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Merco Machines prueba tambores sin desperdiciar helio

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

La industria del tambor tiene un problema: cada tambor debe ser probado para detectar fugas, pero el método estándar con helio es costoso, consume mucha energía e insostenible. Por lo tanto, Merco Machines de Merelbeke-Melle desarrolló el probador de fugas híbrido, una solución híbrida que está dando la vuelta al mercado. La máquina, repleta de tecnología innovadora de Siemens, permite realizar pruebas precisas sin desperdiciar helio precioso. Donaat Wambacq, co-CEO: “Si los probadores de helio desaparecen de la industria dentro de 10 años, Merco Machines se habrá encargado de eso. Para un constructor de máquinas con conciencia ambiental, eso puede contar como un motivador”.

Desde pompas de jabón hasta helio y espalda

Detectar fugas en los tambores es sorprendentemente difícil. “La forma más sencilla es tomar una botella de agua jabonosa 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 intensiva en mano de obra e inasequible.

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

El siguiente paso fue el probador de helio: inyectar una pequeña cantidad de helio en cada tambor, colocar el tambor en una aspiradora y usar un espectrómetro para medir si el helio se escapó. “Eso funciona de manera súper precisa”, dice Donaat. “Casi tan bueno como un probador de jabón. No necesita ningún personal y puede automatizarlo por completo”.

Pero hubo una trampa. “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 probadores de helio son de cien a mil veces demasiado preciso para la industria de tambores. Todo se filtra un poco de todos modos. Para la mayoría de las aplicaciones, ese nivel de precisión en realidad no es necesario”.

El gran avance: pruebas de vacío a caudal constante

Por lo tanto, Merco Machines buscó una tercera vía: más preciso que los medidores de presión diferencial antiguos, pero sin el consumo de helio de los probadores de espectrómetros. Después de años de cálculo y pruebas, encontraron la respuesta en la tecnología de vacío.

“Básicamente hacemos lo mismo que un probador de helio, pero no contamos las partículas. Solo miramos la presión”, explicó Donaat. A una diferencia de presión de aproximadamente 0,6 bar, el aire que se escapa a través de una fuga alcanza una velocidad constante. “En ese momento, puede saber inmediatamente si hay una fuga. No debería esperar más”.

Eso es lo que lo diferencia de los probadores de presión diferencial convencionales, donde primero debe bombear, luego esperar y solo después medir la caída de presión. Eso le llevará de 20 a 30 segundos por tambor. Además, entonces solo mide un fenómeno de transición, que puede ser influenciado 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 100 milibares de vacío absoluto. “Eso ya es bastante profundo, pero es menos extremo de lo requerido 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 un líder mundial en ingeniería mecánica para la industria de tambores. La compañía con sede en Merelbeke-Melle tiene 50 empleados y logra ventas anuales de más de 15 millones de euros.

Si los probadores de helio están fuera de la industria dentro de 10 años, Merco Machines se habrá encargado de eso. Eso puede contar como un motivador para un constructor de máquinas.
Donar Wambacq, Co-director CEO, Máquinas Merco

De la teoría a la práctica: la solución híbrida

Técnicamente, el probador de vacío funcionó perfectamente. Pero el mercado demostró ser un obstáculo obstinado. “Nuestros clientes dijeron: mis clientes exigen que cada tambor sea probado con helio”, dice Donaat. “Sabemos que lo que ese cliente está pidiendo no es realmente necesario. Pero intente vender una máquina que no pueda hacer lo que su cliente le pide a su cliente”.

La respuesta fue pragmática: el probador de fugas híbrido. “Así que ponemos un espectrómetro en nuestra máquina de todos modos. Esto le permite a nuestro cliente, si quiere, hacer pruebas en ambos sentidos. O, por ejemplo, probar uno de cada cien tambores de helio para probar que lo que él o ella está probando es realmente correcto”.

La diferencia en el consumo es enorme de todos modos. Un probador de helio tradicional utiliza 20 miligramos de helio para 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 está llena de helio. Todos los tambores posteriores que son correctos, también prueba mal, porque solo hay helio en el aire”. Con la máquina híbrida, el productor realiza pruebas con vacío de forma predeterminada, y el helio se usa solo para las muestras.

Socios en innovación

Para Merco Machines, la elección de la tecnología Siemens no fue obvia, sino estratégica. “Hace quince años, estandarizamos completamente Siemens”, dice Donaat. “Como jefe de la oficina de estudio, siempre he visto el control como una prioridad. Después de todo, necesita saber al comienzo de su proceso de ingeniería cómo va a controlar algo”.

Tal 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 TIA Portal y bibliotecas, trabajamos de manera estandarizada. Ese fue un sueño hecho realidad”.

Merco Machines - Partners in innovation

Para el probador de fugas híbrido, el Controller de accionamiento SIMATIC con T-CPU fue crucial. “Solía tener un PLC para sensores y salidas, y además unidades con su propia inteligencia para el posicionamiento. La T-CPU reúne eso: tecnología, seguridad y PLC ordinario en uno”. Las unidades SINAMICS también son extremadamente eficientes energéticamente. “Gracias a su enlace DC compartido, la energía de frenado va de un eje al otro eje para comenzar. Entonces, no perdemos energía térmica. Esto sucede en todas nuestras máquinas, por cierto. Al usar Siemens, nuestra huella energética es significativamente menor que la de la competencia”.

Al utilizar los controles de Siemens, la huella energética de nuestras máquinas es significativamente menor que la de nuestros competidores.
Donar Wambacq, Co-director CEO, Máquinas Merco

Asociación OEM: innovar en colaboración

La asociación OEM entre Merco y Siemens se desarrolló orgánicamente. “Queríamos estandarizar Siemens, pero también obtener una línea directa”, dice Donaat. “Si estábamos programando con TIA y unidades y nos encontramos con un problema, teníamos que pasar por el servicio de asistencia regular. Para cuando explicó cuál era el problema... Eso simplemente no iba a suceder”.

Gracias a la asociación OEM, Merco tiene acceso directo a expertos dentro de la línea APC. Pero la colaboración funciona en ambos sentidos. Merco actúa como uno de los primeros en adoptar nuevos productos Siemens, que, según el gerente de cuentas Thomas Vermeir, “es típico de un socio OEM: abrazar la innovación y ayudar a refinarla”. Esa apertura requiere confianza y honestidad, Donaat enfatiza: “Primero probamos piezas nuevas en nuestro laboratorio y también lo decimos si algo no es satisfactorio. Ahora, eso 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”, dice Donaat. “La semana pasada, tuvimos que proporcionar una pieza de repuesto para una máquina de 1979". Esa larga vida requiere componentes confiables y un soporte prolongado. “Todavía hay clientes con controles S5. Todavía puede obtener 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, Gerente de cuenta, Siemens

El mercado se inclina

El probador de fugas híbrido no es solo otro producto: es una herramienta de transición. “Nuestro cliente ahora puede probar híbridos, o 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: costos 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 fuga”.

“Realmente creo que dentro de 10 años, los probadores de helio saldrán y serán reemplazados por probadores híbridos”, dice Donaat. “Y tal vez al final el híbrido se cae y solo queda el probador de vacío. Entonces Merco Machines se habrá asegurado de que el helio ya no se use en la industria del tambor”.

Merco Machines - Market tilts

Los beneficios en pocas palabras

  • Consumo drástico reductor de helio: desde 20 mg por tambor hasta pruebas aleatorias
  • Ciclo de prueba más rápido: medición instantánea a través del principio de flujo constante
  • Menores costos de energía: bombas de vacío más pequeñas y recuperación de energía a través de unidades SINAMICS
  • Costos operativos más bajos: sin helio caro para cada tambor
  • Preparada para el futuro: herramienta de transición a pruebas completas sin helio
  • Tecnología confiable: Siemens T-CPU y controlador de accionamiento para procesos de control complejos
  • Larga vida útil: componentes con 20-30 años de soporte