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Merco Machines realiza pruebas en 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 en tambores.

La industria de los tambores tiene un problema: cada tambor debe someterse a pruebas de fugas, pero el método estándar con helio es caro, consume mucha energía y no es sostenible. Por eso, Merco Machines, de Merelbeke-Melle, ha desarrollado Hybrid Leak Tester, una solución híbrida que está revolucionando el mercado. La máquina, equipada con la innovadora tecnología de Siemens, permite realizar pruebas precisas sin desperdiciar el valioso helio. Donaat Wambacq, co-CEO afirma: "Si los comprobadores de helio desaparecen de la industria en los próximos 10 años, Merco Machines habrá tenido mucho que ver. Para un fabricante de máquinas comprometido con el medio ambiente, eso ya es una gran motivación".

De las burbujas de jabón hasta helio y viceversa

Detectar fugas en los tambores es sorprendentemente difícil. "La forma más sencilla es coger una botella con agua con jabón y aplicarla sobre la soldadura", explica Donaat. "Si ves burbujas de aire, hay una fuga. Esa sigue siendo la solución más precisa que existe". Pero ese método requiere mucha mano de obra y es inasequible.

Por lo tanto, se buscaron alternativas. El primer intento fue medir las diferencias de presión en el vacío. Esto analizaba 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 escapaba. "Eso funciona con mucha precisión", dice Donaat. "Casi tan bien como un comprobador de jabón. No necesitas personal y puedes automatizarlo por completo".

Pero había un inconveniente. "El espectrómetro por sí solo es muy caro y el helio también lo es. Esto se debe a que la cantidad de helio en la Tierra es finita. Además, los comprobadores de helio son de cien a mil veces más precisos de lo que necesita la industria de los tambores. 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 precisa 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, se puede detectar si hay una fuga. No hace falta esperar más".

Eso es lo que lo diferencia de los comprobadores convencionales de presión diferencial , en los que primero hay que presurizar, luego esperar y solo después medir la caída de presión. Esto lleva entre 20 y 30 segundos por tambor. Además, en ese caso solo se mide un fenómeno transitorio, que puede verse afectado por 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 que lo que se requiere 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 una facturación anual de más de 15 millones de euros.

Si los comprobadores de helio desaparecen de la industria en un plazo de 10 años, Merco Machines habrá tenido mucho que ver en ello. Eso puede ser un gran motivador para un fabricante de maquinaria.
Donat Wambacq, co-CEO, Merco Machines

De la teoría a la práctica: la solución híbrida

Técnicamente, el comprobador de vacío funcionaba a la perfección. Pero el mercado demostró ser un obstáculo difícil. "Nuestros clientes decían: mis clientes exigen que cada tambor compruebe 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 pide".

La respuesta fue pragmática: Hybrid Leak Tester. "Así que de todos modos pusimos un espectrómetro en nuestra máquina." Esto permite a nuestro cliente, si quiere, hacer las pruebas de ambas formas. O, por ejemplo, probar uno de cada cien tambores 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 tambores que tienen fugas debido a un error en el proceso de producción, toda la sala se llena de helio. Todos los tambores posteriores que están bien también se detectan como defectuosos, simplemente porque 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 la 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, surge 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: socios en la innovación

Para el comprobador de fugas híbrido, el SIMATIC Drive Controller con T-CPU era crucial. "Antes se utilizaba un PLC para los sensores y las salidas y, además, accionamientos con su propia inteligencia de posicionamiento. La T-CPU reúne eso: tecnología, seguridad y un PLC convencional". Los accionamientos 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 ponerlo en marcha. 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, co-CEO, Merco Machines

Asociación OEM: innovación conjunta

La asociación OEM entre Merco y Siemens se desarrolló de forma orgánica. "Queríamos estandarizarnos con Siemens, pero también tener un canal directo", afirma Donaat. «Si programábamos con TIA y accionamientos y nos encontrábamos con algún problema, teníamos que pasar por el servicio de asistencia habitual. Para cuando ya había explicado cuál era el problema... Eso simplemente ya no era viable".

Gracias a la asociación con los OEM, Merco tiene acceso directo a los expertos de la línea APC. Pero la asociación 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 apertura requiere confianza y honestidad, subraya Donaat: "Primero probamos las piezas nuevas en nuestro laboratorio y también 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 se pueden conseguir piezas de repuesto para eso".

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

Cambio en el mercado

El comprobador de fugas híbrido no es un producto más: es una herramienta de transición. "Nuestro cliente ahora puede realizar pruebas híbridas, o comprobar uno de cada cien tambores 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 hay que esperar 20 segundos. Se puede saber al instante si hay una fuga".

"Estoy convencido de que en 10 años los comprobadores de helio desaparecerán y serán sustituidos por comprobadores híbridos", afirma Donaat. "Y quizá al final también desaparezca el híbrido y solo quede el comprobador de vacío. Entonces, Merco Machines habrá conseguido que el helio deje de utilizarse en la industria de los tambores".

Merco Machines: Cambio en el mercado

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 energéticos: bombas de vacío más pequeñas y recuperación de energía mediante acciinamientos SINAMICS
  • Menores costes de operación: sin helio costoso por tambor
  • Preparado para el futuro: herramienta de transición hacia pruebas totalmente libres de helio
  • Tecnología fiable: T-CPU de Siemens y controlador de accionamiento para procesos de control complejos
  • Larga vida útil: componentes con entre 20 y 30 años de soporte