Soluciones en equipo periférico para aumentar la productividad en la transformación de plástico

Llamamos equipos periféricos a una serie de componentes mecánicos, electrónicos e informáticos que sirven de complemento en los procesos de transformación de plástico. Siendo algunas veces optativos y otras veces indispensables, este tipo de equipamientos pueden significar la diferencia entre un proceso funcional y un proceso fructífero, o entre un producto apenas aceptable y un producto ciertamente acreditado.

Hacer una lista del equipo periférico que se desarrolla para el proceso de extrusión es una tarea bastante ambiciosa y casi imposible, ya que además de contar con muy numerosas opciones, año tras año se pueden encontrar cambios importantes, nuevos sistemas y aplicaciones cada vez más específicas. En este artículo se hace un recuento de algunos de los cambios tecnológicos más relevantes de este amplio tema de interés.

Alimentación más segura y confiable
Conair renovó el diseño de sus sistemas de alimentación de gránulos y ahora cuenta con el modelo Access. Este dispositivo incorpora un sistema de transporte por vacío para material granulado o molido en distancias cortas. Por medio de una válvula solenoide y con el suministro de aire comprimido, se permite la limpieza del filtro para alargar su vida útil. Debido a que el acceso a este alimentador es angulado, las labores de limpieza y mantenimiento son más sencillas y seguras para el operario. Adicionalmente todos los componentes son no ferrosos, por lo cual no hay que preocuparse de que el funcionamiento llegue a verse afectado por la corrosión.

En cuanto a equipos de dosificación, Colortronic presentó el sistema de alimentación gravimétrico Colorblend MG. El flujo de material está constantemente monitoreado y controlado con base en el principio de pérdida de peso. Colorblend ofrece muy alta precisión y estabilidad debido a su tecnología basada en la alimentación con disco, la cual permite dosificar volúmenes muy definidos, y debido también a su tecnología gravimétrica, que permite detectar pequeños cambios en el comportamiento del flujo.

Maguire realizó modificaciones al diseño de su mezclador Microblender, del cual dice es el más pequeño del mundo. La compañía mejoró su durabilidad y confiabilidad. Este mezclador ha sido reconocido por su precisión, por la facilidad con que se acomoda a los cambios de materiales y por la homogeneidad de las mezclas que produce. Ahora cuenta con un nuevo sistema en sus válvulas verticales que facilita la remoción de material atascado. El Microblender opera en precisiones que están dentro del 0.1% para baches de hasta 400 gramos.

Novedades en filtros y mallas
Dynisco Extrusion ha presentado un nuevo diseño de limpiador de plástico denominado Beringer MiniJet Cleaner, el cual se une a la línea de limpiadores Beringer Jet Cleaner. Estos limpiadores pueden retirar todo tipo de plásticos, cauchos y algunos termoestables de pequeñas piezas metálicas, de una manera segura y eficiente. Una de las principales aplicaciones se encuentra en la limpieza de las placas rompedoras. Con el Minijet, el plástico se vaporiza en 1 ó 2 horas a una temperatura de 400 a 500ºC, evitando afectar con el calor a las piezas metálicas. Ya que la operación se hace en vacío, no hay riesgos de combustión, conservando la seguridad del operario. El modelo Minijet cuenta con medidas compactas de 737 mm x 737 mm, por lo que puede ser instalado fácilmente en cualquier área que cuente con agua, desagüe y energía eléctrica.

PSI Polymer Systems cuenta con un cambiador de mallas continuo que denomina Backflush y del cual dice que se comporta de manera similar a un cambiador de mallas continuo convencional. En el diseño Backflush, el polímero se divide en dos corrientes que van a ser filtradas en dos cavidades diferentes, lo cual permite tener el doble de filtración que un sistema cambiado de mallas continuo del mismo tamaño. El aspecto más relevante del diseño Backflush es la capacidad de "reciclar" o maximizar la vida de la malla mientras fluye material fundido a través de el. Cuando la presión aguas arriba se eleva debido a un alto nivel de contaminación, el controlador automáticamente hace desplazar los pistones a la posición de flujo revertido, permitiendo que la presión desplace los contaminantes de la malla. Los contaminantes se purgan a través de drenajes y la malla puede volver a su posición original. El número de secuencias de flujo revertido que una malla puede soportar antes de ser cambiada varía mucho entre los diferentes procesos. Sin embargo es común encontrar mallas que pueden tener hasta 25 secuencias de limpieza. Este sistema garantiza operación libre de fugas hasta 10.000psi a 650ºC y ofrece poca caída de presión, lo que se refleja en mayor productividad. Debido a que no hay superficies de desgaste, PSI ofrece garantía de ausencia de fugas de cinco años.

Los cambiadores de mallas continuos Wil-Man, de Maag, cuentan ahora con un accesorio que permite sostener la presión constante en el proceso. El diseño original del cambiador es de tipo pistón, sin sello, libre de fugas e incluye dos mallas separadas permitiendo que en todo momento esté una de ellas en funcionamiento. El nuevo modelo denominado CSC-CP, incluye un módulo de control de presión (CP) que mantiene la presión constante incluso en el momento en que se hace el cambio de malla. Este sistema puede usarse con presiones operativas de hasta 7.250 psi.

Aplicaciones de bombeo
La compañía Maag desarrolló un nuevo modelo de bomba de engranes especialmente diseñado para aplicaciones críticas. La nueva referencia es la Extrex Generation-5 y se ofrece en diferentes versiones donde se optimiza el diseño de acuerdo a condiciones del proceso como la presión y la viscosidad. Según información de Maag esto fue posible debido al uso de un programa de simulación de flujos dinámicos. Con el programa se buscó un diseño de los canales de flujo que permitiera optimizar el comportamiento reológico del fluido, evitando zonas de estancamiento del material. Esta referencia de bombas reporta un incremento del 25% en el flujo y mayor posibilidad de adaptación a procesos, por contar con mayor número de medidas estandarizadas de ejes y de cavidades para rodamientos.

Leistritz presentó una nueva bomba de vacío lubricada con aceite recirculante. Esta bomba es apropiada para ser usada en toda su gama de extrusoras de doble tornillo, pero también en otras clases y modelos de extrusoras. La bomba de anillo de aceite recirculante reemplaza a la bomba de paletas deslizantes lubricadas con agua, mejorando la eficiencia en la extracción de volátiles. Debido a que puede operar de 2 a 6 meses sin necesidad de cambio de aceite, se elimina la problemática ambiental generada por la disposición del agua resultante en la bomba lubricada con agua. Con los modelos actuales es posible acoplar una bomba a varios orificios de venteo y hacer cambios durante el proceso. Esto se debe a que cuentan con filtros de rápida desconexión y una válvula de 3 vías. Leistritz también ofrece diseños personalizados con filtros secos, separadores de líquidos, condensadores de líquidos refrigerados y control con retroalimentación para el nivel de vacío.

Innovaciones para película y lámina
La fabricación de rollos de película soplada sin necesidad de cortar los bordes antes de embobinarlos, puede ser en muchas ocasiones un reto para el transformador. Esta práctica está ampliamente incentivada, por los grandes ahorros en material y la simplificación de proceso que involucra. Un rollo de alta calidad debe ser plano, suave, compacto, tensionado de principio a fin y listo para impresiones de alta velocidad y posteriores transformaciones. Para lograr lo anterior es necesario contar con una serie condiciones tecnológicas que van desde la alimentación de la extrusora hasta los parámetros del embobinado, pasando por la tecnología del dado, el enfriamiento, la estabilización y el corte de la sección tubular. Battenfeld Gloucester presentó un nuevo diseño de cortador de película, el cual se interna en el tubo justo antes del corte y hace una pretensión desde el interior del mismo, logrando que el corte sea más sencillo. El accesorio tiene un recubrimiento de teflón para facilitar la separación de las superficies, usando menos volumen de aire, de forma tal que se evite el hinchamiento que genera pérdida de planitud y arrugas en los bordes.

Brampton Engineering ha presentado una nueva versión de sus sistemas de embobinado, donde se mejora la seguridad de los operarios. Si alguna persona llega a entrar al área de seguridad frente al conjunto de embobinado, un sensor de movimiento hace detener las operaciones peligrosas como el corte, cambio y clasificación de un nuevo rollo. Al pararse frente al tambor de emergencia, un sensor de presión activa la parada de emergencia. Adicionalmente, mediante el uso de guardas metálicas, se evita que las personas se paren encima de mecanismos que estén en movimiento. Unas guardas de Lexan previenen que alguien se pueda acercar demasiado a la bobina. Por otra parte se permite un fácil acceso para el reemplazo de las cuchillas de corte: una carcasa protege el mecanismo de la cuchilla. Al abrir la carcasa se paraliza la cuchilla en la posición de servicio.

Davis-Standard también se ha preocupado por la seguridad de los operarios en el área de embobinado. Por eso presentó este año un sistema automático de corte y transferencia de rollos, especialmente diseñado para películas gruesas industriales o de aplicación agrícola. Con este mecanismo lo único que tiene que hacer el operario es pulsar un botón. Davis-Standard ofrece este sistema en anchos que van de 1.000 a 5.000 mm y es capaz de cortar hasta ocho capas de película doblada, cada una de 6 a 8 milésimas de espesor. La mayor capacidad de corte se debe a que la cuchilla se desplaza transversalmente con la ayuda de un motor, a diferencia de otros mecanismos que como el neumático, pueden atascarse causando retrasos en la producción.

Sterling cuenta con un sistema de enfriamiento por aire de película soplada, SBFC, que permite incrementar la productividad hasta en un 25% mediante la eliminación de la variabilidad de parámetros en el proceso. Los módulos de la serie SBFC de Sterling, se suministran listos para instalar con los sistemas existentes de refrigeración por agua y de soplado de aire. Sin embargo, si estos aún no existen, la compañía puede suministrar un diseño integral. El incremento de la productividad se logra mediante el uso de bobinas refrigeradas con agua y diseñadas con altos parámetros de ingeniería. De esta manera el suministro de aire en los anillos de enfriamiento tiene temperatura, presión y volumen constantes, lo cual es especialmente ventajoso en climas cálidos. En el caso de nuevos diseños, Sterling puede ofrecer asistencia especializada para asegurar un sistema con las dimensiones adecuadas a los requerimientos y sistemas de refrigeración portátiles o centrales.

PTi cuenta desde este año con un nuevo sistema de calandrado que denomina Revolution Series. El sistema permite el posicionamiento automático vertical de los rodillos, facilitando su acercamiento al dado. Este posicionamiento es además reproducible, ya que el equipo lo registra digitalmente. El dispositivo cuenta con un sistema de engranajes que permite cambiar fácilmente los rangos de torque y velocidad. Según PTi, el proceso para el reemplazo de rodillos se puede acortar a una hora o menos, lo que se contrapone a 4 horas en los sistemas convencionales, incluyendo el desacople del reductor, para lo cual no se requieren herramientas. El sistema de desplazamiento vertical de los rodillos utiliza cojinetes lineales de gran precisión, que mejoran el control del desplazamiento y generan un espacio entre rodillos más ajustado, para obtener láminas con menores variaciones en los espesores. Tanto el rodillo superior como el inferior pueden ser cambiados por rodillos de diferentes diámetros.

NDC Infrared Engineering ha presentado recientemente una nueva familia de escáneres rotatorios específicamente diseñados para sistemas de película soplada. Estos productos permiten medir la burbuja con velocidades que pueden llegar hasta un escaneo completo por minuto, dependiendo del diámetro de la burbuja. Tal avance puede mejorar considerablemente el tiempo de retroalimentación para que el sistema de calibración genere un plano polar del perfil del extruído. Al incrementar la velocidad de barrido con un factor igual o superior a 3, los arranques de producción pueden ser mucho más rápidos reduciendo el desperdicio de material.

Este tipo de escáneres es fundamental para lograr un control automático de perfiles de espesores a través de pernos dilatados por calor en el dado o anillos de enfriamiento segmentados. El sistema está diseñado para ser instalado debajo de los colapsadores y encima de la línea de congelación de la película soplada. Adicionalmente cuenta con un sistema de posicionamiento que permite conservar una correcta ubicación del sensor, aún si el diámetro o la posición de la burbuja se modifican con los cambios en los parámetros del proceso. NDC ofrece este tipo de escáneres para burbujas de película soplada de hasta 2.7 metros de diámetro.

Enfriamiento con aire, incluso en climas cálidos
Cincinnati Extrusion GmbH ha implementado ya hace algún tiempo un sistema de enfriamiento con aire para los barriles de sus extrusoras monohusillo y doble husillo. Este sistema denominado "air power cooling" (apc) no requiere mantenimiento y según Cincinnati, ha demostrado ser eficiente incluso en climas cálidos. La diferencia está en que no es necesario el reemplazo de agua u otros líquidos refrigerantes, ni se requieren accesorios adicionales, como los reguladores de temperatura. Adicionalmente, el enfriamiento por aire permite una transferencia de calor muy homogénea y no de forma localizada, como lo hacen los sistemas que utilizan líquidos de refrigeración.

Cincinnati hizo comparaciones del sistema de enfriamiento de aire con sistemas que funcionan con agua y con aceite de silicona en una extrusora de doble tornillo convencional. De esta manera mostró cómo el sistema con aire permitió un calentamiento hasta 180ºC en dos tercios del tiempo requerido por los otros dos sistemas. También se reportó que el enfriamiento hasta 30ºC reportó tiempos sustancialmente inferiores. Cincinnati ofrece todas sus extrusoras con el sistema de control de temperatura apc, al mismo precio de las extrusoras con otros sistemas.