Optimización de velocidad del aire y del consumo de potencia en transporte neumático

 

En el transporte neumático, el aire proveniente de una soplante (o por un compresor de vacío) impulsa el producto a granel a través de un sistema de tuberías.

El transporte de granza de productos poliméricos es una operación común en las plantas de polimerización y procesamiento de plásticos. En las plantas de polimerización, esta operación consiste en el transporte de la granza desde los silos hasta los depósitos que alimentan los dosificadores de proceso o ensacadoras. En las plantas de procesamiento de plásticos, esta operación consiste típicamente en el transporte desde los silos de descarga a granel hasta las tolvas de los equipos de procesamiento.

tpneumaticLa técnica por excelencia utilizada en este tipo de operaciones es el transporte neumático. Dependiendo de la relación sólidos/aire del flujo y de la velocidad del aire, se pueden establecer tres tipos de transporte: Fase diluida, Fase densa y Fase pulsante. Una descripción detallada de estos tipos de transportes se detallará en próximos artículos.

Este artículo está centrado en el régimen de Fase diluida, donde la granza va suspendida en el aire. En general se utiliza una baja relación flujo másico de sólidos/aire y una alta velocidad del aire en relación a los otros regímenes. En este tipo de transporte deben optimizarse las condiciones de trabajo para evitar ciertos problemas asociados al transporte neumático, como la generación de finos, cabellos de ángel (“angel hair”) y hebras de gran tamaño (“streamers”).

El rozamiento excesivo del producto con las tuberías genera los finos y cabellos de ángel. Con una tubería muy lisa, alta temperatura y alta velocidad del aire de transporte, la granza se ablanda y deposita una pequeña piel sobre las paredes, que posteriormente se desprende en hebras (“streamers”). Es conveniente indicar que estos problemas generados en el transporte neumático, tanto en las plantas de polimerización como en la planta de procesamiento, se traducen en contaminación ambiental, taponamiento de filtros, sistemas de dosificación, mallas de las extrusoras y defectos en el producto terminado (geles, puntos negros y otros defectos).

Para la optimización de las condiciones y el diseño de los sistemas de transporte neumático, se deben considerar las siguientes variables:

  • Velocidad y temperatura del aire.
  • Temperatura de la granza.
  • Relación de flujo másico sólidos/aire.
  • Rugosidad interior de la tubería.
  • Trazado, diámetro y longitud de la tubería.
  • Diseño de las curvas y codos.

De acuerdo con estudios realizados con sistemas de transporte neumático, para evitar los problemas de finos, cabellos de ángel y hebras, las condiciones de trabajo óptimas son las siguientes:

  • La velocidad del aire de transporte neumático desde estar entre 23 y 30 m/s. Esto optimizar el transporte neumático, lo que también redunda normalmente en ahorros de potencia en la soplante.
  • La temperatura de aire debe ser menor de 40ºC. Esto evita los problemas de finos, cabellos de ángel y hebras.
  • Las tuberías debe tener su interior granallado y con equipos de limpieza adecuados que eviten la acumulación de los posibles defectos y material de deshecho.
  • El trazado de las tuberías debe realizarse evitando al mínimo las curvaturas, subidas y bajadas. Cuanto mas lineal sea el trazado, menor será el deterioro del producto y el gasto energético.
  • El radio de las curvas debe ser el máximo posible que permita el trazado de la instalación, y deben evitarse siempre los codos, a menos que sean imprescindibles.

soplante 2Conviene indicar que el flujo volumétrico a la salida de cada tramo, se calcula corrigiendo el flujo a la entrada por el cambio de densidad. Debido al poco tiempo de residencia del aire y la granza dentro del sistema de tuberías de transporte neumático, se suele considerar que la temperatura del aire es constante y no se alcanza la temperatura de equilibrio entre granza y aire. Un cálculo estimativo del calor intercambiado con el medio ambiente por convección natural concluye que es como máximo el 12% del calor intercambiado entre la granza y el aire, por lo que puede despreciarse.

Puede verse que energéticamente la disminución de velocidad de rotación de la soplante es la solución más atractiva, sin embargo debe tenerse la precaución de no disminuir la velocidad de rotación más allá de la velocidad mínima recomendada por el fabricante (ya que se refiere también a un flujo mínimo para auto refrigerar la soplante). Igualmente, se debe revisar que la combinación de diámetros de las poleas del motor y del soplador no exceda los esfuerzos admisibles en los respectivos ejes.

GRUPO GAHERMA dispone de experiencia en el diseño de sistemas de transportes neumáticos para sólidos a granel de amplia granulometría; y solo utiliza componentes de primeras marcas en sus proyectos.

Autor: Pere-Joan Sardà

Sistemas de Entrenamiento y Evaluación

ENTRENAMIENTO

En GRUPO GAHERMA entendemos que nuestra principal ventaja debe ser la profesionalidad de nuestros equipos operativos. Es por ello que desarrollamos un sistema de entrenamiento que va más allá de la transferencia de conocimiento. Nuestro objetivo es la respuesta profesional pragmática.

Para la consecución de nuestros objetivos establecemos tres etapas del proceso que sirven a finalidades distintas orientadas a la adquisición práctica de las diferentes disciplinas:

  • -Formación
  • -Capacitación
  • -Desarrollo y Evaluación práctica

Nos referimos a la formación como la etapa inicial del proceso. En ella se consigue transferir al operario los conocimientos teóricos y experiencias prácticas que le permitan comprender y asimilar los diferentes aspectos d la disciplina.

La capacitación es el proceso (tutelado por un experto en la disciplina) mediante el cual el operario adquirirá las habilidades básicas que le permitirán ejecutar las funciones correspondientes a la disciplina.

weldingEl desarrollo se refiere a la etapa en la que el operario ya ha adquirido habilidades y posee los conocimientos. Es entonces cuando el operario comienza a asumir responsabilidades (oficialía) al respecto de las funciones de la disciplina. Se trata de un proceso tutelado inicialmente pero que posteriormente deja de serlo.

Cuando se prepara el programa de desarrollo para el operario también se definen las fases y los hitos a conseguir con plazos temporales. La consecución de dichos hitos se evalúa en una comisión de evaluación que decidirá si el operario puede pasar a la siguiente fase y el consecuente nivel de oficialía.

GRUPO GAHERMA clasifica dentro de su actividad en las siguientes disciplinas:

  • Herramientas y Aparatos de Medida Eléctricos
  • Esquemas Eléctricos
  • Motores Eléctricos
  • Aparellaje Eléctrico
  • Autómatas
  • Propiedades de los Materiales
  • Soldadura
  • Reductores
  • Dibujo Técnico
  • Herramientas y Aparatos de Medida y Control Mecánico
  • Movimientos de Cargas
  • Mecanizado y Trabajos Mecánicos
  • Neumática
  • Hidráulica Presión
  • Tuberías Industriales
  • Lubricación
  • Climatización (RITE)
  • Aparatos a presión
  • Gas
  • Protección contra incendios

EVALUACION

automationRelacionando entrenamiento con la evaluación, GRUPO GAHERMA fomenta que los oficiales de una disciplina se desarrollen en las disciplinas relacionadas. La remuneración base del operario está relacionada directamente con las disciplinas para las que ostenta oficialía así como en su nivel de implicación a la hora de tutelar operarios que estén interesados en desarrollar la disciplina en la que el primero es oficial.

 

En las evaluaciones que se realizan semestralmente a la plantilla de GRUPO GAHERMA se repasan (a parte de su versatilidad) otros tantos  aspectos clasificados en tres familias de parámetros.

  • Capacidad profesional (45% del peso)
    • Calidad de trabajo
    • Eficacia
    • Versatilidad
    • Iniciativa
    • Disciplina
    • Orientación a cliente
    • Participación en curso
  • Colaboración con la empresa (35% de peso)
    • Urgencias
    • Festivos
    • Vacaciones flexibles
    • Entrega de documentación
    • Tramites
  • Absentismo e incidencias (20% de peso)
    • Absentismos e impuntualidades
    • Faltas sancionables
    • Accidentes laborales

Con este sistema GRUPO GAHERMA pretende que los objetivos de la empresa sean compartidos con los operarios. Éstos se verán beneficiados en el momento en que su enfoque de trabajo coincide con el de la empresa. Siempre en beneficio del cliente.

Autor: German Hernández Llorente

Gestión del inventario en base 0

 

En GRUPO GAHERMA utilizamos esta terminología para  la gestión de los inventarios haciendo referencia al método comúnmente utilizado para la confección de presupuestos: El presupuesto base 0.

A grandes rasgos, nuestro método enfoca la gestión del inventario del Departamento de Mantenimiento cribando lo que es imprescindible respecto a lo que no lo es.

El objetivo es minimizar el coste total de la gestión de un inventario. Este coste será la suma total de diferentes tipos de coste:

  • Coste de la indisponibilidad del elemento
  • Coste de adquisición
  • Coste de almacenaje y desgaste

almacen

La clave para que el sistema sea óptimo es la definición del coste de la indisponibilidad del elemento. Un cálculo adecuado en este aspecto nos permitirá definir necesidades. Los costes de adquisición, almacenaje y desgaste son meros añadidos operativos.

Para calcular el coste de la indisponibilidad se requiere un análisis de riesgos que deberá tener en cuenta aspectos operativos de la instalación a mantener:

  • Capacidad instalada:
    • Numero de equipos
    • Horas de funcionamiento previstas
  • Riesgos de avería oculta (averías que no se perciben pero generan como consecuencia averías de mayor envergadura).
  • Riesgos para la seguridad de las personas
  • Riesgos para el medio ambiente

Para calcular el coste de la indisponibilidad se requiere un análisis de riesgos que deberá tener en cuenta aspectos operativos de la instalación a mantener:

Capacidad instalada:

    • Numero de equipos.
    • Horas de funcionamiento previstas.
  • Riesgos de avería oculta (averías que no se perciben pero generan como consecuencia averías de mayor envergadura).
  • Riesgos para la seguridad de las personas.
  • Riesgos para el medio ambiente.
  • Costes operativos del paro de producción:
    • Mano de obra directa.
    • Coste energético de la planta en stand-by y de arranque.
    • Costes comerciales.
  • Tiempo de indisponibilidad de los elementos necesarios para reparación.

Un análisis pormenorizado deberá evaluar para cada equipo y teniendo en cuenta sus horas de funcionamiento, las diferentes averías probables  y para cada una de ellas:

  • Probabilidad de avería oculta y elementos afectados por ésta.
  • Probabilidad de riesgo para la seguridad.
  • Probabilidad de riesgo para el medio ambiente
  • Coste operativo consecuente.

almacen2El objetivo es conseguir una matriz que nos permita clasificar las averías por sus consecuencias. Esta matriz nos permitirá evaluar las necesidades de monitorización y en consecuencia las políticas de reposición de partes, recambios, consumibles y equipos de medida.

Habiendo definido el coste de indisponibilidad sólo nos falta evaluar los costes de adquisición, almacenaje y amortización. Si nuestro proveedor es capaz de servir el elemento con una respuesta temporal que responde a nuestras necesidades de disponibilidad, evaluaremos diferentes posibilidades.

El coste de adquisición y el coste de almacenajes son dos caras de la misma moneda. Teniendo en cuenta la necesidad de inventario debemos evaluar:

  • Qué cuesta la gestión de compra de los elementos en términos de:
    • Tiempo de gestión administrativa.
    • Portes.
    • Permisos.
  • Qué cuesta mantener los elementos en stock:
    • Coste de alquiler del m2.
    • Coste financiero.
    • Desgaste de los elementos.
    • Gestión de almacén.

Elegiremos la opción menos costosa.

Para GRUPO GAHERMA, la gestión del inventario en base 0 está implícita en las definiciones del plan de mantenimiento. Aplicando el sentido común definimos las necesidades básicas. Este análisis está permanentemente bajo vigilancia, ya que cambios productivos, operativos y de demás índoles pueden reconfigurar las probabilidades de avería.

Autor: German Hernández Llorente