Nuevas tecnologías en producción de tubería plástica y perfiles a la medida

El presente artículo contiene una revisión de los últimos adelantos reportados por algunos de los más importantes proveedores de equipos para la producción de tubería. Se destacan nuevos modelos de extrusores con capacidades para procesar materiales especiales y novedosos. Así mismo, los proveedores han mencionado el desarrollo de equipos especiales creados con base en requerimientos solicitados de manera exclusiva por algunos clientes. Un campo preferido de innovación es el de la fabricación de tubería de varias capas con aplicaciones en el aislamiento térmico o con funciones de termoencogido.

La empresa austriaca Cincinnati Extrusion ofrece una novedosa línea de extrusión de tubos de tres capas de PP-R para la conducción de agua fría y caliente, que se utilizan en edificios. Los tubos se fabrican con dos capas externas de PP-al azar y una capa intermedia de PP-homopolímero reforzado con fibra de vidrio (10 y el 20% del peso). El propósito del refuerzo es aumentar la rigidez. Cincinnati Extrusion aconseja emplear una combinación de dos extrusoras monohusillo Talos. La extrusora para la capa interior y exterior cuenta con una longitud de 30 D y está equipada con una unidad de procesado ranurada en la zona de alimentación. Por su parte, la extrusora para la capa intermedia presenta una longitud de 25 D y cuenta con protección especial antidesgaste. Ambas extrusoras incorporan motores AC que no requieren mantenimiento. El cabezal genera tres capas usando espirales IRIS 25-3 Coex, que pueden producir tubos con dimensiones entre 16 y 250 mm. El cabezal opera con una formación de presión reducida, bajísima cizalla y tiempos de permanencia breves. De esta forma, se asegura una distribución de masa fundida y tolerancias precisas de los espesores. La capa interior del tubo es completamente lisa.Desde el lanzamiento de la serie de extrusores de tornillos simples Alpha en 2001, Cincinnati Extrusion GmbH ya ha vendido más de 700 unidades. El éxito se debe extender ahora al nuevo modelo Alpha 75-25B para la fabricación de tubería de diámetros mínimos. El nuevo modelo es similar a sus predecesores, los modelos Alpha 45 y Alpha 60, y ofrece la ventaja de operar con un menor tiempo de residencia. La capacidad producción puede llegar hasta 120 kg/hr para polietileno, a 150 kg/hr para PVC y 180 kg/hr para PC/ABS. El diámetro del extrusor es 75mm, su barril en la zona de alimentación es liso y la longitud 25 D. El gabinete contiene un sistema de contactores modelo SecuRe y un terminal digital móvil. Un tornillo puede procesar HDPE, PP, ABS, PS y PET, y otro modificado y endurecido puede procesar PVC, con y sin rellenos de refuerzo, y TPE. De acuerdo con las preferencias del usuario, el proveedor puede suministrar una línea completa estándar que tiene como componentes además del extrusor, un dado diseñado de acuerdo con las necesidades del cliente, y una unidad de halado Alpha Protech. Esta unidad incluye una mesa de calibración de 6 metros, una banda tipo oruga para velocidades de lineales hasta de 20 metros por minuto, un sistema de corte y otro de entrega del producto terminado.

La empresa polaca KNG AWANS Sp. z.o.o. adquirió en una línea de extrusión KryoSys para tubos de HDPE de tres capas a Cincinnati Extrusion. Esta empresa produce tubos para agua, desagües y de presión de PE 100, PE 80 y PVC, así como uniones para tubos de PVC. Una de las razones de la empresa para seleccionar la línea fue el hecho de que esta tiene una longitud reducida, que se ajusta fácilmente a la situación de espacio en la planta. Los tubos se fabrican de tres capas de HDPE con una capa fina exterior de PP-H, en un rango de diámetros de 90 a 630 mm y con una longitud total de la línea que ha sido reducida casi a la mitad de lo esperado en otras marcas equivalentes. La línea se compone de dos extrusoras monohusillo del tipo Monos+ 60 para la fabricación de las dos capas de HDPE y de una Talos 45 como coextrusora para la capa fina exterior de PP-H. El cabezal del tubo, un KryoS 63-1200 3-Coex, asegura la máxima precisión en la distribución y al mismo tiempo hace posible la reducción de la longitud total de la línea, gracias a su sistema de enfriamiento de la masa fundida en la hilera.

Por su parte, Battenfeld Extrusionstechnik GmbH Alemania, lanzó al mercado un nuevo sistema de enfriamiento interno con aire para la fabricación de tubería. El enfriador tiene la referencia Efficient Air Cooling (EAC) y puede ser usado en la producción de tubería de una o varias capas. En cuanto al diámetro de aplicación, el rango va desde 63mm a 2.000mm con espesores de pared de hasta 150mm. Una ventaja del nuevo sistema es que puede integrarse a nuevos y antiguos dados (tipo VSI). Debido al mejoramiento de la capacidad de enfriamiento, también es posible obtener una mayor productividad en la línea, así como una calidad superior. Por ejemplo, las deformaciones por gravedad pueden ser evitadas. El primero de estos enfriadores fue instalado en la empresa Westfälische Kunststoff Technik GmbH (WKT), Alemania, en combinación con un dado PO 500 VSI (T). El mandril del dado es enfriado simultáneamente interna y externamente para reducir las tensiones de la tubería.

Guill Tool & Engineering Co. ofrece ahora su nuevo dado de extrusión, modelo 2030 para fabricar tuberías de mayor diámetro, de 4 a 20 pulgadas, para una gran variedad de aplicaciones, incluyendo la industria marítima, cables, electrónicos, así como petróleo, gas y agua. De acuerdo con la compañía, uno de los problemas más comunes que deben afrontar los fabricantes de tubos de grandes paredes son las variaciones de los diferentes polímeros en el producto final, que obligan a detener la producción y por consiguiente perder tiempo, material y dinero. Con el nuevo modelo de dado 2030, se elimina el problema de acomodar un flujo o distribución inconsistente de material porque ofrece una excelente distribución, gracias a un modelo patentado que combina un sistema especial de reserva. Con esta herramienta de gran precisión, el flujo de material del dado es llevado con el balance necesario para lograr la consistencia del producto. Adicionalmente, una capacidad especial de coextrusión permite la extrusión simultánea de múltiples materiales o de múltiples franjas. Un beneficio clave que brinda el nuevo sistema de dado consiste en la posibilidad de ser inclinado sobre la marcha con el objeto de compensar problemas de deformación por gravedad del producto a la salida del equipo.

American Maplan anunció la venta de otra línea completa para la producción de tubería de 1600 mm de diámetro, a la empresa Independent Pipe Products, Inc., de Estados Unidos. La línea consiste de un extrusor de tornillo simple, de 150 mm de diámetro y con ranuras en la sección de alimentación. La sección de terminación corresponde a la tecnología VSI y contiene tanques de vacío, aspersión, halador, sierra y mesa con rodillos. Esta línea va a mejorar la capacidad de la empresa para producir tubería de hasta 65 pulgadas a tasas superiores a las 2500 libras por hora.

Así mismo, American Maplan desarrolló recientemente un tornillo de extrusión que incorpora una geometría óptima para la plastificación de un nuevo tipo de PVC modificado (PVC-m). Este es un termoplástico especial para fabricar uniones de tubería para sistemas de conducción de agua, aire y otras aplicaciones en minas, en donde se requieren propiedades mecánicas superiores. Este material está siendo usado extensamente en Latinoamérica y en Oceanía, donde existen explotaciones mineras de gran tamaño. De acuerdo con este proveedor de equipos, el procesamiento de compuestos de PVC-m tiene requerimientos mayores de energía que deben ser proporcionados adecuadamente para optimizar propiedades mecánicas como la tenacidad, resistencia al impacto y la ruptura con el tiempo.Uno de los programas de cooperación entre American Maplan y Battenfeld Extrusionstechnik ha llevado al desarrollo de un extrusor de tornillo simple para la industria de la tubería fabricada con poliolefinas. La máquina tiene un tornillo de 90mm de diámetro con una capacidad de producción de 700kg por hora. La razón L/D es de 30:1 y el diseño del tornillo se ajusta específicamente al manejo de poliolefinas en barriles ranurados. Como resultado, la capacidad de extrusión es similar a la de extrusores más grandes sin barril ranurado. El extrusor tiene cuatro zonas en el barril y el dado, catorce. La velocidad máxima de rotación es de 160 rpm y el motor tiene una potencia de 350 hp. El sistema de control corresponde al modelo BMCtouch.

KraussMaffei Berstorff desarrolló para la empresa Tyco Electronics Ltd., ambas de Alemania, una línea de extrusión para producir tubería de aislamiento y termoencogible, especial para conexiones de cables. Con anterioridad, Tyco producía este producto empleando tecnología propia. En la nueva línea se integran tres capas usando un dado desarrollado por Tyco y cuenta con dos extrusores KME 45-36 B/R y KME 60-36 B/R de tornillo simple y un extrusor adicional modelo Vac GE90K de 24D para procesar caucho. Todos los componentes críticos de la línea son controlados por un sistema C5. El tubo tiene en su interior una capa de elastómero aislante, una capa media termoencogible y una capa externa conductora de electricidad que también es termoencogible. Después de la extrusión ocurre un proceso de curado donde los tubos se estiran radialmente hasta alcanzar un diámetro cuatro veces el inicial. En el campo de aplicación, una sección del tubo se posiciona sobre la conexión del cable y se aplica calor, lo que causa que las capas externa e interna se encojan moldeando el tubo alrededor de la estructura de la conexión para producir un aislamiento perfecto. Todos los materiales fueron desarrollados por Tyco.

Unicor Alemania, ofrece la línea de extrusión Tubo-en-Tubo, mediante la cual se puede fabricar en una sola etapa tubería PEX, ALU-PEX y cables, protegidos con tubería conduit. Normalmente estas tuberías se fabrican en tres etapas separadas: en la primera se produce la tubería a ser protegida. En la segunda, se fabrica el tubo conduit corrugado y luego, en la tercera etapa, se introduce la tubería de la primera etapa en el conduit. La línea de Unicor permite hacer la labor en una etapa o también, dividida en tres, de la manera tradicional. Para ello, Unicor emplea un corrugador de la serie UC 58, tipo 90V, con 90 pares de bloques de moldes; o del tipo 120V, con 120 pares de moldes, para mayor productividad. Cuando el sistema opera fuera de línea, un aditamento especial de la línea endereza la tubería a recubrir y la introduce en la unidad de corrugación. Aquí, la tubería protectora conduit queda a una distancia mínima de la tubería interna. La unidad de control de proceso corresponde al modelo SPS S7-200, que asegura una sincronización óptima de los componentes de la línea. Dependiendo de los diámetros, la velocidad puede llegar hasta 35 m/min. Un enrollador de tubería se ubica al final de la línea.

Tecnología de punta para transformadora brasileña

Corr Plastik Industrial Ltda., una de las principales compañías productoras de tubos de PVC en Brasil, incrementó sustancialmente su capacidad de producción con una nueva planta ubicada al noroeste del país. Las líneas de extrusión para la nueva fábrica fueron suministradas por la empresa alemana KraussMaffei Berstorff

Las instalaciones de Corr Plastik cerca de Maceió, capital del estado de Alagoas, cubren un área de 60.000 metros cuadrados. En una primera fase de construcción, la compañía ha edificado una planta de 7.500 metros cuadrados para producir tubería para agua, irrigación y drenaje. Al final de 2009, le suministró cuatro líneas de extrusión. Dos de esas líneas cuentan con dos salidas empleando extrusoras KMD 75-36/R de tornillos gemelos. Las otras dos líneas tienen salidas simples y usan extrusoras de tornillos gemelos KMD 90-36/R. Otras cinco líneas forman parte de los pedidos de Corr Plastik: éstas están configuradas para producir tubería desde 20mm hasta 250mm de diámetro externo, con una capacidad total de 2.800 toneladas de PVC al mes. En enero de este año, Corr Plastik recibió una línea adicional para fabricar tubería corrugada, con la cual la capacidad mensual de producción llegó a 3.100 toneladas.