WOONSOCKET, RI — La empresa The Plastics Group of America se dedica a la fabricación de compuestos termoplásticos en una antigua fábrica de Woonsocket, Rhode Island. Cuando la empresa decidió aumentar su capacidad mediante líneas de compuestos de doble husillo en lugar de líneas de husillo único, la altura relativamente baja de los techos del edificio afectó a la distribución de los equipos. Sin embargo, gracias a una planificación minuciosa y al uso de equipos de descarga y transporte de sacos a granel, la empresa logró instalar todo en una sola planta de su edificio de 60 000 pies cuadrados (5 574 m²).
La historia comienza en 2001, con la decisión de incorporar su primera extrusora de doble husillo de 2,6 pulgadas (68 mm) de diámetro para la fabricación de compuestos. (La puesta en marcha tuvo lugar en 2002.)
«Tenemos una altura libre limitada en la planta: entre 14 y 16 pies (4,2 y 4,8 m)», afirma Duane T. Delaney, director técnico de The Plastics Group. La extrusora y los equipos auxiliares tenían que caber en ese espacio. Una opción era perforar el techo, pero Delaney no creía que eso mejorara la eficiencia ni, lo que es más importante, la seguridad de los trabajadores al añadir plataformas para acceder a equipos auxiliares como las tolvas que alimentan la extrusora. En su lugar, diseñó una línea de compuestos en la que todo el equipo cabe en una sola planta.
A Delaney no le gustan las plataformas de varios niveles de la mayoría de las líneas de doble husillo, que albergan alimentadores y otros sistemas auxiliares. «Tienen una altura de entre 20 y 30 pies (6 a 9 m), lo que dificulta y hace peligroso el limpieza y el mantenimiento de los equipos, y añaden entre 100 000 y 200 000 dólares al coste de una línea de compuestos en concepto de plataformas, barandillas y escalones», afirma.
«Nuestra filosofía de producción consiste en hacer que el trabajo sea seguro, fácil y sencillo», añade Delaney.
Protección de las propiedades de los aditivos
Las cuatro tolvas de resina de la extrusora de doble husillo se alimentan mediante conductos neumáticos desde los silos. Sin embargo, el sistema de alimentación de aditivos supuso un reto, ya que debía cumplir varios requisitos además de la restricción de altura. El Grupo de Plásticos utiliza numerosos aditivos, cargas y refuerzos, desde talco, mica, carbonato cálcico y sulfato de bario hasta fibras de vidrio y perlas. Transportar aditivos y cargas en polvo hasta un alimentador desde una ubicación remota mediante un sistema neumático o mecánico supondría un coste relativamente elevado para el transportador y su instalación, así como un mantenimiento más intensivo asociado a los sistemas de transporte de mayor longitud. Transportar fibras de vidrio a largas distancias también aumentaría la posibilidad de que el material sufriera daños, lo que afectaría a las propiedades del compuesto.
Delaney decidió que la solución era un sistema de descarga de sacos a granel combinado con un transportador de tornillo flexible, de menor coste y menor mantenimiento, instalado cerca de la línea de compuestos. El descargador vaciaría los sacos a granel en una tolva situada en su base, y el transportador de tornillo flexible transportaría los aditivos a través de un tubo inclinado hasta un alimentador situado en la línea de compuestos.
Debido a la ubicación de la extrusora de doble husillo, explica Delaney, «el descargador, de 15,5 pies (4,7 m) de altura, solo cabía en un lugar, y el alimentador de aditivos de doble husillo solo se podía llenar en un lugar. Resultó obvio que un transportador de tornillo flexible era un sistema sencillo y directo que se adaptaba a nuestras necesidades».
Esta configuración también resultaría más eficiente —y más segura— que tener a los trabajadores abriendo y vaciando manualmente sacos de 50 lb (22,7 kg) de aditivos en la tolva del alimentador desde una plataforma. Este proceso podía introducir restos de sacos y otros contaminantes en la operación de compuestos, ocupar espacio en el suelo para el almacenamiento de sacos y generar un costoso problema de eliminación de residuos con los sacos vacíos.
La integración del descargador de sacos a granel y el transportador de tornillo flexible permitió transportar rápidamente los rellenos o refuerzos hasta el alimentador de aditivos. «Cada una de las extrusoras cuenta con cinco sistemas de alimentación gravimétricos». Uno es para aditivos y los demás son para resinas. «El material debe transportarse al alimentador de aditivos con la rapidez suficiente para mantener una dosificación precisa», afirma. Por ejemplo, una carga de 100 lb (45,3 kg) de aditivos debe transportarse a la dosificadora desde la tolva de descarga en 10 segundos. Un sistema de control por pérdida de peso pone en marcha y detiene el transportador de tornillo flexible a medida que la tolva de la dosificadora alcanza los niveles de peso preestablecidos.
La conexión entre el descargador de sacos a granel y el transportador de tornillo flexible funcionó tan bien que, cuando The Plastics Group especificó una segunda línea de doble tornillo en 2007 —una unidad de alta velocidad de 2,75 pulgadas (70 mm) de diámetro, cuya puesta en marcha tuvo lugar en 2008—, encargó otro descargador de sacos a granel y otro transportador de tornillo flexible.
El descargador cuenta con múltiples funciones
Para ambas instalaciones, la empresa especificó el descargador de sacos a granel BFC de Flexicon. Los sacos se fijan a una plataforma de elevación de perfil bajo con cuatro esquinas mediante soportes para correas Z-CLIP™ y se elevan hasta su posición mediante un polipasto eléctrico montado en una viga en I en voladizo.
Una válvula neumática de control deflujo POWER-CINCHER® regula el flujo a través de la boquilla de la bolsa. Esto se consigue mediante una serie de varillas curvas y articuladas de acero inoxidable que aprietan la boquilla de forma concéntrica sobre un eje horizontal para atarla y verticalmente para evitar fugas de material. La válvula también permite cerrar la boquilla y volver a atarla si una bolsa se descarga parcialmente.
El descargador BFC cuenta con un anillo de sujeciónSPOUT-LOCK® que fija la boquilla de la bolsa a granel a un tubo telescópicoTELE-TUBE®. El tubo mantiene una tensión hacia abajo sobre el anillo de sujeción, lo que mantiene la boquilla tensa y evita que el material se abombe hacia fuera o se hunda hacia dentro durante la descarga, lo que podría crear restricciones de flujo.
Ambos descargadores cuentan con un par de placas de agitación neumáticasFLOW-FLEXER® que elevan y bajan el fondo de la bolsa para mantener un flujo positivo y lograr una descarga completa.
The Plastics Group suele encargar sacos con un peso de entre 1.000 y 2.500 lb (453 a 1.132 kg). Algunos de los aditivos que utiliza se envían en sacos de 3.000 lb (1.359 kg), por lo que los bastidores de los descargadores de sacos a granel BFC están diseñados para soportar cargas de 4.000 lb (1.812 kg).
El transportador de tornillo flexible original tiene un diámetro de 6 pulgadas (150 mm), está instalado con un ángulo de 35 grados y transporta el material 17 pies (5,2 m) hasta la tolva de alimentación. Delaney explica que, a medida que gira el tornillo flexible, este se autocentra dentro del tubo exterior de polímero, lo que garantiza un suministro eficiente del material a los alimentadores sin dañar las fibras de vidrio ni otros refuerzos.
El segundo transportador de tornillo flexible tiene un diámetro de 4,5 pulgadas (115 mm) y recorre 27,5 pies (8,4 m) con un ángulo poco pronunciado para verter el material en el alimentador de aditivos de la extrusora de doble tornillo.
Delaney afirma que los transportadores de tornillo flexibles, ambos de Flexicon, manejan cada uno entre 50 y 2.000 lb (22,7 y 907 kg) por hora de aditivos, dependiendo del material que se esté compondiendo. La empresa cambia de material una o dos veces al día de media. Una tirada típica dura 18 horas.
El sistema de alimentación demuestra ser fiable
Los descargadores BFC y los transportadores de tornillo flexibles han funcionado casi a la perfección. «Solo hemos tenido que realizar el mantenimiento habitual», afirma Delaney.
La fiabilidad es esencial para las operaciones. «Si alguno de estos sistemas falla, no hay ningún sistema de respaldo». Y dado que cada línea es capaz de producir 70.000 lb (31.710 kg) por hora, un sistema de descargadores y transportadores de tornillo flexibles menos fiable podría provocar graves problemas de producción.
The Plastics Group no hace públicas sus cifras de ingresos, pero Delaney afirma que su actividad es lo suficientemente amplia en los mercados finales como para que las ventas se hayan mantenido estables incluso durante la recesión. La empresa suministra polipropileno cargado y reforzado, junto con poliolefinas con contenido reciclado, poliestireno de alto impacto y ABS, para los sectores de la automoción, el ocio, el embalaje, la construcción, los electrodomésticos, los juguetes, los bienes de consumo duraderos y otras aplicaciones.