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La eficiencia

29 abr 2016

Incidencia de las materias primas en la eficiencia

En los plásticos uno de los elementos que más incide en la productividad y la eficiencia son las materias primas y es por ésto que todos los trabajos que se emprendan para mejorar estas características deben tenerlas en cuenta. Mientras menos frecuentes sean los ajustes de parámetros, más control se tiene sobre un proceso y mayores son la productividad, la eficiencia y la rentabilidad.

La combinación materias primas-equipo es un factor determinante en la productividad, tanto así, que la productividad de un equipo puede cambiar en más de un 20% si se varía el índice de fluidez (MFI) de la resina utilizada, o si se varía el proveedor o se cambia de equipo.

Esto se explica porque la geometría del tornillo es función del tipo de resina y sus propiedades como el MFI, es decir, en teoría se debería cambiar de tornillo cada vez que se cambia de resina, lo cual no es viable y por lo tanto en la práctica se trabajan tornillos con geometrías que se adapten a grupos de resinas, en donde la productividad usualmente se altera al cambiar de resina.

En extrusión también hay que tener en cuenta los cabezales, porque puede haber variaciones importantes de productividad al cambiar de resina en un mismo cabezal.

En inyección sucede lo mismo con los de los moldes, por lo tanto un cambio de resina puede afectar el llenado del molde.

Otro factor que explica la dependencia de la productividad y la eficiencia de la resina es que el comportamiento de las resinas depende de muchas propiedades además del índice de fluidez, como por ejemplo la distribución del peso molecular o el proceso de fabricación de la misma. Incluso puede haber variaciones de productividad entre distintos lotes de resina de la misma referencia y del mismo proveedor.

Es por eso que en los registros de productividad hay que incluir máquina, herramental, operario y resina. Esta última especificando claramente el proveedor, su lote y su referencia.

Además, es recomendable llevar registros de la consistencia de una resina a través del tiempo porque mientras más consistente el comportamiento de una resina, mayor la eficiencia y viceversa. La consistencia es un parámetro muy importante al momento de escoger proveedores de resina. Resinas de alta consistencia implican altas productividades y mejores rentabilidades.

Cuando se costea, usualmente se hace bajo estándares y es práctica común comprar la resina más económica, sin tener en cuenta su incidencia en la productividad, y es por eso que muchas veces lo que se gana por comprar la resina más barata se pierde vía menor productividad y eficiencia, llevando al final a una menor rentabilidad porque las reducciones de eficiencia suelen incrementar sustancialmente los costos.

Particularmente crítica es la costumbre de utilizar material reciclado pos consumo o post industrial para disminuir costos del producto porque se asume que como materias primas sustancialmente más baratas, el producto final debe ser también mucho más barato y la realidad es que en la mayoría de los casos no hay una coincidencia entre reducción del costo de la materia prima y disminución del costo del producto. De hecho es muy común que el costo final del producto con material recuperado sea mayor que el con original, situación que se explica por la gran reducción que hay en muchos casos en la productividad y la eficiencia cuando se usa material recuperado. Además, esta situación en múltiples ocasiones pasa desapercibida debido a una deficiente contabilidad de costos.

Como regla general, mientras más heterogéneo sea un material recuperado, mayor debe ser el espesor del producto final en que se use y mayor el tiempo de ciclo en inyección o menos los kilos/hora en las extrusoras.

Algunos lineamientos a tener en cuenta en los temas de materiales y pigmentos:

- Mientras más delgado un producto, más sensible es a variaciones en el MFI y a la homogeneidad de la resina. Además, mientras más delgada la pared de los productos, más sofisticados los equipos para su fabricación.

- A mayor el grado de heterogeneidad de las resinas, mayor debe ser el espesor del producto y menor la velocidad para obtener una buena eficiencia.

Otro punto a tener en cuenta son las mezclas y los reemplazos de unas resinas por otras porque cambian el costo de la materia prima, la productividad y la eficiencia, lo que se traduce en cambios importantes del costo final del producto. Estos cambios se hacen por muchas razones, como por ejemplo escasez de una resina o porque el precio aumentó demasiado o por otras razones, como ocurrió con los desechables (descartables) que durante mucho tiempo fueron en PS y a raíz de los atentados del 11 de septiembre hubo que cambiar a PP. Estos cambios se tradujeron en menor productividad, ya que el PP es una resina con una mayor capacidad térmica y mayor coeficiente de transferencia de calor, lo que en términos prácticos quiere decir que requiere más calor para elevar la temperatura, más agua para enfriar y más tiempo de enfriamiento, lo cual se traduce en ciclos más largos y menor productividad.

Las propiedades mecánicas también hay que tenerlas en cuenta al momento de hacer cambios en las resinas, porque si bien la resina sustituta puede ser más económica, también puede que no cumpla las normas de calidad del producto.

En resumen, cuando se hacen cambios en las resinas, aunque sean aparentemente tan inocuos como cambiar de melt index o de proveedor, hay que estar atentos a las variaciones en productividad, eficiencia y calidad de las piezas para evitar que lo barato salga caro.

Otro punto a tener en cuenta son los pigmentos. Aunque en teoría los pigmentos son inertes y no deben alterar la reología del material, y por lo tanto tampoco la productividad y la eficiencia, en la práctica muchas veces un cambio de pigmento implica un cambio en los parámetros de la máquina y en los tiempos de ciclo; en algunos casos también se altera la calidad de la pieza.

El origen del pigmento, la presentación, su habilidad de dispersión y la concentración tienen influencia importante en el proceso. Es muy distinto trabajar con un pigmento base orgánica de baja concentración, a trabajar con un metálico con base óxido de titanio a mayores concentraciones. El titanio tiene una capacidad térmica mucho mayor por lo que requiere más calor, a la vez que trasmite éste mucho más rápido.


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Carla
24 de mayo de 2016 a las 15:26

Muy buen artículo. Sólo me quedé con la duda de por qué después del atentado del 11S hubo que cambiar los descartables de PS a PP?