Modernización de su línea de recubrimiento

Uno de los problemas que enfrenta la operación de una línea recubridora es el que la calidad del producto y la productividad no resulten económicamente competitivas en el mercado global de hoy. Por otra parte, no es posible incrementar la productividad de la recubridora y cumplir con la demanda de los clientes, si no se pueden elaborar nuevos productos y su nivel de calidad es inadecuado.

Los factores que pueden ocasionar este problema son:

• Una calidad deficiente y un alto nivel de defectos en el producto, cuyo resultado es la producción de gran cantidad de retal
• Tecnología obsoleta y desgastada
• Nueva tecnología para cumplir con los requisitos de la nueva estructura de los productos 
• Requisitos de calidad mejorada que la recubridora actual no puede satisfacer 
• Insuficiente capacidad de manufactura para cumplir con los crecientes requerimientos de ventas, debido a que no se pueden aumentar las velocidades de línea.
• La recubridora debe funcionar a una velocidad reducida y no a la velocidad necesaria, por limitaciones del proceso y la calidad.

Las posibles alternativas para eliminar estos problemas son: 

• Optimizar el proceso y las condiciones del producto
• Construir una nueva recubridora con mejor tecnología y mayor capacidad 
• Modernizar la recubridora existente

Cómo identificar las alternativas de mejoramiento
Entre las alternativas anteriores, la modernización de su actual recubridora constituye una opción atractiva que se debe tener en cuenta. Dado que el proceso de recubrimiento es modular, en efecto es posible reemplazar y mejorar los componentes del proceso seleccionado o agregarle nuevas funciones a su equipo. Esto hace que la modernización constituya una alternativa económica muy atractiva en comparación con una inversión en instalaciones completamente nuevas. La optimización del proceso existente con tecnología existente a veces no resulta tan eficaz, debido a que las condiciones necesarias se encuentran por fuera del rango de operación de los equipos instalados en el momento.

Las ventajas que ofrece la modernización de la recubridora son las siguientes:

• Se puede mejorar la calidad e incrementar la productividad
• Sí es posible encontrar actualizaciones de bajo costo con un impacto importante
• Las mejoras se pueden poner en marcha en muy corto tiempo 
• La capacidad aumentada cumple mejor con las necesidades de los clientes
• Se requiere menos capital que el necesario para una nueva recubridora, y con incrementos manejables 
• Se puede utilizar nueva tecnología, en un proceso continuo, a medida que esté disponible en el mercado
• Es más fácil compaginar el trabajo de los proyectos con las capacidades de la compañía
• Conduce a desarrollar información básica para la adquisición de una nueva recubridora mejorada

Así mismo existen ciertas desventajas que es preciso tener presentes: 

• Posiblemente sea conveniente conservar la recubridora a pesar de sus múltiples defectos
• Quizás no se obtengan todos los resultados esperados
• Se requiere un compromiso permanente para eliminar las deficiencias a medida que éstas se presenten
• Se necesita entender tanto el proceso como la tecnología del producto y las capacidades del proveedor de maquinaria

Una encuesta realizada por el autor acerca de la antigüedad de las recubridoras reveló que la edad promedio de este tipo de equipos, en plena producción, es de 18 años y que, algunas de ellas, tienen incluso entre 30 y 50 años. La Tabla 1  muestra los valores promedio y el rango considerado en este estudio. Los resultados indican que hoy existe una tendencia a la modernización de las recubridoras, y que esta decisión o alternativa resulta muy efectiva. Es difícil concebir que una recubridora de 30 a 50 años de uso pueda ser competitiva sin que haya sido modernizada o actualizada en varias oportunidades.

Cómo elaborar un programa de modernización 
El primer paso para elaborar un programa de modernización efectivo consiste en identificar cuáles son las deficiencias específicas que están afectando la calidad, el desarrollo del producto y la productividad. Al realizar este análisis se deben examinar los elementos del proceso principal, el recubrimiento, el manejo y mezcla de las soluciones, el secado, el transporte de la banda, así como el rango del motor, el desbobinado, el rebobinado y los sistemas de control, con el fin de determinar cuáles son sus limitaciones y en qué forma inciden en las deficiencias observadas. Por otra parte, es necesario tener en cuenta los sistemas secundarios tales como el tratamiento de las superficies, la capacidad de mezclado, la dosificación de las soluciones, el control de la contaminación y el manejo de los instrumentos. A menudo se le presta poca atención a los sistemas secundarios y esto puede contribuir a que ocurran defectos y pérdidas en la productividad. La modernización de estos sistemas puede mejorar la calidad y resultar muy eficaz en relación con los costos.

En este análisis es importante reconocer que toda la tecnología de la recubridora y demás equipos requiere de un funcionamiento efectivo que permita una interacción mutua para que todo el sistema de recubrimiento opere respondiendo a las necesidades. A lo largo de todo el proceso de recubrimiento no hay un proceso único en el que nos podamos concentrar aisladamente, excluyendo así a los demás procesos. Todos son igualmente importantes. Un proceso se puede ver restringido por el eslabón más débil del proceso anterior y, si no se le corrige a tiempo, puede causar limitaciones serias, incluso después de haber mejorado todos los demás elementos. De esta manera, la corrección de este eslabón más débil puede resultar muy rentable. Por consiguiente, es esencial estudiar las operaciones en forma integral a fin de identificar los pasos que limitan el flujo normal, y eliminarlos oportunamente.

Después de identificar las deficiencias, el siguiente paso es encontrar la tecnología de modernización más adecuada para eliminarlas. De igual forma, es preciso determinar el costo de la nueva tecnología y los beneficios económicos de corregir estas deficiencias para justificar el esfuerzo realizado. Asimismo se necesita analizar las dificultades técnicas y el tiempo necesario para llevar a cabo las mejoras del caso.

Por lo general este análisis arroja una lista de posibles proyectos de modernización, costos, rendimiento económico y tiempo de implementación. Quizá no sea posible poner en ejecución todos los pasos de manera inmediata. Por esta razón, es necesario escoger los mejores proyectos y desarrollar un programa continuo de implementación de mejoras y actualizaciones. En el momento de seleccionar los proyectos, conviene comenzar con proyectos pequeños cuya probabilidad de éxito sea grande y que se puedan ejecutar fácilmente; en lugar de proyectos de gran envergadura que puedan resultar más complicados, más difíciles de poner en marcha y que requieran más tiempo.

Varias proyectos pequeños, que produzcan buenos resultados, son mejores que un gran proyecto que pueda fracasar. Una vez que se establezca una lista de prioridades se debe dar comienzo al proyecto y al trabajo correspondiente. No se debe dedicar demasiado tiempo a la optimización de esta lista de prioridades. Resulta más eficaz elegir un proyecto y realizarlo, en vez de gastar una gran cantidad de recursos a su análisis.

Tecnologías de modernización
Actualmente hay disponible en el mercado una amplia gama de equipos y tecnologías mejoradas que pueden contribuir a la modernización de una recubridora existente. La selección exacta depende de las necesidades específicas. Esta sección menciona las actualizaciones más comunes, y el impacto que producen en la recubridora.

Agregar un nuevo sistema aplicador a la recubridora 
No hay ningún sistema que pueda aplicar eficazmente capas de revestimiento que cumplan con todas las condiciones necesarias. Todos los sistemas de recubrimiento cuentan con una ventana de revestimiento, es decir, la región donde las condiciones del proceso logran resultados óptimos y se obtiene una buena calidad de producto. Cuando las condiciones del proceso, por ejemplo la velocidad de la línea, el espesor del recubrimiento, o la viscosidad, comienzan a desviarse de la región óptima, el sistema aplicador continúa recubriendo. Sin embargo, se presenta una reducción en la calidad, la reproducibilidad y el rendimiento. Por otra parte, cada uno de los aplicadores tiene una uniformidad inherente en el peso del recubrimiento. Si se necesita realizar mejoras que vayan más allá de este valor, es necesario utilizar un nuevo sistema aplicador.

Una recubridora existente se puede actualizar y mejorar para que utilice un nuevo método o múltiples métodos de recubrimiento, por ejemplo, una recubridora de cartucho. Al cambiar los rodillos de recubrimiento por recubridora (tipo slide) se puede mejorar la calidad del revestimiento y lograr un rango mayor de espesores a velocidades más altas. Se pueden añadir ciertos métodos especiales de recubrimiento, como el de Microgravure™, para aplicar capas muy delgadas. En el caso de esta adición, se debe instalar también una estación de soporte del recubrimiento para poder establecer y mantener fácilmente las condiciones de la recubridora.

Los resultados de estas actualizaciones son una mayor uniformidad en el recubrimiento, un nivel menor de defectos, un proceso más estable, una ventana de para recubrimiento más amplia, mayores velocidades de línea, y una capacidad de recubrimiento con un mayor rango de espesores.

Actualización del secador
Uno de los pasos que más restringen la velocidad de una línea de recubrimiento es la insuficiente capacidad de secado. Tanto el aplicador, como la línea completa, a menudo pueden funcionar a velocidades que superan la capacidad de respuesta del sistema de secado. La carga de secado se puede reducir aumentando la concentración de la solución de recubrimiento con el fin de disminuir la carga de secado. Sin embargo, esta concentración también aumenta la viscosidad y reduce el espesor humectado. Estos dos factores afectan la recubribilidad del aplicador y causan problemas de calidad. De manera semejante, un mayor espesor del recubrimiento húmedo puede mejorar la calidad. No obstante, las limitaciones en la capacidad de secado impiden que se pueda utilizar este método.

Existen diversos métodos para mejorar el secador. Si se cuenta con espacio suficiente se puede agregar una nueva zona de secado. Es posible añadir una zona de calentamiento de infrarrojo en la parte inicial del secado o antes de la entrada actual al secador. Estos ofrecen una gran capacidad de secado en un espacio corto. Los componentes actuales del secador, la configuración de la boquilla, el volumen de aire, la velocidad de la boquilla, la temperatura, el control, los ventiladores y el sistema de transporte de la banda se pueden reemplazar por componentes nuevos con el fin de aumentar la capacidad, o también se puede optar por un secador completamente nuevo. La capacidad se puede incrementar reemplazando los secadores de impacto unilateral por secadores de flotador bilateral. Al agregar múltiples zonas se aumentan la flexibilidad y la velocidad del secado.

Estas actualizaciones y mejoras permiten mayores velocidades de línea, mayor flexibilidad y mejor calidad, gracias a que facilitan la creación de las condiciones óptimas para el recubrimiento.

Instrumentos del proceso
Para mejorar la calidad se pueden actualizar los instrumentos del proceso en línea. Se deben examinar cuidadosamente todos los instrumentos de medición en línea del peso del revestimiento, los sistemas de inspección de defectos, y la viscosidad de la solución del recubrimiento, instrumentos que están disponibles para su análisis. Resulta más eficaz detectar las desviaciones de los límites de los productos después del sistema aplicador, que rebobinar todo un rollo de gran longitud y realizar después las pruebas fuera de línea. De esta manera se puede disminuir la cantidad de materiales defectuosos y tomar las medidas correctivas en forma rápida. Asimismo, se pueden detectar con facilidad las tendencias y tomar las medidas correctivas antes de lidiar con un producto defectuoso. Los nuevos instrumentos controlados por computadora pueden mejorar sustancialmente la operación general de la recubridora.

Tratamiento superficial
Es frecuente encontrar que las bandas de sustratos disponibles no cumplen con las condiciones de humectación y adhesión que necesita el producto. Esto ocasiona problemas de calidad y posibles limitaciones a la velocidad de la línea. Para corregir estas deficiencias se pueden instalar en línea sistemas de tratamiento superficial, tratamiento de llama, descarga eléctrica y/o plasma. Asimismo se pueden agregar sistemas de limpieza de sustratos para eliminar los elementos contaminantes. La mayoría de las recubridoras cuenta con espacio disponible para hacer estas adiciones.

Todas estas actualizaciones pueden dar como resultado mejores condiciones de calidad de emulsionado y adhesión. Por otro lado, un sustrato más limpio disminuye los defectos relacionados con manchas y contaminación.

Transporte de la banda y rebobinado de rollos
Las deficiencias que se presentan en el sistema guía de la banda y rebobinado de rollos pueden dar lugar a varios defectos, arrugas del sustrato, rastreo defectuoso, rayones, efecto telescopio en la banda y falta de uniformidad en el peso del revestimiento. Las actualizaciones y mejoras del sistema se pueden efectuar agregando rollos, nuevas superficies de rollos, nuevos rangos de motores, o sistemas de control de tensión. De igual modo, el desbobinado y el rebobinado son sistemas independientes que se pueden extraer fácilmente y cambiar por otros equipos más modernos. Con esto se obtiene una mayor productividad y se disminuyen los defectos.

Manipulación de soluciones de recubrimiento
El sistema de manipulación de soluciones, que le dosifica la solución al aplicador, tiene varios elementos del proceso que pueden ocasionar defectos y requerir una tecnología mejorada. Las posibles actualizaciones tienen que ver con la tecnología mejorada de eliminación del aire por filtración para retirar las burbujas en la etapa previa al recubrimiento, así como con sistemas mejorados de filtración y de control de temperatura. Esto mejora la calidad dado que elimina los contaminantes antes del recubrimiento y, así mismo, mejora la uniformidad del revestimiento.