa de la correa a lo largo del lado de carga y de retorno, por metro
• qG : Masa del material que lleva la correa, por metro
• C : Coeficiente resistencias locales, permite reemplazar a las resistencias secundarias factorizando la resistencia principal. 

• ƒ : Coeficiente de fricción ficticio. 

Coeficiente de fricción ficticio, ƒ. Este factor comprende todo lo asociado a la deformación de la cinta sobre los polines llamada indentación. Esto es, flexiones de la cinta, roce en los rodamientos de los polines, etc.  Las siguientes variables impactan en la magnitud de este coeficiente:               

a)  Resistencia a la rodadura de los polines, “Rolling Frictional Resistance”, RFR. Influye considerablemente el diámetro del rodillo y si el ambiente es polvoriento o no

b)  Flexión longitudinal de la cinta, flecha o catenaria

c)  Flexión transversal de la cinta o ángulo de artesa (troughability). Cumplimiento o no de la norma ISO 703 y el estándar Indio IS 1891, Parte 1 

d)  Espesor y calidad de la cubierta inferior de la cinta, principalmente su resistencia a la tracción

e)  Material adherido en las superficies de contacto, tanto del polín como de la cinta

f)  Carga descentrada o desalineamiento de la cinta

g)  Temperatura ambiente

Eficiencia energética. El coeficiente de fricción artificial  comprende la resistencia al rodamiento de los polines de carga y la resistencia al avance de la correa, y ha sido calculado en 0,02 como valor básico para una correa en movimiento, basándose en los resultados de una amplia serie de pruebas. De acuerdo con estudio de Proconm Comparación Métodos de Cálculo con la Realidad, el valor 0,018 es el más representativo. Se propone el siguiente criterio para definir la eficiencia energética:

ƒ >0,017 y ƒ<0,021 para correas transportadoras estándares o de consumo energético normal. En este rango se encuentra la mayor cantidad de correas transportadoras.

 ƒ >0,022: Correa transportadora de baja eficiencia energética, disipa mucha energía y mayor riesgo de incendio. Se tiene la experiencia de una correa que se incendió tenía un factor >0,03 

ƒ <0,016: Correa transportadora eficiente energéticamente. Se ha logrado obtener valores inferiores a 0,01

Resistencias especiales principales, FS1. Comprende, principalmente, la resistencia al arrastre debido a la inclinación hacia adelante del polín en la dirección del movimiento de la correa, Fε. Generalmente, está inclinación está limitada a  2⁰. Las formulas para el cálculo son:

          Lado de carga: Fε= Cε•μo•Lε•g[qB+qG]cosδ•sinε 

          Lado retorno: Fε= μo•Lε•g•qB•cosδ•sinε•cosλ 

• Lε : Longitud con polines inclinados, carga o retorno 
• g : Aceleración debido a la gravedad, 9,81 m/s²
• Cε : Coeficiente lado de carga. 0,4 para polines de 35° y 0,5 para polines de 45°
• μo : Coeficiente de fricción entre los polines de carga y la cinta. Valor entre 0,3 y 0,4 
• δ : Ángulo de la correa o pendiente
• λ : Ángulo del polín de retorno

• ε : Ángulo de inclinación del polín en sentido de avance de la correa. Por lo general es de 2° 

 Resistencias especiales secundarias, FS2. Las resistencias especiales secundarias comprenden lo siguiente: limpiadores de cinta, roce en gualderas con transferencia intermedia, arados de descarga, trippers, etc. Proconm propone ingresar estas resistencias locales especiales en el coeficiente de resistencias secundarias, C. Esto es, aumentar este coeficiente según  el análisis de cada caso. Es una mejor aproximación a la realidad, dado que las fórmulas entregadas por la norma para estos casos no considera:

a)  El atasco de colpas entre la gualdera y la cinta, ni la altura de carga sobre la gualdera ni el material de la gualdera

b)  El tipo de limpiador y de sello, si es rígido o flexible, si de una hoja o multi hojas, presión o fuerza sobre la cinta, si se ajusta a las deformaciones de la cinta, etc. 

c) Tipo de sello longitudinal, rígido o flexible, simple o dual, se ajusta a la catenaria o no, tiene material a presión sobre él, etc. 

 Resistencia a la pendiente, FSt. La resistencia a la pendiente es la resistencia debida al ascenso o descenso del material, tomándose la altura de elevación H como positiva para las instalaciones ascendentes y negativas para las instalaciones descendentes. Al contrario de algunas otras resistencias, la resistencia a la pendiente se puede determinar con precisión usando la siguiente ecuación, común en todas las normas y estándares que abordan el tema:

FST= qG•H•g

Requerimiento de potencia, PA. La potencia de servicio requerida en la polea motriz o sumatoria de poleas motrices de la correa transportadora, se obtiene de la fuerza de accionamiento periférica y la velocidad, según la siguiente ecuación:

PA= FU•v

Reemplazando los valores, la fuerza periférica queda :  FU= C•FH + FS1+ FST = C•ƒ•L•g[qRO+qRU+2qB+qG]+ FS1+ qG•H•g  

Obtener ƒ de correa transportadora existente. Todos los valores de las ecuaciones anteriores son conocidos, estimados de estándares y medibles en terreno, como es el caso de PA y qg. Por consiguiente, es posible obtener el factor de fricción ficticio real y definir su situación energética o tenerlo presente para futuros aumento de material transportado.