Identificación del sistema de transporte de mercancías adecuado para usos específicos y requisitos de limpieza

(Fuente: Kögel GmbH)

(Fuente: AUER Packaging GmbH)

(Fuente: Kögel GmbH)

(Fuente: Kögel GmbH)

(Fuente: Kögel GmbH)

Las piezas industriales actuales, por ejemplo en el sector automotriz, se someten a cargas cada vez mayores, tolerancias más ajustadas y diseños más delicados, al mismo tiempo que aumenta la presión sobre los costos de materiales y fabricación. Los conjuntos reaccionan de manera sensible a las más pequeñas contaminaciones, de modo que incluso partículas individuales pueden causar fallos. En este contexto, la limpieza de las piezas adquiere una importancia fundamental en el proceso de fabricación. Las empresas de producción reconocen paulatinamente este proceso como un valor añadido, imprescindible para cumplir con los requisitos del cliente.

Por lo tanto, los fabricantes deben determinar lo antes posible todos los factores que puedan conducir a una posible contaminación de las piezas, definir con precisión los requisitos de pureza y establecer la mejor configuración constructiva de la pieza. Una vez definidos los procesos de mecanizado, se pueden derivar las contaminaciones que puedan producirse en las piezas por restos de fabricación, como virutas o lubricantes fríos, y planificar los procedimientos necesarios para alcanzar la limpieza técnica requerida.

Funciones desde el transporte hasta la limpieza

Ya que cada pieza se transporta a través de todos los procesos de fabricación y también debe montarse con los valores de limpieza requeridos, la configuración adecuada para la limpieza de los soportes de carga, junto con la carga de lotes y la tecnología de las instalaciones de limpieza, tiene una importancia especial. La tarea de los sistemas de soportes de carga es sujetar las piezas de manera que puedan ser transportadas sin pérdida ni daño, desde el primer paso de fabricación hasta el montaje final, alcanzando la limpieza requerida.

En cada etapa de fabricación, los soportes cumplen diferentes funciones. Estas van desde el transporte simple, la posición para el siguiente paso de fabricación, hasta la fijación de las piezas para la limpieza. Dado que en cada cambio de soporte o traslado de las piezas a otros soportes existe el riesgo de daño o de una nueva contaminación con residuos de fabricación, resulta recomendable analizar en detalle los sistemas de soportes y embalaje disponibles. Lo ideal sería un soporte en el que las piezas recorran toda la cadena de fabricación, para evitar contaminaciones adicionales.

Para un diseño óptimo del soporte, se deben definir especialmente los siguientes parámetros del proyecto:

- Geometría de la pieza
- Peso de la pieza
- Rendimiento
- Proceso de fabricación
- Requisitos de limpieza
- Instalación y medio de limpieza
- Sistemas de manipulación / carga

Si ya existe una instalación de limpieza en la empresa, además, son útiles los siguientes datos para un análisis adicional:

- Dimensiones de la carga de limpieza (medidas externas del soporte)
- Material necesario para el soporte (apropiado para limpieza húmeda y/o disolventes)
- Sistema de manipulación / carga (en la instalación y/o en la fabricación)
- Variante de identificación en la instalación y/o en la fabricación (por ejemplo, código de barras o RFID)

De la geometría y los valores de limpieza definidos para las superficies, se puede determinar si las piezas pueden limpiarse como granel o en lotes, o si deben tratarse de otra forma.

Granel: muchas opciones de soportes de piezas disponibles

El granel generalmente puede limpiarse en cestas estándar con la malla adecuada o en soportes especializados, combinados con cestas de malla fina. Los soportes habituales son, por ejemplo, cajas de chapa en forma cerrada o perforada, hechas de acero galvanizado o inoxidable. Se trata de una solución económica y robusta. Estas cajas se utilizan desde hace mucho tiempo tanto para el transporte como para la limpieza de piezas. Sin embargo, tienen la desventaja de que contaminantes particulados no pueden eliminarse de manera segura debido a las superficies y bordes grandes y cerrados. Por ello, solo son aptas cuando no se exigen requisitos específicos de limpieza.

Una alternativa son las cajas de plástico, disponibles en versiones cerradas — llamadas pequeños soportes de carga (KLT) — y con orificios para el manejo. Se usan casi exclusivamente para transporte y almacenamiento, y en su versión con tapa son muy adecuadas como embalaje secundario para manipular soportes con piezas, excluyendo influencias del entorno.

Además, las cestas perforadas de plástico, debido a su bajo coste, se emplean cada vez más tanto como envases de transporte como para la limpieza. Sin embargo, hay que tener en cuenta que el plástico se somete a temperaturas y productos químicos durante la limpieza, lo que puede afectar su resistencia y estabilidad. Al mismo tiempo, las soluciones plásticas pueden influir en el rendimiento del ultrasonido en algunos casos.

Estas cestas, con muchas aberturas, permiten que las piezas se enjuaguen bien durante la limpieza y que las contaminaciones se eliminen por lavado. Normalmente se usan en procesos de limpieza intermedios, donde aún no se exigen los valores finales de limpieza.

Las cestas de alambre de acero galvanizado o inoxidable son ideales para alcanzar altos valores de limpieza debido a su excelente permeabilidad. Por motivos de coste, estas cestas se emplean casi exclusivamente en tareas de limpieza. Los valores máximos de limpieza se reservan para las cestas de alambre de acero inoxidable.

En todos los soportes mencionados, las piezas pueden tratarse como granel y también limpiarse. Sin embargo, los valores de limpieza alcanzables solo se pueden determinar mediante ensayos de limpieza.

Cuando se requiere una limpieza técnica definida, las piezas generalmente deben colocarse individualmente, en lo que se conoce como carga en lotes. A partir de su geometría y los valores de limpieza definidos para las superficies, se puede determinar si y cómo deben moverse las piezas durante la limpieza y el secado. Para ello, es necesario complementar los soportes con sistemas de separación adecuados, de modo que las piezas queden fijadas individualmente. Existen muchas opciones diferentes en metal y plásticos para esto.

Carga en lotes: fijación en el espacio o en plano

Como alternativa a los soportes habituales que pueden modificarse para cargas en lotes, existen soportes específicos para componentes, basados en soportes estándar, que pueden equiparse con soportes intercambiables para diferentes piezas.

Al diseñar un soporte para carga en lotes, es necesario determinar si las piezas solo deben fijarse en plano o también en el espacio. Por ejemplo, en una limpieza oscilante con un ángulo de inclinación de 30°, basta con fijarlas en plano, salvo que la mecánica de limpieza sea tan grande que pueda desplazar las piezas de la fijación.

Si las piezas también se limpian rotando, es imprescindible fijarlas en el espacio. A partir de la geometría de la pieza, las dimensiones de la carga de limpieza y el rendimiento, se puede calcular si las piezas deben colocarse en una sola capa o en varias.

Una capa:

- Fijación mediante tapa en el soporte
- Fijación mediante tapa en la cámara de trabajo de la instalación de limpieza
- Fijación mediante elementos de fijación

Dos o más capas:

- Fijación en el soporte superior y en la tapa superior del soporte
- Fijación en el soporte superior y en la tapa superior de la cámara de trabajo
- Fijación mediante elementos de fijación

De la geometría y los valores de limpieza definidos para las superficies, se determina cómo y dónde se pueden fijar las piezas en plano. Para piezas guiadas por dentro, la distribución superficial en el soporte puede definirse con bastante precisión, basada en la vista superior de la pieza, con suficiente espacio libre entre ellas para una buena circulación.

Para piezas guiadas por fuera, en función de la masa de la pieza, hay que considerar el espacio libre necesario para fijarlas en la distribución superficial en el soporte. Por tanto, se necesita la vista superior de la pieza y la vista superior de los elementos de fijación distribuidos en la superficie, con suficiente espacio libre entre ellas para una buena circulación.

Si aún no existe una instalación de limpieza en la empresa y también forma parte del proyecto, primero se deben determinar las dimensiones necesarias de la carga de limpieza a partir de los siguientes datos del proyecto:

- Geometría de la pieza
- Peso de la pieza
- Rendimiento
- Proceso de fabricación
- Requisitos de limpieza
- Instalación y medio de limpieza
- Sistemas de manipulación / carga

Enfoque de solución:

De la geometría, peso y rendimiento, se puede calcular el volumen que debe limpiarse en un período de tiempo determinado.

Ejemplo / Suposición:

El peso de una pieza considerada es de 0,120 kg y el peso total permitido para manejo manual es de 15 kg.
Con estos datos, se puede determinar una carga máxima de 125 piezas por soporte. Se debe restar el peso propio del soporte (por ejemplo, unos 3 kg), por lo que en este caso se considera una carga de aproximadamente 100 piezas por soporte.

Con un rendimiento objetivo de 1.000 piezas por hora y 100 piezas por soporte, se requiere un total de 10 soportes por hora.
Si además se asume que la geometría de la pieza modelo ocupa un volumen de 0,24 dm³, y con un rendimiento de 1.000 piezas por hora, se obtiene un volumen de carga necesario de 240 dm³ por hora. A esto hay que añadir un espacio libre adicional para una buena circulación y posibles fijaciones, estimado en un 35%, resultando en un volumen total aproximado de 324 dm³ por hora.

De este volumen de 324 dm³ por hora y un rendimiento de 10 soportes por hora, se deduce que el volumen necesario por soporte es de aproximadamente 33 dm³.

Con estos datos, se puede realizar una primera especificación de la instalación de limpieza: "¿Qué instalación de limpieza con un tamaño de carga mínimo de 33 dm³ puede limpiar 10 cargas por hora o 5 cargas de al menos 66 dm³?"

Las dimensiones estándar actuales de cargas en instalaciones de limpieza son:

480 x 320 x H200 mm — Volumen útil 22 dm³
480 x 320 x H300 mm — Volumen útil 34 dm³
530 x 320 x H200 mm — Volumen útil 24 dm³
530 x 320 x H300 mm — Volumen útil 38 dm³
670 x 480 x H300 mm — Volumen útil 73 dm³

Con estas consideraciones, se puede delimitar la instalación de limpieza necesaria:

Cesta de tamaño 480/530 x 320 x H300 mm y rendimiento = 10 cargas por hora
o cesta de tamaño 670 x 480 x H300 mm y rendimiento = 5 cargas por hora

El método de limpieza "correcto" — desde el punto de vista ecológico y económico — generalmente solo puede determinarse mediante ensayos de limpieza detallados.

Para ello, casi todos los fabricantes de instalaciones de limpieza disponen de equipos para ensayos de lavado específicos para componentes.

El objetivo debe ser usar ya en esta fase la cesta "correcta" determinada, para poder detectar lo antes posible si se cumple la limpieza técnica requerida y poder implementar con éxito el proyecto.