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Merco Machines prueba tambores sin desperdiciar helio

Con el Controlador SIMATIC, Merco Machines desarrolló un detector de fugas híbrido que reduce drásticamente el consumo de helio en las pruebas de tambores.

La industria de los tambores tiene un problema: cada tambor se debe probar para detectar fugas, pero el método estándar con helio es costoso, consume mucha energía y no es sostenible. Por lo tanto, Merco Machines de Merelbeke-Melle desarrolló el detector 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 el valioso helio. Donaat Wambacq, codirector ejecutivo señala: “Si los probadores de helio desaparecen de la industria dentro de 10 años, Merco Machines se habrá encargado de eso. Para un fabricante de máquinas con conciencia ambiental, eso puede contar como un factor de motivación”.

Desde pompas de jabón hasta helio ida y vuelta

La detección de fugas en los tambores es sorprendentemente difícil. “La forma más sencilla es usar una botella de agua jabonosa y colocar el líquido sobre la soldadura”, explica Donaat. “Si se observan burbujas de aire, existe una fuga. Esa sigue siendo la solución más precisa que existe”. Sin embargo, ese método requiere mano de obra intensiva y es inaccesible.

Por lo tanto, se buscaron alternativas. El primer intento fue medir las diferencias de presión en una aspiradora. Esto permitió analizar 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 detector 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 escapaba. “Este método funciona de manera súper precisa”, aclara Donaat. “Es casi tan bueno como un el método de detección con jabón. No se necesita personal y se puede automatizar por completo”.

No obstante hubo una trampa. “El espectrómetro por sí solo es muy costoso, al igual que el helio. Esto se debe a que la cantidad de helio en la Tierra es finita. Además, los detectores de helio son de cien a mil veces demasiado precisos para la industria de los tambores, ya que, de alguna manera, todo se filtra un poco. Para la mayoría de las aplicaciones, ese nivel de precisión en realidad no es necesario”.

El gran avance: pruebas de vacío a caudal constante

Entonces, Merco Machines buscó una tercera vía: un método más preciso que los medidores de presión diferencial antiguos, pero sin el consumo de helio de los detectores mediante espectrómetros. Tras años de hacer cálculos y pruebas, encontraron la respuesta en la tecnología de vacío.

“Básicamente, hacemos lo mismo que un detector con 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, se puede saber inmediatamente si existen fugas. No deberías esperar más”.

Eso es lo que lo diferencia de los detectores de presión diferencial convencionales, con los cuales primero se debe bombear, luego, esperar y, finalmente, medir la caída de la presión. Con esta técnica, demorarás entre 20 y 30 segundos por tambor. Además, entonces solo mides 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 que emplean helio”. La ventaja: bombas más pequeñas, menos consumo de energía y sellado más simple.

Merco Machines - Donaat Wambacq

Acerca de Merco Machines

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

Si los detectores con helio están fuera de la industria dentro de 10 años, será porque Merco Machines se ha encargado de ello. Eso puede servir como un factor de motivación para un fabricante de máquinas.
Donaat Wambacq, Codirector ejecutivo, Merco Machines

De la teoría a la práctica: la solución híbrida

Técnicamente, el detector de vacío funcionó perfectamente. Sin embargo, el mercado demostró ser un obstáculo obstinado. “Nuestros clientes manifestaron: mis clientes exigen que cada tambor sea probado con helio”, comenta 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 detector de fugas híbrido. “Así que ponemos un espectrómetro en nuestra máquina de todos modos. Esto 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 detector 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”, comenta Donaat. “Como jefe de la oficina de estudio, siempre he visto el control como una prioridad. Después de todo, es necesario saber al comienzo del proceso de ingeniería cómo vas 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 rotura. Con el Portal TIA y las bibliotecas, trabajamos de manera estandarizada. Ese fue un sueño hecho realidad”.

Merco Machines: socios en innovación

Para el detector de fugas híbrido, el Controlador 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 común todo en uno”. Las unidades SINAMICS también son extremadamente eficientes energéticamente. “Gracias a su enlace de CC compartido, la energía de frenado va de un eje al otro 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 nuestra competencia.
Donaat Wambacq, Codirector ejecutivo, Merco Machines

Asociación OEM: innovar en colaboración

La asociación OEM entre Merco y Siemens se desarrolló orgánicamente. “Queríamos estandarizar Siemens, pero también pretendíamos obtener una línea directa”, enfatiza Donaat. “Si estábamos programando con TIA y unidades, y nos encontrábamos con un problema, teníamos que pasar por el servicio de asistencia regular. Para cuando habíamos explicado cuál era el problema… Simplemente no sucedía”.

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 perfeccionarla”. Esa apertura requiere confianza y honestidad, señala Donaat: “Primero probamos piezas nuevas en nuestro laboratorio y también lo decimos si algo no es satisfactorio. Ahora, tenemos una colaboración real”.

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”, cuenta Donaat. “La semana pasada, tuvimos que entregar una pieza de repuesto para una máquina de 1979”. La vida prolongada requiere componentes confiables y un soporte extendido. “Todavía hay clientes con controles S5 y aún se pueden obtener piezas de repuesto para eso”.

Merco Machines - Thomas Vermeir
Hay pocos fabricantes de máquinas en Europa que puedan igualar el carácter innovador que demuestra Merco Machines.
Thomas Vermeir, Gerente de cuenta, Siemens

Tendencia del mercado

El detector de fugas híbrido no es un simple producto más: es una herramienta de transición. “Nuestro cliente ahora puede probar de manera híbrida, o probar uno de cada cien tambores con helio para demostrar que su proceso es correcto”, explica Donaat. “Aunque casi no use helio, 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 tienes que esperar 20 segundos. Puedes saber al instante si hay una fuga”.

“De verdad, creo que dentro de 10 años, los detectores de helio quedarán fuera del mercado y serán reemplazados por detectores híbridos”, se entusiasma Donaat. “Y tal vez al final el detector híbrido también caiga y solo quede el detector de vacío. En ese entonces, Merco Machines se habrá asegurado de que el helio ya no se use en la industria de los tambores”.

Merco Machines: tendencia del mercado

Los beneficios en pocas palabras

  • Drástica reducción del consumo de helio: de 20 mg por tambor a pruebas aleatorias
  • Ciclo de prueba más rápido: medición instantánea a través del principio de flujo constante
  • Costos de energía más bajos: bombas de vacío más pequeñas y recuperación de energía a través de unidades SINAMICS
  • Costos operativos más bajos: sin helio costoso para cada tambor
  • Preparación para el futuro: herramienta de transición a pruebas completas sin helio
  • Tecnología confiable: controlador Siemens T-CPU para procesos de control complejos
  • Larga vida útil: componentes con 20-30 años de soporte