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Reducción de los tiempos de inactividad y pérdida de producción en operaciones con filtros de mangas

Por Kyle Nannenga, experto en mangas plisadas de Donaldson Torit 

En todos los sectores, hay periodos en los que no ocurren las actividades programadas en un proceso. En operaciones de planta, esto implica un intervalo de tiempo específico durante el cual el equipo de producción permanece desconectado o no disponible para su uso. Este fenómeno se denomina tiempo de inactividad y puede ser extremadamente costoso desde el punto de vista del equipo y en lo que respecta al tiempo de producción perdida.

Probablemente sea poco realista esperar que una planta funcione sin problemas 24 horas al día, 7 días a la semana, 365 días al año. Por lo tanto, los responsables de las plantas deben programar estos periodos de inactividad para realizar mantenimiento en los sistemas.

Hay dos tipos de tiempos de inactividad: planificados y no planificados. Y cada uno tiene sus costes asociados.

Tiempo de inactividad planificado

En la mayoría de las plantas, hay periodos de tiempo programados por semana, mes, trimestre o año en los que se desconecta un equipo específico para mantenimiento preventivo. Esto se conoce como tiempo de inactividadprogramado o planificado , y se da cuando el equipo deja de producir. Estos eventos de tiempo de inactividad programados son imprescindibles para evitar interrupciones no programadas en la producción. Programar de antemano estas revisiones periódicas otorga al personal el tiempo necesario para llevar a cabo comprobaciones de mantenimiento o reparación de equipos para asegurarse de que funcionan a la capacidad requerida.

Tiempo de inactividad no planificado

Los tiempos de inactividad no planificados, tal como su nombre indica, se producen inesperadamente y son difíciles de predecir.  Tales tiempos de inactividad no programados provocan importantes alteraciones en las operaciones de la planta. Cuando se producen tiempos de inactividad no programados, el personal suele tener un solo objetivo en mente: recuperar la producción tan pronto como sea posible. A cada minuto que pasa sin producir una planta, las pérdidas pueden contabilizarse desde varios miles de dólares por hora, a varios cientos de miles de dólares por hora.

Figura 1: Las mangas plisadas ayudan a reducir los costes por tiempo de inactividad
Concienciación sobre el tiempo de inactividad

Los estudios realizados sobre el coste medio de la pérdida de producción por sector están haciendo que las empresas tomen más conciencia sobre la importancia de reducir los tiempos de inactividad no planificados y planificados en sus operaciones.

En la actualidad, los responsables de mantenimiento asumen la tarea de aumentar la vida operativa y la confianza de los equipos de producción, reducir el tiempo de inactividad en la producción y mejorar la seguridad global y las condiciones de trabajo en el entorno de producción. Estas exigencias han resaltado la importancia de contar con productos de calidad en los equipos de producción, así como la importancia del mantenimiento en las operaciones de una planta.

Un aspecto del mantenimiento en el que se centran los responsables es el mejor rendimiento y la mayor durabilidad de los captadores de polvo.

Control del polvo

En muchas operaciones, el control del polvo es una parte integral del proceso productivo. Las aplicaciones relacionadas con los captadores de polvo van desde: receptores de filtro (comúnmente utilizados en el traslado neumático de material condensado y sistemas de aspiración central), captación de polvo molesto (contenedores de mangas, venteo de contenedores, envasado en masa, carga de trenes y camiones y cintas transportadoras) y venteo de procesos (de trituración, fresado, reducción de tamaño, aplicaciones de secado y mezcla).

El captador de polvo más común en las operaciones de planta es el captador con filtro de mangas tradicional. El captador con filtro de mangas tradicional usa mangas, o bolsas, para extraer el polvo de una corriente de aire de transporte. Muchos diseños alargan la vida útil del filtro mediante el uso de aire comprimido para una limpieza por pulsos periódica, con la finalidad de quitar la pasta de polvo depositada y recuperar las cifras de caudal características de los filtros.

Los filtros de mangas han sido el caballo de guerra en el sector durante décadas. A medida que envejecen los filtros de mangas, se necesita un mantenimiento más especial (TLC, del inglés, Tender Loving Care) para mantener la operación o mantenimiento preventivo (PM) y cuanto más grande sea el filtro de mangas, más TLC necesitan. Las mangas se sustituyen cuando la pérdida de presión media es muy alta o presentan condiciones problemáticas que pueden dañarlas (como abrasión de la manga, obturación por polvo, subidas de temperatura o una simple aplicación errónea).

El recambio de filtros en los captadores puede exigir mucha mano de obra y tiempo y, sinceramente, puede ser un proceso sucio. El proceso de extracción de las jaulas de soporte de los filtros, y también de las mangas sucias, puede consumir gran cantidad de tiempo del personal. Según la cantidad de mangas y del diseño del captador, el tiempo total para completar la sustitución de una manga puede superar fácilmente las 24 horas. Incluso durante un tiempo de inactividad planificado, este proceso puede superar los recursos asignados para el funcionamiento de la planta cuando se programó el tiempo de inactividad.

Cuando se dan condiciones problemáticas (como mangas rotas o desgastadas, una obstrucción prematura, o daño por oscilaciones de alta temperatura) el tiempo de parada no planificado se transforma en una situación crítica, costosa y muy delicada en lo que a tiempo se refiere. Sin stock de mangas de repuesto, el responsable de mantenimiento tendrá que pagar cargos adicionales para agilizar la entrega, en ocasiones, con un coste de varios miles de dólares más. Incluso cuando se reciben las mangas en la planta, el personal todavía puede tardar más de 12-24 horas en sustituirlas. Más allá de los costes inesperados de las mangas de repuesto y de agilizar el flete para recibir las mangas rápidamente, otra cifra importante que se debe considerar es el coste por hora de producción perdida. En algunas industrias y servicios, una condición tan problemática podría costar a una planta más de 250 000 $ en producción perdida.

Minimizar el tiempo de inactividad

Parte del problema de minimizar el tiempo de inactividad planificado y no planificado es reducir las horas-recurso necesarias para llevar a cabo un cambio de filtro y, al mismo tiempo, alargar su vida útil. En combinación, la mayor duración y el recambio más rápido reducirá los costes del tiempo de inactividad. Dada esta realidad, se ha producido un cambio en los últimos años a la hora de comprar mangas plisadas en lugar de mangas convencionales para el funcionamiento del captador.

Por qué mangas plisadas

Las mangas plisadas combinan los beneficios funcionales de las mangas convencionales con los beneficios de la tecnología de filtros de cartuchos. Los medios de mangas plisadas están disponibles en poliéster Spunbond, membrana de ePTFE y nanofibras en Spunbond.  Cada una de estas opciones puede optimizar la eficiencia del filtro. Los medios de mangas plisadas ofrecen mayor eficacia y más medios filtrantes en un paquete de filtros mucho más corto que un filtro de manga convencional. Como resultado, las mangas plisadas pueden ofrecer de media de 2 a 3 veces la vida útil de un filtro de manga tradicional.

Cómo las mangas plisadas minimizan el tiempo de inactividad

Como sustitución directa de las mangas y jaulas tradicionales, las mangas plisadas ofrecen más vida útil al filtro y menor mantenimiento. El personal no tendrá que extraer una jaula de soporte del filtro y una manga durante su sustitución. La instalación y extracción de las mangas plisadas son más rápidas y fáciles debido al diseño en una sola pieza. La facilidad de instalación también reduce la exposición al polvo del personal de mantenimiento, ya que la sustitución es un proceso mucho más limpio. 

La eliminación de la jaula y el uso de mangas plisadas más pequeñas simplifican la instalación y reduce la necesidad de sustitución. Esto disminuye el tiempo de producción perdido y reduce el coste de mantenimiento y de mano de obra atribuido al cambio de jaulas y mangas convencionales.

La menor longitud de las mangas plisadas también ofrece un mayor espacio para la caída de material, permitiendo que las partículas más pesadas y abrasivas caigan en el espacio abierto, mientras que los polvos más ligeros los filtran los medios eficientes. Esto reduce notablemente el potencial de abrasión en las mangas plisadas, que resulta en una duración mayor de los filtros y menor tiempo de inactividad asociado con la abrasión de las mangas.

El filtro de mangas plisadas también puede reducir la pérdida de presión en comparación con las mangas tradicionales. Una mayor área de filtración y mayor permeabilidad del medio filtrante plisado presenta una vía más fácil para el flujo de aire. Se puede procesar un volumen dado de aire por unidad de tiempo (CFM) a menos pérdida de presión, lo que se traduce en ahorros de energía. Y a su vez, menos energía significa menores costes operativos, lo que repercute en el presupuesto de operación de la planta.

Figura 2: Instalación de una manga plisada en un filtro de mangas

En algunos casos, la menor pérdida de presión gracias a las mangas plisadas permite que estos filtros muevan un mayor volumen de aire con la misma cantidad de energía. Sin embargo, es fundamental prestar especial atención a los diseños del captador y a los patrones de flujo de aire cuando se considera este potencial beneficio.

Por último, el mejor rendimiento disponible gracias a los medios de manga plisada, como los medios de membrana de ePTFE o de nanofibras, permite mejorar el rendimiento en la captura de partículas de polvo submicrónicas, algo que los filtros convencionales no pueden hacer.  Las mangas plisadas pueden ofrecer muchos beneficios en situaciones donde los captadores de mangas tienen que mejorar el rendimiento de filtración. Al combinarlo con el comportamiento mejorado de carga superficial de los medios de manga plisada, puede obtener una mayor vida útil del filtro y menores emisiones.

Caso práctico de manga plisada en la reducción de tiempo de inactividad

Una planta de fabricación del suroeste de Estados Unidos estaba experimentando tiempos de inactividad obligatorios por su captador de mangas en una aplicación de secado. La naturaleza abrasiva de la aplicación implicaba que el personal tenía que cambiar las mangas cada cinco semanas. El tiempo de inactividad no planificado ocasionó pérdidas aproximadas de 20 000 $ por hora, por lo que el cambio de 12 horas asociado con este captador con filtro de mangas se acercaba a una pérdida de 250 000 $ por evento.

La sustitución de las mangas plisadas ofrecía no solo mayor filtración superficial, sino también una configuración de filtro más pequeña. Las mangas plisadas también permitieron al cliente operar el captador con filtro de mangas a menor pérdida de presión, a la vez que eliminaba casi por completo el problema de abrasión de las mangas.

La frecuencia de sustitución de los filtros pasó de ser una cada 5 semanas, a una cada 24 meses, y la maniobra de reemplazo disminuyó de 12 horas a tan solo 4 horas. Las mangas plisadas no solo duraban más, sino que el tiempo de mantenimiento para cambiarlas se redujo considerablemente, lo que permitió a este cliente minimizar el tiempo de producción perdida.

Si bien se presta más atención al coste del tiempo de inactividad por una buena razón, hay que tener en cuenta el valor añadido que pueden proporcionar las mangas plisadas. Al lograr una mayor eficacia, menos pérdida de presión estabilizada y más vida útil del filtro, se mejora el funcionamiento de la nave, a la vez que se reduce el tiempo de inactividad planificado y no planificado.

Podemos ayudarte a obtener la solución óptima para su aplicación.

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