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Cómo Minimizar los Tiempos de Inactividad y la Pérdida de Producción en Operaciones con Filtros Tipo Bolsa

Por Kyle Nannenga, Experto en Bolsas plisadas de Donaldson Torit 

En todas las industrias, hay períodos en los que no ocurren las actividades programadas en un proceso. En operaciones de planta, esto implica un marco 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 perdido.

Probablemente es 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 gerentes de las plantas deben programar tiempos para realizar mantenimiento en los sistemas.

Hay dos tipos de tiempos de inactividad, planificados y no planificados. Y cada uno tiene costos asociados.

Tiempo de Inactividad Planificado

En la mayoría de las plantas, hay períodos de tiempo programados por semana, mes, trimestre o año en los que se desconecta un equipo específico para mantenimiento preventivo. Esto se conoce generalmente como tiempo de inactividad programado planificado cuando se saca de producción el equipo. Estos eventos de tiempo de inactividad programados son imprescindibles para evitar interrupciones no programadas en la producción. Hacer una programación previa de 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 de la planta suele tener un solo objetivo en mente: recuperar la producción tan pronto como sea posible. Cada minuto que pasa en que una planta no está operando, las pérdidas pueden variar desde varios miles de dólares por hora a ¡varios cientos de miles de dólares por hora!

Figura 1: Las bolsas plisadas ayudan a reducir los costos por tiempo de inactividad
Conciencia del Tiempo de Inactividad

Los estudios realizados sobre el costo promedio de la pérdida de producción por industria están haciendo que las empresas tomen más consciencia sobre la importancia de reducir los tiempos de inactividad no planificados y planificados en sus operaciones.

En la actualidad, los gerentes de mantenimiento tienen la tarea de aumentar la vida operativa y la confiabilidad 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 área mantenimiento en la que se enfocan los gerentes es un mejor rendimiento y una mayor durabilidad de los equipos de colección de polvo.

Control de Polvo

En muchas operaciones de planta, el control del polvo es una parte integral del proceso productivo. Las aplicaciones de los colectores de polvo van desde: receptores de filtro (comúnmente utilizados en el traslado neumático de material a granel y sistemas de aspiración central), colección de polvos molestos (descargas de bolsas, unidades de ventilación de contenedores, empaquetado a granel, carga de vagones de ferrocarril y de camiones y cintas transportadoras) y ventilación de procesos (trituración, molienda, reducción de tamaño, aplicaciones de secadores, y mezcla).

El colector de polvo más común en las operaciones de planta es el colector con filtro tipo bolsa tradicional. El colector con filtro tipo bolsa tradicional usa filtros de bolsa, o socks, para extraer el polvo de una corriente de aire de transporte. Muchos diseños tipo bolsa extienden la vida útil del filtro mediante el uso de aire comprimido para una limpieza por pulsos periódica de los filtros con la finalidad de quitar la pasta de polvo depositada y recuperar las características de flujo de los filtros.

Los filtros tipo bolsa han sido el caballo de batalla en la industria durante décadas. A medida que envejecen los filtros tipo bolsa, para mantener la operación se necesitan más Cuidados especiales (TLC, del inglés, Tender Loving Care) o mantenimiento preventivo (PM) y cuanto más grande sea el filtro tipo bolsa, más TLC requieren los filtros de bolsa. Habitualmente los filtros de bolsa se cambian cuando la caída de presión promedio es muy alta o presentan condiciones problemáticas que pueden dañar las bolsas (como abrasión de la bolsa, obturación por polvo, subidas de temperatura o solo una aplicación errónea).

El cambio de filtros en los colectores puede requerir mucha mano de obra y tiempo y, para ser francos, puede ser un proceso sucio. El proceso de retiro de las jaulas de soporte de los filtros y luego, de las bolsas sucias puede consumir gran cantidad de tiempo del personal. Dependiendo de la cantidad de bolsas de filtro y del diseño del colector, el tiempo total para completar el cambio de una bolsa de filtro puede superar fácilmente las 24 horas. Incluso durante un tiempo de inactividad planificado, este proceso puede superar enormemente los recursos asignados para el funcionamiento de la planta cuando se programó el tiempo de inactividad.

Cuando ocurren condiciones problemáticas (como bolsas rotas o desgastadas, obstrucción prematura de las bolsas, o daño en las bolsas por oscilaciones de alta temperatura) el tiempo de inactividad no planificado se transforma en una situación crítica, costosa y muy delicada en términos de tiempo. Si no hay stock de bolsas de repuesto, el gerente de mantenimiento tendrá que pagar cargos adicionales para agilizar la entrega de bolsas de repuesto, en ocasiones con un costo de varios miles de dólares más. Incluso cuando se reciben las bolsas en la planta, el personal de planta todavía puede demorar más de 12-24 horas en reemplazar totalmente las bolsas. Más allá de los costos inesperados de las bolsas de repuesto y de agilizar el flete para conseguir las bolsas rápidamente, otro costo importante que se debe considerar es el costo 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 desafío 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, extender la vida útil de los filtros. En combinación, la mayor duración y el cambio más rápido reducirá los costos del tiempo de inactividad. Dada esta realidad, ha habido un cambio en los últimos años de comprar filtros de bolsa convencionales a comprar filtros de bolsa plisadas para el funcionamiento del colector con filtro tipo bolsa.

El Caso de los Filtros de Bolsa plisadas

Los filtros de bolsa plisada combinan los beneficios funcionales de los filtros de bolsa convencionales con los beneficios de la tecnología de filtros tipo cartucho. Los medios de bolsa plisada están disponibles en poliéster spunbond, membrana de ePTFE y nanofibras en spunbond.  Cada una de estas opciones de medios puede optimizar la eficiencia del filtro de bolsa plisada. Los medios de bolsa plisada ofrecen mayor eficiencia y más medios filtrantes en un paquete de filtros que es mucho más corto que un filtro de bolsa convencional. Como resultado de estas características, los filtros de bolsa plisada pueden ofrecer en promedio 2 a 3 veces la vida útil de un filtro de bolsa tradicional.

Cómo las Bolsas plisadas Minimizan el Tiempo de Inactividad

Como un reemplazo directo para los filtros de bolsa y jaulas tradicionales, los filtros de bolsa plisada proporcionan mayor vida útil del filtro y menos mantenimiento. El personal de planta no tiene que tirar de una jaula de soporte del filtro y luego de una bolsa de filtro durante el reemplazo del filtro. La instalación y extracción de los filtros de bolsa plisada son más rápidas y fáciles debido al diseño de una pieza de las bolsas plisadas. La facilidad de instalación también reduce la exposición al polvo del personal de mantenimiento porque el reemplazo es un proceso considerablemente más limpio. 

La eliminación de la jaula y la utilización de filtros de bolsa plisada más cortos simplifica la instalación y reduce el reemplazo a una fracción del tiempo. Esto disminuye el tiempo de producción perdido y reduce el costo de mantenimiento y de mano de obra atribuido al cambio de jaulas y filtros de bolsa convencionales.

La menor longitud de los filtros de bolsa plisada también proporciona 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 son filtrados por los medios eficientes. Esto reduce significativamente el potencial de abrasión en los filtros de bolsa plisada, que resulta en una duración mayor de los filtros y menor tiempo de inactividad asociado con la abrasión de las bolsas.

El filtro de bolsa plisada también puede proporcionar una menor caída de presión en comparación con los filtros de bolsa tradicionales. La mayor área de filtración y mayor permeabilidad del medio de filtro plegado presenta una vía más fácil para el flujo de aire. Se puede procesar un volumen dado de aire por unidad de tiempo (CFM) a una menor caída de presión, lo que se traduce en ahorros de energía. Y menos energía significa menores costos operativos, beneficiando al presupuesto de operación de la planta.

Figura 2: Instalación de una bolsa de filtro plisado típica en un filtro tipo bolsa

En algunos casos, la menor caída de presión disponible con los filtros de bolsa plisada puede permitir 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 colector y los patrones de flujo de aire cuando se considera este beneficio potencial.

Por último, la mayor eficiencia disponible con los medios de bolsa plisada, como los medios de membrana de ePTFE o nanofibras, permite mejorar el rendimiento en la captura de partículas de polvo submicrónicas, algo que los filtros convencionales simplemente no pueden hacer.  Los filtros de bolsa plisada pueden ser muy beneficiosos en situaciones donde los colectores de filtro tipo bolsa tienen que mejorar el rendimiento de filtración. Cuando se combina esta eficiencia con el comportamiento mejorado de carga de superficie de los medios de bolsa plisada puede obtener mayor vida útil del filtro y menores emisiones.

Estudio de Caso de Bolsa plisada en la Reducción de Tiempo de Inactividad

Una planta de fabricación del suroeste de Estados Unidos estaba pasando por limitaciones importantes con el tiempo de inactividad de su colector con filtro tipo bolsa en una aplicación de secador. La naturaleza abrasiva de la aplicación implicaba que el personal tenía que cambiar las bolsas de filtro cada cinco semanas. El tiempo de inactividad no planificado resultó en pérdidas promedio aproximadas de $20,000 por hora, por lo que el cambio de 12 horas asociado con este colector con filtro tipo bolsa se estaba acercando a una pérdida de $250,000 por evento.

Un cambio a los filtros de bolsa plisada ofrecía no solo mayor filtración superficial, sino también una configuración de filtro más corta. Los filtros de bolsa plisada también permitieron al cliente operar el colector con filtro tipo bolsa con una menor caída de presión a la vez que eliminaba virtualmente el problema de abrasión de los filtros de bolsa de la planta.

La frecuencia de reemplazos de filtros mejoró de un cambio cada 5 semanas a uno cada 24 meses, y el tiempo real para realizar el reemplazo disminuyó de 12 horas a solo 4 horas. Las bolsas plisadas no solo duraron más tiempo, sino que el tiempo de mantenimiento para cambiarlas se redujo significativamente, lo que permitió a este cliente minimizar el tiempo de producción perdida.

Si bien se está prestando más atención al costo del tiempo de inactividad por una buena razón, tenga en cuenta el valor añadido que pueden proporcionar los filtros de bolsa plisada en las aplicaciones. Al lograr una mayor eficiencia, menor caída de presión estabilizada y más larga vida útil del filtro, puede mejorar significativamente las operaciones de la planta a la vez que reduce el tiempo de inactividad planificado y no planificado.

Podemos ayudarte a obtener la solución óptima para tu aplicación.

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