Los primeros pasos son determinantes y al elegir el almacenamiento conviene

Hace mucho que pasaron a la historia aquellos tiempos en los que el encargado de una máquina se subía a un pedestal o una escalerilla para echar manualmente un saco de granulado a la tolva alimentadora de la máquina. Era ésa una operación molesta y, lo peor de todo, acompañada de polvaredas. Las empresas modernas dedicadas a la transformación de plástico prefieren hoy en día el abastecimiento centralizado de materia prima. Eso implica todo un sistema logístico complejo, destinado a "calmar el hambre" continua y regularmente de las prensas de extrusión o máquinas de inyección: desde el almacenamiento de la materia prima, pasando por los sistemas transportadores, hasta las unidades automáticas de dosificación y mixtura, sin olvidar los secadores y los molinos para regranular residuos de producción. La K 2001 mostró entre otras cosas el nivel actual de la tecnología más avanzada de abastecimiento de material.

El almacenami-

ento en silos mejora los flujos del material.

En la planta de un renombrado fabricante de componentes de plástico para la industria de automoción, la casa Mann + Hummel Protec GmbH de Ludwigsburgo ha instalado un sistema central de alimentación, diseñado a la medida para casi 60 máquinas de inyección. Dicho sistema incluye todas las facetas del abastecimiento de material. El conjunto comienza por el almacenamiento de materias primas en silos o contenedores, incluye una instalación central de secado y preparación de material molido y una serie de unidades dosificadoras y transportadoras instaladas mismamente en las máquinas de inyección. Para llevar el material desde un silo o un secador, se emplean sistemas de transporte dotados de múltiples estaciones y tuberías que conducen a los distintos receptores. Dado que el material a transformar – poliamida (PA), por ejemplo– puede contener hasta un 50 por ciento de fibra de vidrio y es bastante abrasivo, se montaron tubos de acero inoxidable y curvas de vidrio. Como fluido impelente para cargar las máquinas de granulado presecado se utiliza aire seco. Toda la instalación es controlada por un sistema asimismo central a base de autómatas programables de Siemens.

La alimentación en sacos aporta flexibilidad.

La planta de Steiner Industries AG de Ebensee (Austria), destacada productora de muebles de plástico, de jardín y para el ocio, tiene un sistema centralizado de alimentación que cuida de que las máquinas dispongan permanentemente de material en cantidad suficiente. Cuando a finales de 1999 la empresa decidió ampliar su parque de maquinaria compuesto por 27 máquinas de inyección de gran tamaño, agregándole otras 26 máquinas grandes, hubo que actuar con celeridad. Entre la decisión y el inicio de la producción no quedaban nada más que cuatro semanas. Ése era también el plazo extremadamente breve de que disponían la empresa Motan GmbH de Isny (Alemania) y su representante en Austria, Luger, para proyectar un sistema central de suministro de material y entregar los primeros componentes. En ese período tan corto y según informó la revista "Kunststoffberater" en su número 11/200, Motan logró poner en marcha el sistema central de alimentación para las primeras máquinas.

El contrato entre la empresa Motan y su cliente austriaco incluía una docena de silos nuevos de 90 metros cúbicos de capacidad cada uno; un sistema central de secado, compuesto de tres generadores de aire seco, que suministran 1.200 metros cúbicos de aire seco por hora a cada una de las ocho tolvas de secado; y unidades de transporte y dosificación adosadas a las máquinas. Desde los secadores o directamente desde los silos, el material se conduce por unos diez kilómetros de tuberías a los puestos de transformación. En Steiner, la corriente de aire impelente es producida por una instalación central de vacío, lo que ofrece la ventaja de poder mantener la depresión constantemente a un nivel determinado (0,4 bar en este caso).

Instalación de Alimatic aprovechando las ventajas de los equipos Maguire.

Fundamentalmente, hay que decir que el material con que se alimentan las máquinas no tiene consistencia uniforme. En Steiner, está seco y es bien fluido. Pero también puede estar mojado, pegajoso o bastante aglomerado. Incluso el material seco, que es el predominante en este caso, puede presentarse de diversas formas: granulado, en polvo o en trozos de material regenerado. Además, también influyen las leyes físicas. Las fuerzas de atracción implícitas en el material, por ejemplo, tienen influencia en el almacenamiento, el transporte y la dosificación. Por efecto de tales fuerzas de cohesión o de adhesión, se producen aglomeraciones y obstrucciones en las tuberías e irregularidades análogas, que, en último extremo, pueden llegar a interrumpir el proceso en las líneas de producción afectadas.

Por eso, los primeros pasos son determinantes, y al elegir los recipientes de almacenamiento conviene prestar atención a la idea básica adecuada. Procede aclarar si los silos propiamente dichos o las baterías de tales depósitos deberían ir precedidos o no por silos mezcladores, a fin de compensar posibles fluctuaciones temporales del producto y diferencias entre varias cargas de material recibido. La materia prima puede entregarla el proveedor de tres maneras distintas: en sacos, modalidad que representa alrededor del 25 por ciento de la distribución de plástico en Europa; en macrobolsas, como se desarrolla cerca del 10 por ciento del comercio de plástico en Europa; y a granel –lo que ya es muchas veces la regla– en camiones. Cuál de estas formas de entrega es la más económica es cuestión que depende de las circunstancias del caso y del consumo de cada empresa

La casa Simar Fördertechnik GmbH de Vaihingen (Alemania) se inclina por el almacén central de materia prima, máxime cuando el abastecimiento de material en sacos causa mermas del orden del 1 al 2 por ciento, según cómo se manejen aquéllos. Si bien el almacenamiento de materia prima en silos instalados a la intemperie y su recarga mediante camiones compresores no son indispensables para que la alimentación funcione correctamente, sí facilitan notablemente la automatización del flujo de material. La recepción del material en supersacos o macrobolsas (Big Bags u Oktabins) es una opción. Pero, para aprovechar plenamente las ventajas de los silos, el volumen mensual mínimo debería importar 25 toneladas

Cuando el material a transformar contiene hasta un 50% de fibra de vidrio y es bastante abrasivo, se pueden montar tubos de acero inoxidable y curvas de vidrio

Según la experiencia de Simar, el abastecimiento de empresas transformadoras de plástico se realiza ahora principalmente con sistemas de transporte neumáticos. Simar, empresa especializada asimismo en conjuntos que aseguran la alimentación centralizada de parques de maquinaria, publicó en la revista "Kunststoff" (número de junio 2000) un breve artículo que contenía una lista de los distintos módulos apropiados para "organizar ventajosamente la alimentación de las máquinas".

A lo largo de los años Alimatic ha desarrollado e instalado los sistemas de almacenamiento en silos, que inicialmente se dedicaban a los materiales "commodities" tipo PE, PP y PS principalmente para procesos de extrusión. Pero actualmente ya se ha extendido a productos que requieren un mayor cuidado tales como los materiales técnicos PA, PC, ABS, PPMA, incluso para productos muy delicados con un alto nivel de exigencia como pueden ser el PC para uso óptico (CD, DVD y ópticas para la automoción o lentes graduados o de uso deportivo).

Instalación de Motan en el Centro Técnico de Husky en Convetry.

En este último caso los silos deben ser construidos con una calidad extrema para evitar la contaminación del material y asegurar una óptima productividad del cliente.

Alimatic ha desarrollado e instalado en varios clientes un sistema de pesaje de los silos, integrado en "Smart Systems" que a su vez es conectable a PC para control desde el sistema de gestión de la empresa transformadora, dejando abierta la posibilidad de acceder al nivel de los silos por parte del suministrador de la materia prima, lo que consiente el sistema de material en consigna en casa del cliente. El suministrador de materia prima conoce en tiempo real el contenido y las necesidades del cliente, reponiendo el producto consumido y facturando mensualmente por diferencia de suministro y cantidad remanente en el silo.

Junto al método de almacenamiento, un importante factor es el diseño de las tuberías para el transporte del material. El transporte puede efectuarse en función del tipo de material de que se trate o de las máquinas. La solución más flexible es la alternativa referida a las máquinas, en la que desde una estación central de distribución –llamada mesa de acoplamiento– parten tuberías independientes hacia cada una de las máquinas. Así, mediante un acoplamiento enchufable se puede alimentar cada máquina con cualquier clase de material. Cuando se empleen materiales muy diferentes, es posible limpiar los tubos con un sistema adecuado. Unos dispositivos de control automáticos impiden el envío de material equivocado a la máquina de que se trate, independientemente de que el acoplamiento se efectúe a mano, aunque en algunos casos esa operación ya está también automatizada. En las máquinas, hay unos órganos que separan el material y la corriente de aire. Al mismo tiempo, controlan el nivel del material en las tolvas alimentadoras.

Como ahora se emplean por lo general sistemas de transporte aspirantes, el conjunto de la instalación de alimentación suele incluir una estación central generadora de vacío. Cuando las distancias son cortas y la cantidad de material a transportar, relativamente pequeña, se prefiere utilizar compresores en canales laterales. En cambio, siendo grandes la capacidad de transporte y las distancias, la empresa Simar aconseja el uso de bombas de vacío rotativas o compresores de émbolos rotativos, cuyo caudal es independiente de la presión de trabajo, a diferencia de lo que ocurre con los otros compresores. Eso permite fijar óptimamente la velocidad de transporte y diseñar la instalación con vistas a restringir el desgaste.

Los primeros pasos son determinantes y al elegir los recipientes de almacenamiento conviene prestar atención a la idea básica adecuada

Normalmente, los elementos mezcladores son parte integrante de cualquier sistema centralizado de alimentación de máquinas. Su función consiste en mezclar en determinada proporción diversos componentes, como el material base, regranulado, carga (masterbatch) y otros aditivos, y suministrárselos a las máquinas. Mientras que antes esos procesos de mezcla se realizaban aparte, desde mediados de la década de los setenta se empezó a instalar mezcladores mismamente en la planta de producción.

Normalmente, los elementos mezcladores son parte integrante de cualquier sistema centralizado de alimentación de máquinas

Hace ya bastante tiempo que los mezcladores y dosificadores automáticos están integrados en cualquier sistema moderno de alimentación de material. Esos aparatos son imprescindibles para poder variar individual y rápidamente la receta específica del producto. Al principio se empleaban casi exclusivamente aparatos que funcionaban conforme al método volumétrico, mientras que hoy en día se prefieren los dosificadores gravimétricos, sobre todo en plantas de extrusión. La ventaja esencial de los gravimétricos, es decir, de los aparatos mezcladores y dosificadores regulados en función del peso, radica en que la dosificación es más exacta y en el control cuantitativo de la columna masiva aunque fluctúe el peso aparente del material.

El fabricante español de instalaciones de transporte Alimatic, ha suministrado más de 500 mezcladores gravimétricos la mayoría de ellos en sistemas centralizados, en los que a partir de silos de gran capacidad se alimentan los materiales principales, y los componentes minoritarios y recuperados desde tolvas contenedoras, big-bags o sacos. Destacan entre estos sistemas la automatización total de la materia prima en fábrica de extrusión de tubería ó lámina, así como en plantas de inyección.

Alimentación, dosificación y mezcla, en una instalación de Koch.

En uno de los más importantes fabricantes de lámina para termoconformado, Alimatic ha suministrado un sistema de alimentación desde silos exteriores a 4 líneas de coextrusión, con un consumo total de aproximadamente 3.000 Kgs./h., integrando en el sistema los prestigiosos mezcladores gravimétricos Maguire, que a su vez son controlados en red para la preparación de fórmulas y control de las mezclas y consumos de cada una de las máquinas.

La principal ventaja de esta conexión en red, es la descarga de fórmulas de forma simultánea y sistemática que cada una de las extrusoras que componen la línea de coextrusión, agilizando los cambios y permitiendo el control individual y consolidado de los consumos de cada uno de los componentes, y a su vez restarlos del stock de material controlado por el sistema "Smart Systems" de peso en silos.

Tanto si la dosificación se realiza por vía volumétrica como si sigue el método gravimétrico o si el transporte neumático depende de compresores de canal lateral o rotativos, "la fiabilidad y flexibilidad del sistema es un criterio determinante para producir con éxito y prosperar enfrentándose a una fuerte competencia". Esa tajante afirmación del ingeniero Robert Storf de la empresa Waeschle Maschinenfabrik GmbH de Weingarten (Alemania), pronunciada durante el congreso anual de la VDI (Asociación Alemana de Ingenieros) el año de la K 98, puso los puntos sobre la íes. Por eso, la técnica de manejo de materiales a granel en la industria del plástico desempeña un papel sobresaliente: "Lo mismo que otras tecnologías, está sometida a una evolución constante". Tres años después, eso es precisamente lo único que sigue igual.