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Abril de 2020 Página 2 de 2

¿Cómo hacer más eficiente la transferencia de calor en la unidad de plastificación?

Por: Alejandro Miguel Vásquez Silva, redactor técnico

La correcta selección de calefactores, el uso de aisladores y las tecnologías que promueven la homogeneidad de la temperatura permiten ahorros significativos.

Cartuchos: Se caracterizan por la extrema versatilidad y precisión del perfil térmico combinado con un alto rendimiento, ya que pueden alcanzar temperaturas de hasta 750°C o cargas específicas del orden de 40 W/cm2. Las marcas Zoppas Industries, Delta Manufacturing, Industrial Heater Corp se cuentan entre las más reconocidas para la región.

El fabricante Rex Materials Group Pyrolite ofrece su sistema patentado Rex TCS; se trata de elementos calefactores radiantes embebidos en un aislamiento de alta temperatura. La calefacción radiante combinada con la contención de calor permite a TCS reducir los costos de energía asociados con la calefacción de barril en un promedio del 40%, lo que da como resultado un retorno de la inversión de uno a dos años según el costo de energía.

Disminuyendo las pérdidas

La transferencia de calor desde los elementos calefactores convencionales (mica) hacia la unidad de plastificación se da por conducción. Sin embargo, por el tipo de ensamble y de tecnologías habitualmente utilizadas, está siempre presente la radiación y la convección en la otra dirección, hacia el ambiente. Esto claramente es indeseable y representa ineficiencia.

En el mercado se encuentran alternativas de aislamiento, que permiten evitar que el calor fluya en el sentido indeseado, se conocen como mantas térmicas o mantas aislantes, con fabricantes en todos los continentes, y que involucran una amplia gama de materiales en su construcción. Aprovechan el concepto elemental, de evitar que el calor se escape y se concentre en donde es de interés, en la unidad de plastificación.

Si bien se trata de un principio sencillo, es muy importante tener en cuenta los materiales en los que se fabrican, las temperaturas que logran soportar tanto las mantas como el cableado de los elementos calefactores y en ocasiones es necesario replantear en este sentido y evitar tener problemas eléctricos, por superar las temperaturas máximas que soportan los cables si estos quedan al interior del elemento aislante.
Son diversos los fabricantes de este tipo de elementos. Unitherm International e Insul–Vest son dos ejemplos mundialmente reconocidos.  

También los barriles pueden aportar térmicamente

El barril, que siempre ha tenido la responsabilidad de contener el proceso de plastificación, también puede aportar en el proceso de hacer más eficiente la transferencia de calor desde los elementos calefactores hasta la resina, además de disminuir las pérdidas.

Xaloy SmartHeat incorpora un recubrimiento con una nueva y avanzada tecnología de Nordson, que elimina las pérdidas de energía en la unidad de plastificación. Se trata de un robusto recubrimiento que se aplica mediante depósito por plasma en la superficie exterior del barril (inferior a 2 mm) y se combina con un aislante térmico de alta eficiencia, garantizando la uniformidad de la temperatura en el barril.

Algunos beneficios adicionales son que reduce los defectos e incrementa la calidad de la producción, logra reducciones de entre un 30 y un 60% en el consumo de energía respecto a los sistemas de bandas tradicionales, disminuye los tiempos de paro por eliminar la necesidad de reemplazar o mantener los elementos calefactores tradicionales, además de generar una mayor seguridad para las personas.

Según cifras obtenidas, en algunos casos se logran retornos de la inversión hasta de 12 meses. Claramente se trata de una tecnología que justifica ser estudiada y evaluada.

Los sistemas regenerativos

Wittmann Battenfeld ha desarrollado y patentado el sistema denominado Kers (Kinetic Energy Recovery System), que utiliza el total de la energía de frenado en la máquina para almacenar la energía en un circuito intermedio, generar el voltaje de control y el calentamiento del barril. Se pueden lograr ahorros en consumo de energía adicionales hasta de un 5% en máquinas eléctricas.

Artículo de la edición abril-mayo: código TP 3402 inyeccion

Fin.

Palabras relacionadas:
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Acerca del autor

Por: Alejandro Miguel Vásquez Silva, redactor técnico

Ingeniero mecánico de la Universidad Eafit en Medellín Colombia. Especialista en Procesos de Transformación de Plástico y Caucho del programa Eafit-ICIPC, cuenta con un MBA de la misma Universidad. Durante 15 años de trabajo en empresas de transformación de plásticos se ha desempeñado en áreas de proyectos, mantenimiento y producción. Siempre ha estado en contacto con procesos de inyección, termoformado, extrusión de termoplásticos e inyección de PUR.
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