BREA, California — Ameron International fabrica productos de revestimiento protector de PVC para grandes tuberías de alcantarillado de hormigón. El dióxido de titanio (TiO₂) se pesa y se mezcla con resina de PVC antes de la extrusión del compuesto, con el fin de conferirle resistencia a los rayos UV y un color blanco translúcido.
Con el proceso de mezcla anterior de la empresa resultaba difícil contener el polvo. El personal de la planta abría las bolsas de dióxido de titanio (TiO₂), que tiene una densidad aparente de 45 libras/pie cúbico (721 kg/m³), y vertía el polvo con una pala en un cubo colocado sobre una báscula. Cuando el peso neto delTiO₂ alcanzaba las 6 libras (2,7 kg), se vertía en una mezcladora que contenía 300 libras (137 kg) de PVC (una concentración del 2 %).
La manipulación del polvo en un entorno abierto generaba polvo. «Si abres una bolsa de dióxido de titanio y la viertes, el polvo puede dispersarse en el aire», explica James Gross, ingeniero de producto de la planta de Ameron.
Investigó sobre sistemas cerrados, pero le costó encontrar uno capaz de manejar el polvo, que es cohesivo y compresible, y tiende a apelmazarse, aglomerarse, formar puentes y, en general, a resistirse al flujo. «Es un polvo que se comporta casi como una pasta, por lo que resulta problemático moverlo», afirma Gross.
Finalmente, se decantó por un sistema de Flexicon Corporation compuesto por una estación de descarga de sacos con un transportador de tornillo flexible integrado.
La estación de descarga de sacos recoge el polvo
Los palés con sacos de 25 lb (11 kg) de dióxido de titanio se apilan junto a la estación de vaciado de sacos, situada en un muelle elevado. La estación está equipada con un soporte para sacos a la altura de la cintura que ofrece una superficie de trabajo para que los operarios preparen, limpien y abran los sacos antes de vaciarlos.
La unidad de captación de polvo de la estación de descarga de sacos está montada directamente sobre la tolva de suelo de 5,5 pies cúbicos (0,16 m³). El operario abre la tapa de la tolva, lo que activa un ventilador de aspiración de alta velocidad, y descargael TiO₂ a través de una rejilla que impide la entrada de objetos extraños en el sistema. El ventilador aspira el polvo en suspensión hacia dos cartuchos filtrantes con una eficiencia de captación del 99,99 % para materiales con un tamaño de partícula de 1 micra o superior. Al mismo tiempo, un sistema automático de limpieza de filtros por pulso inverso utiliza válvulas solenoides activadas por temporizador para dirigir breves ráfagas de aire comprimido de la planta hacia los cartuchos filtrantes, lo que hace que el polvo acumulado en las superficies exteriores de los filtros caiga a la tolva.
Con unas dimensiones de 30 pulgadas (762 mm) de lado por 44 pulgadas (1118 mm) de altura, la tolva presenta una configuración de «alto caudal» que hace que el dióxido de titanio se deslice y fluya hacia la empinada pared trasera de la unidad y por ella hacia abajo, lo que evita que el polvo forme puentes entre las paredes laterales de la unidad. Además, está equipada con un vibrador neumático y un agitador para facilitar el flujo hacia la entrada de la cinta transportadora. «Para la mayoría de los materiales, ninguno de estos dispositivos es necesario, pero sí lo son para mover el dióxido de titanio», señala Gross.
El transportador de tornillo flexible transporta material difícil
La tolva conduce el polvo hacia el adaptador de entrada de un transportador de tornillo flexible de 25 pies (7,6 m) de longitud y 2,625 pulgadas (67 mm) de diámetro, inclinado a 45 grados. El transportador utiliza un tornillo flexible de acero inoxidable con una geometría especializada, diseñada por Flexicon para manejar materiales con propiedades difíciles, comoel TiO₂.
Un motor eléctrico de 2 hp (1,5 kW) situado en el extremo de descarga del transportador hace girar el tornillo, impulsando el dióxido de titanio a través del tubo de plástico y por una boquilla de descarga conectada a un conducto de PVC reforzado con alambre de 4 ft (1,2 m) de longitud y 6 in. (152 mm) de diámetro. El polvo cae en una cubeta encerrada en una caja de contención de polvo, que se encuentra sobre una báscula electrónica situada encima de la mezcladora.
Cuando la mezcladora solicita dióxido de titanio, un operario activa la cinta transportadora, así como el vibrador y el agitador de la tolva. El controlador detiene automáticamente la cinta transportadora cuando el peso del material en el cubo alcanza las 5,5 libras (2,5 kg). En ese momento, el polvo restante en el conducto de descarga se vierte lentamente en el cubo, lo que hace que el peso final se acerque a las 6 libras (2,7 kg) requeridas. «Estamos consiguiendo una precisión en el peso de los lotes de aproximadamente ±0,02 lb (±0,01 kg), lo que supone una precisión mucho mayor que la del sistema anterior», informa Gross.
Las estimaciones iniciales de Gross preveían hasta tres minutos para verter las 6 lb (2,7 kg) requeridas, dadas las características de flujo variable del dióxido de titanio, pero ahora la tarea se realiza en entre 30 y 45 segundos.
El proceso de transporte finaliza en una caja de contención de polvo
Dado que un operario puede vaciar la cubeta llena en la mezcladora sin sacarla de la caja de contención de polvo, el dióxido de titanio queda contenido en todo el sistema.
«El sistema ha contenido el polvo de forma eficaz», afirma Gross. Además de proteger a los trabajadores y mantener limpia la zona circundante de la planta, el sistema reduce el desperdicio de material y elimina la necesidad de limpiar una zona de recogida de polvo alejada.
En cuanto al mantenimiento, Gross limpia el equipo cada tres o cuatro meses y señala: «Básicamente, es un equipo que no requiere mantenimiento».