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Merco Machines prueba tambores sin desperdiciar helio

Con el SIMATIC Drive Controller, Merco Machines desarrolló un comprobador de fugas híbrido que reduce drásticamente el consumo de helio en las pruebas con tambor.

La industria de los tambores tiene un problema: hay que comprobar que todos los tambores tienen fugas, pero el método estándar con helio es caro, consume mucha energía e insostenible. Por eso, Merco Machines, de Merelbeke-Melle, desarrolló el analizador de fugas híbrido, una solución híbrida que está dando un vuelco al mercado. La máquina, equipada con la innovadora tecnología de Siemens, permite realizar pruebas precisas sin desperdiciar el precioso helio. Donaat Wambacq, codirector ejecutivo: «Si los analizadores de helio desaparecen de la industria en 10 años, Merco Machines se habrá ocupado de ello. Para un fabricante de máquinas consciente del medio ambiente, eso puede considerarse un motivador».

Desde pompas de jabón hasta helio y viceversa

Detectar fugas en los tambores es sorprendentemente difícil. «La forma más sencilla es coger una botella de agua con jabón y untarla sobre la soldadura», explica Donaat. «Si ve burbujas de aire, tiene una fuga. Esa sigue siendo la solución más precisa que existe». Pero ese método es intensivo en mano de obra e inasequible.

Por lo tanto, se buscaron alternativas. El primer intento fue medir las diferencias de presión en el vacío. Esto analizó si la diferencia de presión se debía a la temperatura o a una fuga. Pero esa distinción es a veces difícil de hacer.

El siguiente paso fue el comprobador de helio: inyectar una pequeña cantidad de helio en cada tambor, colocar el tambor en la aspiradora y utilizar un espectrómetro para medir si el helio se escapó. «Eso funciona con mucha precisión», dice Donaat. «Casi tan bueno como un probador de jabón. No necesita personal y puede automatizarlo por completo».

Pero había un inconveniente. «El espectrómetro por sí solo es muy caro y el helio también es muy caro. Esto se debe a que la cantidad de helio en la Tierra es finita. Además, los analizadores de helio son de cien a mil veces demasiado preciso para la industria de la batería. Todo se filtra un poco de todos modos. Para la mayoría de las aplicaciones, ese nivel de precisión no es necesario».

El gran avance: las pruebas de vacío a un caudal constante

Por lo tanto, Merco Machines buscó una tercera forma: más precisos que los antiguos medidores de presión diferencial, pero sin el consumo de helio de los analizadores de espectrómetros. Tras años de cálculos y pruebas, encontraron la respuesta en la tecnología de vacío.

«Básicamente hacemos lo mismo que un analizador de helio, pero no contamos las partículas. Solo analizamos la presión», explicó Donaat. Con una diferencia de presión de unos 0,6 bar, el aire que se escapa por una fuga alcanza una velocidad constante. «En ese momento, sabrá inmediatamente si hay una filtración. No debería esperar más».

Eso es lo que lo diferencia de los comprobadores de presión diferencial convencionales, en los que primero debe bombear, esperar y solo después medir la caída de presión. Tardará entre 20 y 30 segundos por batería. Además, entonces solo mide un fenómeno de transición, en el que pueden influir la temperatura o la presión del aire. En la prueba de vacío, hay una relación directa entre la presión y el caudal. «Podemos medir de inmediato».

La tecnología funciona con un vacío absoluto de 100 milibares. «Eso ya es bastante profundo, pero es menos extremo de lo necesario para las pruebas de helio». La ventaja: bombas más pequeñas, menor consumo de energía y sellado más fácil.

Merco Machines - Donaat Wambacq

Acerca de Merco Machines

Merco Machines es líder mundial en ingeniería mecánica para la industria de los tambores. La empresa con sede en Merelbeke-Melle tiene 50 empleados y logra ventas anuales de más de 15 millones de euros.

Si los analizadores de helio salen de la industria dentro de 10 años, Merco Machines se habrá ocupado de eso. Eso puede considerarse una motivación para un fabricante de máquinas.
Donat Wambacq, Codirector ejecutivo, Máquinas Merco

De la teoría a la práctica: la solución híbrida

Técnicamente, el aspirador funcionó a la perfección. Pero el mercado demostró ser un obstáculo obstinado. «Nuestros clientes dijeron: mis clientes exigen que todos los tambores se prueben con helio», afirma Donaat. «Sabemos que lo que el cliente pide no es realmente necesario. Pero intente vender una máquina que no pueda hacer lo que su cliente le pide».

La respuesta era pragmática: el analizador de fugas híbrido. «Así que pusimos un espectrómetro en nuestra máquina de todos modos. Esto permite a nuestro cliente, si quiere, hacer las pruebas en ambos sentidos. O, por ejemplo, probar uno de cada cien bidones de helio para demostrar que lo que está probando es realmente correcto».

La diferencia en el consumo es enorme de todos modos. Un comprobador de helio tradicional utiliza 20 miligramos de helio en cada tambor. «Si un cliente prueba un lote de 100 000 bidones que tienen fugas debido a un error en el proceso de producción, toda la sala se llena de helio. Todos los tambores posteriores que tienen razón, también hacen mal la prueba, porque solo hay helio en el aire». Con la máquina híbrida, el productor hace las pruebas con vacío por defecto y el helio solo se utiliza en las muestras.

Socios en innovación

Para Merco Machines, la elección de la tecnología de Siemens no fue obvia, sino estratégica. «Hace quince años, nos estandarizamos por completo en Siemens», afirma Donaat. «Como director de la oficina de estudios, siempre he visto el control como una prioridad. Al fin y al cabo, tiene que saber desde el principio de su proceso de ingeniería cómo va a controlar algo».

Esta estandarización tiene grandes ventajas. «Tenemos cinco programadores. Si cada tipo de máquina tiene su propio programa, hay un problema inmediato en caso de avería o enfermedad. Con el TIA Portal y las bibliotecas, trabajamos de forma estandarizada. Fue un sueño hecho realidad».

Merco Machines - Partners in innovation

Para el comprobador de fugas híbrido, el SIMATIC Drive Controller con CPU en T era crucial. «Antes tenía un PLC para los sensores y las salidas y, además, variadores con su propia inteligencia de posicionamiento. La T-CPU reúne eso: tecnología, seguridad y un PLC normal en uno». Los variadores SINAMICS también son extremadamente eficientes desde el punto de vista energético. «Gracias a su enlace de corriente continua compartido, la energía de frenado va de un eje al otro para empezar. Por lo tanto, no perdemos energía térmica. Esto ocurre en todas nuestras máquinas, por cierto. Al usar Siemens, nuestra huella energética es significativamente inferior a la de la competencia».

Al utilizar los controles de Siemens, el consumo energético de nuestras máquinas es significativamente inferior al de la competencia.
Donat Wambacq, Codirector ejecutivo, Máquinas Merco

Asociación OEM: innovar en la colaboración

La asociación OEM entre Merco y Siemens se desarrolló de forma orgánica. «Queríamos estandarizar Siemens, pero también tener una línea directa», afirma Donaat. «Si programábamos con TIA y unidades y nos encontrábamos con algún problema, teníamos que ir al servicio de asistencia habitual. Para cuando ya había explicado cuál era el problema... Eso simplemente no iba a suceder».

Gracias a la asociación con los OEM, Merco tiene acceso directo a los expertos de la línea APC. Pero la colaboración funciona en ambos sentidos. Merco es uno de los primeros en adoptar los nuevos productos de Siemens, lo que, según el gerente de cuentas Thomas Vermeir, «es típico de un socio OEM: adoptar la innovación y ayudar a perfeccionarla». Esa franqueza requiere confianza y honestidad, subraya Donaat: «Primero probamos las piezas nuevas en nuestro laboratorio y también lo decimos si algo no es satisfactorio. Esa es una verdadera asociación».

Para Merco, la sostenibilidad es más que ahorrar energía o eliminar el helio. También está en la vida útil de las máquinas. «Los clientes esperan que fabriquemos máquinas que puedan durar 30 años», afirma Donaat. «La semana pasada tuvimos que proporcionar una pieza de repuesto para una máquina de 1979». Esa larga vida útil requiere componentes fiables y un soporte prolongado. «Todavía hay clientes con controles S5. Aún puede conseguir piezas de repuesto para eso».

Merco Machines - Thomas Vermeir
Hay pocos fabricantes de máquinas en Europa que puedan igualar la naturaleza innovadora que demuestra Merco Machines.
Thomas Vermeir, Gestor de cuentas, Siemens

El mercado se inclina

El comprobador de fugas híbrido no es un producto más: es una herramienta de transición. «Nuestro cliente ahora puede probar un híbrido o uno de cada cien bidones con helio para demostrar que su proceso es correcto», explica Donaat. «Casi no usa helio, pero puede convencer a sus compradores». Esto es crucial en una industria conservadora.

Los argumentos económicos son convincentes: costes más bajos (sin helio, bombas más pequeñas), menor consumo de energía, pruebas más rápidas. «Ya no tiene que esperar 20 segundos. Puede saber al instante si hay una filtración».

«Realmente creo que dentro de 10 años, los analizadores de helio estarán disponibles y serán reemplazados por analizadores híbridos», afirma Donaat. «Y tal vez al final el híbrido se caiga y solo quede el aspirador. Entonces Merco Machines se habrá asegurado de que el helio ya no se utilice en la industria de los tambores».

Merco Machines - Market tilts

Los beneficios en pocas palabras

  • Reducción drástica del consumo de helio: de 20 mg por tambor a pruebas aleatorias
  • Ciclo de prueba más rápido: medición instantánea mediante el principio de flujo constante
  • Menores costes de energía: bombas de vacío más pequeñas y recuperación de energía mediante variadores SINAMICS
  • Menores costes de operación: sin helio caro por tambor
  • Preparado para el futuro: herramienta de transición a pruebas totalmente libres de helio
  • Tecnología fiable: CPU en T y controlador de accionamiento de Siemens para procesos de control complejos
  • Larga vida útil: componentes con entre 20 y 30 años de soporte