Sensores de nivel para un moldeo perfecto

Las máquinas de moldeo por inyección ofrecen el máximo rendimiento en la producción, pero para ello tienen que estar continuamente abastecidas de materias primas. Una conocida empresa holandesa utiliza sensores de nivel de VEGA para controlar las existencias de granulado de plástico en los silos de materias primas.

Desde hace más de 30 años, Haval BV goza de reputación como fabricante responsable de artículos de un solo uso y materiales de envasado para la industria alimentaria, como vasos de plástico, cubiertos, platos, agitadores y muchos tipos de envases alimentarios. Prácticamente no hay límites en cuanto a forma, función y color.

Sin embargo, la empresa, que ahora opera a nivel internacional, comenzó en una línea de negocio completamente diferente: originalmente era una cafetería. Uno de sus clientes habituales poseía entonces una máquina de moldeo por inyección que ya no se utilizaba y solo acumulaba polvo. El cliente preguntó a Haval si no le gustaría utilizar la máquina para fabricar sus propios tenedores para patatas fritas. 

La respuesta fue afirmativa y poco después dos mayoristas del sector de la restauración preguntaron si también se les podía suministrar. La respuesta fue de nuevo afirmativa. Este fue el punto de inflexión decisivo en la historia de la empresa: pasó de ser una cafetería a un fabricante de artículos de un solo uso y de envases para la industria alimentaria.

La continua innovación en las técnicas de producción ha convertido a Haval en un especialista en este campo. Cada año, alrededor de 5.000 millones de artículos y envases de un solo uso salen de las modernas instalaciones de producción de Gemert, en los Países Bajos, y llegan a clientes de toda Europa. 

Todos los productos se desarrollan en colaboración con reputadas agencias de diseño, centrándose no solo en el diseño sino también en los requisitos físicos del producto.

Como la normativa está cambiando en la Unión Europea, los artículos de un solo uso estarán prohibidos a partir de 2021. Sin embargo, Haval lleva mucho tiempo haciendo hincapié en otro pilar: la producción de envases alimentarios utilizados, por ejemplo, para el almacenamiento y la venta de ensaladas, verduras, frutas, etc.

Del silo a la forma perfecta

Ya sean cubiertos desechables o envases, la base de todos estos productos son los granulados de plástico de alta calidad de poliestireno y polipropileno. 

Esta materia prima plástica se transporta desde los silos de aluminio hasta las máquinas de moldeo por inyección, donde se funde y se inyecta en los moldes a alta presión. El volumen total de los nueve silos de almacenamiento es de 900 m³. 

"Para garantizar una reposición fiable y un funcionamiento sin problemas, necesitamos datos precisos y fiables sobre las cantidades de granulado de plástico en nuestras existencias. Si la materia prima se agota, tendríamos que parar una o varias de nuestras máquinas de moldeo por inyección", explica Ron Kastermans, director de producción de Haval BV. "Ahora confiamos en una combinación de medición de nivel por radar y visualización de VEGASCAN para evitar que eso ocurra".

En los silos se utilizan varios sensores de radar del tipo VEGAPULS 68 y 69. El VEGAPULS 68 se utiliza en dos silos desde hace más de siete años y sigue funcionando perfectamente. En los otros tres silos se instaló el VEGAPULS 69. 

"El mayor reto para la medición de nivel era la baja constante dieléctrica de la materia prima -los granulados de plástico tienen un valor Dk de alrededor de 1,2. Otro problema al que se enfrentaron los sensores fue el polvo que genera el poliestireno, el cual no se puede evitar ya que el poliestireno es uno de los principales materiales que procesamos", detalla Kastermans.

Antes de la introducción del VEGAPULS 69, el nivel se medía con un sensor basado en el principio de medición por microondas guiadas. Esto funcionaba, sin duda, pero en cuanto las señales de interferencia tenían la misma magnitud que el eco de nivel, no siempre era posible una medición fiable. 

Lamentablemente, esta situación se da con muchos polvos y granulados de plástico. Sus valores Dk muy bajos solo generan reflexiones débiles, ya que una gran parte de las señales de radar es absorbida por el medio.

Además, a menudo hay señales de interferencia producidas por accesorios y componentes específicos del plástico instalados en el interior de los silos. El plástico en polvo suele almacenarse en contenedores altos y muy delgados. Las soldaduras circunferenciales, aunque sean de pocos milímetros, suelen provocar reflexiones de interferencia en estos silos. 

En el peor de los casos, podría haber un cordón de soldadura cada 50 cm, lo que generaría suficientes interferencias para ahogar por completo la señal útil. 

Para Kastermans, garantizar la fiabilidad de la señal de medición tiene la máxima prioridad: “lo más importante para mí en el trabajo diario es una buena medición. Ni siquiera se trata de tener el máximo nivel de precisión, sino de obtener un resultado fiable y continuo sin fallos".

La situación de medición en la industria del plástico, que había sido insatisfactoria durante muchos años, empezó a mejorar hace unos años cuando VEGA introdujo en el mercado el VEGAPULS 69. Este equipo trabaja con una frecuencia de transmisión de 80 GHz y tiene un diámetro de antena de aproximadamente 75 mm. 

Esto permite una focalización mucho mejor de la señal de transmisión y un ángulo del haz de solo 4° (ideal para silos delgados y altos. 

En comparación: un radar con una frecuencia de transmisión de 26 GHz y una antena del mismo tamaño funciona con un ángulo de haz de aproximadamente 10°. El buen enfoque ayuda a separar mejor la señal de medición real de las señales de interferencia. 

Esto ha sido posible gracias a los nuevos componentes de microondas que pueden detectar incluso las señales reflejadas más pequeñas.

Mayor dinámica

Un segundo aspecto que ha conquistado a muchos usuarios del VEGAPULS 69 es su rango dinámico. En el caso de los sensores radar, este parámetro, es decir, la diferencia entre la señal más grande y la más pequeña, determina en qué aplicaciones se puede utilizar el sensor. Cuanto mayor sea el rango dinámico, más amplio será el rango de aplicación del sensor. 

Gracias al gran rango dinámico de 120 dB del VEGAPULS 69, se pueden captar y medir incluso las reflexiones más pequeñas. Y en el caso de los medios con escasas propiedades de reflexión, esta característica permite medirlos sin problemas.

Después de que los sensores de nivel de radar se utilizaran por primera vez con éxito en cinco silos de materias primas, en mayo de 2018 se pusieron en funcionamiento otros tres silos y se instalaron otros cuatro sensores de radar de VEGA. 

En ese momento, Haval también decidió dar un paso más e introducir un sistema de gestión de inventario para las materias primas. 

Hasta entonces, la gestión del inventario se había hecho básicamente ‘a mano’. Para estar seguros, la empresa siempre tenía a mano un suministro de unos 200.000 kg de materia prima en sacos. Ahora quería tener una mejor visión de las existencias de materia prima.

Por ello, los sensores VEGA se complementaron con un VEGASCAN 693, que controla y visualiza las existencias actuales. 

Se trata de un controlador universal para una gran variedad de tareas de medición, como la medición de nivel, manómetro y presión de proceso, que ofrece la posibilidad de conectar hasta 15 sensores HART de VEGA independientes. 

Es especialmente adecuado para aplicaciones en las áreas de monitorización de inventario, VMI (Vendor Managed Inventory) y consulta remota. Se pueden registrar hasta 200.000 valores de medición e integrarlos fácilmente en la intranet de la empresa.

"Con la visualización adicional que ofrece, podemos seguir fácilmente cuándo se realiza una nueva entrega y en qué silo se ha descargado", añade Kastermans.

"Si se produce un error en nuestra producción, podemos averiguar muy rápidamente cuándo y dónde, así como qué producto tenemos que retirar. Esta es una ventaja decisiva que nos ayuda a cumplir los estrictos requisitos de la industria alimentaria", concluye el director de producción de Haval BV.