5 señales de que el control térmico está afectando la productividad de su proceso metalmecánico

En una planta metalmecánica, los problemas de temperatura no siempre comienzan con una alarma o con la parada de una máquina.

Muchas veces aparecen primero como pequeñas desviaciones:

• piezas que requieren más ajustes;
• cambios de comportamiento a medida que avanza el turno;
• aceite que trabaja cada vez a mayor temperatura;
• pérdida de repetibilidad;
• mayor desgaste de herramientas;
• necesidad de reducir el ritmo de producción.

La máquina continúa trabajando, pero el proceso ya no lo hace en las mismas condiciones.

Por eso, cuando aparecen este tipo de síntomas, Operaciones y Mantenimiento deberían analizar una variable que en ocasiones queda en segundo plano: la capacidad real del sistema para retirar el calor generado durante la producción.

Un intercambiador de calor puede seguir funcionando y, sin embargo, no estar transfiriendo toda la carga térmica que requiere actualmente el proceso.

1. La temperatura aumenta conforme avanza el turno

Una de las señales más claras aparece cuando la máquina comienza la jornada trabajando dentro del rango esperado, pero la temperatura aumenta progresivamente después de varias horas de producción.

Esto puede ocurrir porque el sistema consigue inicialmente retirar el calor generado, pero pierde esa capacidad cuando aumenta la carga térmica acumulada.

El problema puede estar relacionado con:

• un intercambiador insuficiente para las condiciones actuales;
• ensuciamiento de las superficies de transferencia;
• disminución del caudal;
• problemas en el circuito de agua de enfriamiento;
• filtros saturados;
• bombas con menor capacidad;
• cambios en las condiciones de producción.

La pregunta importante no es únicamente cuál es la temperatura en un momento determinado.

Hay que comprobar si el sistema puede mantenerla de forma estable cuando la máquina trabaja durante varias horas y bajo máxima carga.

2. El aceite trabaja cada vez a mayor temperatura

Prensas, dobladoras, cizallas, sistemas hidráulicos, reductores y otros equipos metalmecánicos dependen de fluidos que deben mantenerse dentro de determinadas condiciones térmicas.

Cuando aumenta excesivamente la temperatura del aceite, pueden cambiar su viscosidad y sus condiciones de lubricación, además de aumentar la exigencia sobre diferentes componentes del sistema.

Pero sustituir directamente el intercambiador no siempre es la respuesta.

Primero conviene determinar por qué ha aumentado la temperatura.

Puede existir mayor carga de producción, una reducción de caudal, acumulación de suciedad, modificaciones en el circuito o simplemente un sistema que fue dimensionado para unas condiciones diferentes a las actuales.

En nuestro artículo sobre enfriamiento de aceite en metalmecánica explicamos con mayor detalle cómo analizar cuándo el sistema de intercambio térmico comienza a limitar la capacidad productiva de una máquina.

3. Aparecen variaciones dimensionales difíciles de explicar

En mecanizado CNC, rectificado y otras operaciones de precisión, la temperatura puede repercutir directamente sobre la estabilidad del proceso.

Cuando refrigerante, aceite, pieza, herramienta o determinados componentes de la máquina trabajan bajo condiciones térmicas variables, pueden comenzar a aparecer problemas como:

• correcciones frecuentes de offset;
• diferencias dimensionales entre el inicio y el final del turno;
• pérdida de repetibilidad;
• incremento de inspecciones;
• retrabajos;
• piezas fuera de tolerancia;
• mayor generación de scrap.

Cuando esto sucede, es habitual revisar primero la herramienta, el programa CNC, los parámetros de corte o la propia máquina.

Sin embargo, también debería comprobarse si existe una variación térmica detrás del problema.

El objetivo del sistema de refrigeración no debería ser simplemente conseguir que el fluido esté frío.

Debe conseguir que permanezca suficientemente estable para las necesidades del proceso.

4. El intercambiador funciona, pero enfría menos que antes

Uno de los problemas del deterioro térmico es que normalmente no aparece de forma repentina.

Un intercambiador puede continuar operando mientras su capacidad para transferir calor disminuye gradualmente.

En los circuitos de mecanizado y otros procesos metalmecánicos pueden circular aceites, emulsiones, refrigerantes y otros fluidos que, dependiendo de las condiciones de trabajo, pueden favorecer la aparición de depósitos o restricciones.

Cuando las superficies de transferencia se ensucian aumenta la resistencia térmica.

Y si además se reducen los pasos de circulación, puede producirse una segunda consecuencia:

mayor pérdida de carga → menor caudal → menor capacidad para retirar calor.

Esto explica por qué una máquina puede haber funcionado correctamente durante meses o años y comenzar progresivamente a presentar problemas de temperatura sin que aparentemente haya cambiado ningún componente importante.

Una buena pregunta para Mantenimiento sería:

¿El intercambiador está entregando actualmente la misma capacidad térmica que cuando estaba limpio y operaba bajo sus condiciones originales?

5. Se compensa el problema reduciendo la producción

Otra señal importante aparece cuando la planta ha terminado adaptándose al problema.

Por ejemplo:

• se hacen pausas para permitir que disminuya la temperatura;
• se reduce la velocidad de trabajo;
• se evitan determinados ciclos prolongados;
• se aumentan las inspecciones;
• se realizan ajustes frecuentes;
• se programan limpiezas cada vez más cercanas;
• se acepta que la máquina “trabaja así”.

Estas medidas pueden permitir mantener temporalmente la producción, pero también pueden estar ocultando una limitación del sistema térmico.

El proceso debería analizarse en las condiciones en las que realmente necesita producir, no únicamente en aquellas en las que consigue mantenerse estable.

Antes de cambiar el intercambiador, mida qué está ocurriendo

Cuando existe un problema térmico, sustituir inmediatamente el equipo puede no resolver la causa.

Conviene analizar el circuito completo.

Entre los principales parámetros que deberían revisarse se encuentran:

Temperatura de entrada → temperatura de salida → ΔT → caudal → presión diferencial → carga térmica

Estos datos ayudan a responder cuestiones fundamentales:

• ¿El intercambiador puede retirar toda la carga térmica generada?
• ¿El caudal real coincide con el requerido?
• ¿Está aumentando la pérdida de carga?
• ¿Existe ensuciamiento?
• ¿El problema aparece únicamente cuando aumenta la producción?
• ¿Han cambiado las condiciones desde que se seleccionó el equipo?
• ¿El circuito secundario dispone de capacidad suficiente?

Solo después de responder estas preguntas puede determinarse si el problema está realmente en el intercambiador, en el dimensionamiento, en el circuito hidráulico, en el ensuciamiento o en varios factores simultáneamente.

Intercambiadores de calor para procesos metalmecánicos

Un sistema correctamente seleccionado debe partir de las condiciones reales del proceso: fluidos, temperaturas, caudales, presiones, carga térmica, pérdida de carga admisible, nivel de ensuciamiento y necesidades de mantenimiento.

En Alfa de Occidente diseñamos soluciones de intercambiadores de calor a placas para la industria metalmecánica para aplicaciones donde el control de la temperatura resulta crítico para mantener la continuidad y estabilidad de la operación.

Estos sistemas pueden formar parte de aplicaciones relacionadas con:

• centros de mecanizado;
• refrigerantes y emulsiones de corte;
• aceites hidráulicos;
• prensas y sistemas de conformado;
• rectificado y acabado;
• equipos de corte;
• circuitos agua-glicol;
• maquinaria y servicios auxiliares.

La selección debe realizarse en función de las condiciones concretas de cada proceso.

El problema no es únicamente la temperatura

Cuando una planta pierde estabilidad térmica, la consecuencia puede terminar apareciendo en indicadores que inicialmente parecen no tener relación con el sistema de enfriamiento.

Calidad puede detectar mayores desviaciones.

Producción puede observar una reducción de capacidad.

Mantenimiento puede encontrar alarmas recurrentes o intervenciones cada vez más frecuentes.

Operaciones puede comprobar que determinadas máquinas ya no sostienen el mismo ritmo durante todo el turno.

Por eso, evaluar el sistema térmico no consiste únicamente en comprobar si “enfría”.

La cuestión realmente importante es:

¿Puede retirar de manera estable toda la carga térmica que genera actualmente el proceso cuando la planta trabaja en sus condiciones reales de producción?

Si la respuesta no está clara, conviene medir antes de seguir compensando el problema.

Au Alfa de Occidente podemos analizar las condiciones térmicas e hidráulicas de su proceso para determinar si el intercambiador instalado continúa respondiendo a las necesidades actuales o si es necesario revisar su dimensionamiento, mantenimiento o configuración.

Hable con un especialista de Alfa de Occidente.