BREA, California — El fabricante de elastómeros Kirkhill-TA Co. redujo drásticamente sus existencias de negro de humo y mejoró la limpieza de la planta al sustituir un gran sistema de almacenamiento en silos por un sistema de descarga de sacos a granelBULK-OUT® de Flexicon Corp. Esto permitió a la empresa reducir sus existencias en un 90 %, al tiempo que se evitaba que el polvo de negro de humo contaminara el entorno de la planta. El ahorro de costes y las mejoras en la eficiencia y la competitividad fueron beneficios adicionales.
El sistema de manipulación a granel es la última mejora introducida por esta empresa, que comenzó a fabricar juntas, sellos y otros productos elastoméricos en 1919, y que fue trasladando gradualmente su producción de productos industriales generales a piezas de silicona de alta ingeniería para aviones comerciales y militares, misiles e incluso el transbordador espacial.
El negro de humo es uno de los principales materiales que procesa Kirkhill-TA. Añadir negro de humo a un elastómero reduce su coeficiente de expansión térmica, lo que le permite mantener un sellado hermético en aplicaciones a altas temperaturas. También puede modificar la elongación, la rigidez y otras propiedades físicas, además de conferir conductividad para evitar descargas estáticas.
A medida que Kirkhill-TA pasó de la producción en masa de piezas industriales a la producción de menor volumen de piezas aeroespaciales, se volvió innecesario y costoso mantener existencias de negro de humo en silos. «Con los vagones de ferrocarril, teníamos que traer 300 000 lb (136 363 kg) de gránulos de negro de humo de una sola vez», explicó Larry Pierce, vicepresidente de Tecnología de Esterline. «Solo recibíamos envíos unas pocas veces al año y cada uno de ellos inmovilizaba cerca de 250 000 dólares en existencias».
Además, el ayuntamiento de Brea decidió desmantelar las vías férreas que abastecían a la planta para ampliar su espacio verde. «Éramos la única instalación industrial que quedaba en la ciudad, así que aceptamos», afirma Pierce. «A cambio, el ayuntamiento nos concedió un préstamo para adquirir el nuevo sistema de descarga a granel».
Asimismo, la empresa matriz de Kirkhill-TA, Esterline Technologies, daba gran importancia al control de los costes de inventario.
Kirkhill-TA tenía varias prioridades para su nuevo sistema de manipulación de materiales. Tenía que mejorar la eficiencia del inventario y mantener los costes bajo control. Necesitaba aprovechar al máximo la infraestructura existente. Por último, debía evitar que el polvo de negro de humo —provocado por el roce entre los gránulos friables— se filtrara a la planta o a los equipos de procesamiento.
Esterline Technologies produce el negro de humo mediante la combustión de petróleo pesado o alquitrán, lo que genera partículas similares al hollín. Cuando se encuentran en suspensión en el aire, pueden penetrar en los equipos en funcionamiento. «El negro de humo tiende a absorber el aceite lubricante», explicó Pierce. «Si penetra en los cojinetes y los rodillos, estos se desgastarán prematuramente». También puede provocar cortocircuitos.
Dado que el negro de humo es un producto derivado del petróleo, California lo clasifica como material peligroso. Aunque el negro de humo se transporta en forma de gránulos de 1 a 3 mm de diámetro para reducir la probabilidad de que se disperse en el aire, los fabricantes deben permanecer alerta para evitar derrames y la limpieza que estos conllevarían.
El sistema de vagones se encargó de los envíos a granel
Kirkhill-TA contaba con una importante infraestructura para la manipulación del negro de humo, con una estación de descarga ferroviaria —que incluía transportadores de tornillo y transportadores de cangilones— y dos silos de almacenamiento.
Los gránulos de negro de humo se transportaban desde los silos hasta las mezcladoras Banbury de la empresa de dos formas: mediante un transportador neumático y, cuando el peso en el silo descendía por debajo de las 50 000 lb (22 675 kg), mediante grandes contenedores de acero con una capacidad aproximada de 2 000 lb (909 kg) de negro de humo. «Son como sacos a granel fabricados en acero. Los trasladamos con carretillas elevadoras y vertemos el negro de humo por gravedad en un contenedor de pesaje con una báscula integrada que se encuentra en un entresuelo situado sobre las mezcladoras. Cuando el contenedor y los gránulos alcanzan el peso requerido para la fórmula, se abre la tolva del contenedor, descargando el material en la mezcladora para su compuestos con elastómeros antes de moldearse en juntas acabadas», explica Pierce.
Los transportadores neumáticos ya no se utilizan, pero los contenedores de acero y el sistema de pesaje siguen formando parte de la nueva instalación de manipulación a granel.
Las bolsas a granel facilitan la manipulación
Las bolsas a granel eran la opción más clara para la recepción de negro de humo. En primer lugar, están disponibles en tamaños de 1.000 y 2.000 lb (455 y 910 kg), lo suficientemente grandes como para beneficiarse de descuentos por volumen. Aunque los proveedores cobran menos por los envíos a granel en vagones de ferrocarril, el ahorro se ve compensado en gran medida por los mayores costes de transporte ferroviario. Al cambiar de sistema, Kirkhill — TA pagaría solo una fracción de un centavo por libra más por las entregas en bolsas a granel. Si a esto le sumamos el ahorro derivado de minimizar las existencias y eliminar el mantenimiento de los silos, el sistema de sacos a granel se amortiza por sí solo.
El descargador Flexicon también mejora la limpieza de las instalaciones. En primer lugar, traslada las operaciones de manipulación de material a granel al interior de la planta, de modo que cualquier fuga accidental queda contenida dentro de la misma. El descargador también utiliza conexiones estancas al polvo para contener completamente el negro de humo hasta su incorporación final a la mezcladora.
Los camiones entregan entre 10 y 12 sacos a granel paletizados cada vez. Una carretilla elevadora levanta cada saco por sus correas y lo traslada a un almacén situado en el entresuelo. Cuando se necesita negro de humo, el operario de la carretilla elevadora fija las correas del saco a un bastidor de elevación desmontable y, a continuación, eleva el bastidor hasta la plataforma de carga del descargador de sacos a granel.
El descargador vacía los gránulos de negro de humo de la bolsa a granel en una tolva diseñada específicamente para ello, desde donde un transportador de tornillo flexible de 15 pies (4,5 m) de longitud y 4,5 pulgadas (11,4 cm) de diámetro exterior, también de Flexicon, transfiere el material a un contenedor de acero. En este punto, la operación continúa tal y como se realizaba originalmente con los contenedores de acero: una carretilla elevadora transporta el contenedor a lo largo del entresuelo hasta el contenedor situado encima de una de las mezcladoras, donde descarga su contenido.
Un sistema hermético permite mantener la planta más limpia
El descargador de sacos a granel está diseñado para contener por completo el material que se descarga, evitando así la contaminación del producto y del entorno de la planta. La boquilla del saco está fijada a un anillo de sujeciónSPOUT-LOCK®, que forma una conexión hermética entre el lado limpio de la boquilla del saco y el lado limpio de un tubo telescópicoTELE-TUBE® (a través del cual se descarga el material). El tubo eleva neumáticamente el anillo de sujeción, lo que permite al operario establecer una conexión hermética al polvo con la boquilla de la bolsa. A continuación, el tubo desciende, estirando la bolsa para descargar completamente los gránulos. Para facilitar aún más la descarga completa, los activadores de bolsaFLOW-FLEXER® —dos placas situadas debajo de la bolsa— elevan y bajan los bordes inferiores opuestos formando una «V», lo que dirige el material hacia la boquilla de la bolsa.
Por encima del anillo de sujeción, una válvula de control de flujoPOWER-CINCHER® rodea la parte superior de la boca de la bolsa para permitir volver a atar las bolsas parcialmente vacías. Cuando la bolsa está vacía, el operario acciona el colector de polvoBAG-VAC®, que genera un vacío dentro del sistema sellado, colapsando la bolsa vacía sin que se genere polvo para poder volver a atarla y retirarla.
La cinta transportadora alberga un tornillo sinfín flexible de acero inoxidable con una geometría especializada para minimizar la compresión de materiales como el negro de humo, que tienden a comprimirse en las cintas transportadoras convencionales.
A medida que el tornillo sinfín gira, se autocentra dentro del tubo de plástico, lo que proporciona un espacio libre entre el tornillo y la pared del tubo, permitiendo que los gránulos fluyan sin sufrir daños.
El extremo de entrada de la cinta transportadora se conecta a la salida de la tolva. En el extremo de descarga, un motor de 5 hp (4 kW) acciona el tornillo a medida que el material pasa desde la salida del transportador, a través de un conducto flexible de 6 pulgadas (15,2 cm) de diámetro, hasta el contenedor de acero. Al estar completamente cerrado, el transportador garantiza aún más la limpieza de la planta.
Un control de temporización por lotes activa el transportador durante un intervalo de tiempo repetible para llenar el contenedor.
«Hemos reducido las existencias de negro de humo de entre 500 000 y 1 000 000 de libras (227 000-454 000 kg) a entre 50 000 y 100 000 libras (22 700-45 400 kg)», afirma Pierce. «El sistema de descarga a granel mejora la eficiencia y la competitividad, y nos permite ajustar nuestros costes».