La limpieza de los sistemas de producción de plástico es una necesidad cotidiana de cualquier procesador, indiferentemente del proceso de producción que tenga en su planta. Bien se trate de una máquina inyectora, extrusora o de moldeo por soplado, en cualquier caso es imperativo garantizar que entre lote y lote de producción, y sobre todo cuando cambiamos el color o la resina, exista una limpieza adecuada del sistema de plastificación, del molde o dado y de todos los componentes que tienen contacto con el plástico.
De hecho, una buena parte de las fallas en producción y de los atrasos para empezar a producir se deben a una limpieza inadecuada de los equipos. Defectos como puntos negros, o migraciones de color, se deben a una inadecuada remoción del material con el que se produjo un lote inmediatamente anterior.
La mayoría de los procesadores de plástico, y particularmente del personal en planta, se guían por la “tradición”. Si siempre se ha limpiado con material reciclado post-industrial, pues sencillamente se continúa con esta tendencia, sin cuestionarla siquiera. Otros prefieren emplear polietileno virgen para purgar. Otros pican las “tartas” que salen de la máquina inyectora o extrusora antes de empezar la producción y utilizan estas mismas tortas para empujar el material residual hacia afuera de la unidad de plastificación, o del molde y los canales calientes.
Pero, ¿Qué tanto estamos realmente limpiando si seguimos estas prácticas? Y más importante: aún si estos sistemas de limpieza funcionan, ¿Cuánto estamos dejando de ganar en productividad al usar dos o más horas de máquina, energía y material solamente para limpiar?
Existen agentes desarrollados específicamente para la aplicación de limpieza. De hecho, cuando pensamos en limpieza, por ejemplo de las manos o de la ropa, es impensable para nosotros no pensar también en un jabón. Pues bien, para los plásticos sucede lo mismo. Existen “jabones” que pueden ayudar a retirar las impurezas. Y están diseñados específicamente para esta labor.
¿Qué tipo de compuesto de purga utilizar?
Hay compuestos de purga de acción mecánica y compuestos de purga de acción química. Los compuestos de purga de acción mecánica tienen agentes como carbonato de calcio, talco o vidrio, que limpian de la misma manera que lo haría una esponjilla. Pueden ser abrasivos o no abrasivos, y por supuesto es mejor que no lo sean, para evitar daños en la máquina. Una ventaja es que se dosifican en gránulos, por lo que se pueden trabajar de manera convencional, como cualquier resina, y requieren de pocos ajustes al proceso. La purga se realiza en poco tiempo. Este tipo de compuestos se utilizan frecuentemente para remover material carbonizado, que es el causante de puntos negros.
Un compuesto de purga químico rompe las cadenas poliméricas de los restos de resina y reduce su viscosidad, de forma tal que es más fácil retirar el residuo. Pueden venir en forma sólida o líquida, y a veces necesitan mezclarse con un material base. Estos compuestos requieren que se deje un tiempo en “remojo” el sistema de producción, pero muchas veces son necesarios cuando tenemos pigmentos muy agresivos o contaminación difícil de retirar. Los agentes de purga químicos resultan apropiados cuando se deben limpiar zonas donde no hay agitación de material, como por ejemplo cabezales de acumulación en moldeo por soplado.
Los fabricantes de compuestos de purga tienen diferentes grados y composiciones, específicamente para cada caso. Lo ideal es que exista compatibilidad entre las resinas que estamos empleando en nuestro proceso y el compuesto de purga utilizado.
Un factor para medir la compatibilidad es analizar el índice de fluidez (MFI) de la resina que procesamos y el del compuesto de purga. De esta forma garantizamos que podamos operar a las condiciones de proceso en que trabajamos comúnmente.
La acción de limpiar va más allá del barril
Muchas veces nos enfocamos en purgar la unidad de plastificación solamente. Pero hay muchas zonas en la máquina donde el material puede acumularse, y pasamos horas tratando de quitar puntos negros o contaminaciones de color llenando y desocupando la zona de plastificación, cuando las fuentes de impureza realmente están en otra parte.
La primera recomendación para limpiar es retirar la tolva y sacudir mecánicamente, tratando de retirar cualquier residuo de gránulos o pigmentos que aún pueda encontrarse allí. Es importante también limpiar el alimentador, las mangueras y todo el sistema que se tiene montado para llevar la resina hasta la tolva. Hasta el grano más pequeño de masterbatch puede convertirse en un dolor de cabeza y en producto rechazado.
También es importante limpiar la boquilla y los canales del molde, sobre todo si tenemos sistemas de colada caliente. En el momento de limpiar es recomendable subir al menos 15 ó 20°C la temperatura de la boquilla, por encima de la temperatura tradicional de procesamiento. Este calor extra permite desintegrar la capa de material degradado que se genera en las paredes de las boquillas y los dosificadores, que son puntos muertos. Existen compuestos de purga específicos para limpiar canales calientes, y es importante solicitar a cada proveedor información para lograr la mejor limpieza posible. Inyectar rápidamente tiros cortos es útil para remover este material residual dentro de los canales de alimentación en inyección, o dentro de los cabezales de mezclado en procesos como extrusión o soplado. Una velocidad alta mezclada con tiros cortos permite llegar a esos puntos muertos de flujo, donde el material tiende a acumularse.
Descubra costos escondidos
Si comparamos uno a uno, los compuestos de purga pueden resultar más costosos por kilogramo que un polietileno o un reciclado. Pero hacer este cálculo directo es erróneo, porque no reemplazamos un kilogramo de compuesto de purga por un kilogramo de otra resina. Utilizamos mucho menos material de purga para lograr el mismo efecto.
Adicionalmente, hay costos escondidos, como el tiempo que la máquina permanece improductiva, o la energía que requerimos para operar mientras limpiamos el equipo. Solo cuando tenemos el panorama completo de costos podemos tomar una decisión adecuada.
Lo que no debemos hacer nunca
Cuando se trata de la limpieza de la máquina, hay tres cosas que nunca debemos hacer:
- Usar agua: con las mejores intenciones, hemos visto equipos de producción que dosifican agua dentro de la inyectora para “limpiar” el equipo. Tenemos un sistema cerrado, metálico, a alta temperatura. La oxidación es casi inevitable si dosificamos un componente altamente polar como el agua, que a altas temperaturas busca un socio para reaccionar, como el metal. No solamente no estamos limpiando, sino que estamos dañando las máquinas de producción al introducir el agua en la unidad de plastificación.
- Sacar el tornillo y quemar con una antorcha el plástico: el fuego de una antorcha modifica las propiedades superficiales del tornillo metálico. Cada tornillo está diseñado con propiedades específicas, y tiene un tratamiento térmico para que el metal se endurezca. Al quemar el plástico con una antorcha estamos debilitando el tornillo y quitándole la resistencia que tiene a rayarse o corroerse.
Detener la máquina con plástico adentro: sobre todo si se trata de plásticos de ingeniería o materiales como el PVC, que después de cierto tiempo de residencia pueden oxidar el metal. Debemos siempre liberar la unidad de plastificación de plástico si no estamos inyectando. A veces tenemos un problema en el molde y mientras lo solucionamos dejamos la unidad de plastificación llena. Y cuando retomamos producción empezamos a padecer. Dejar plástico durante varios minutos quieto dentro de la unidad de plastificación hace que se queme y se degrade, y este material degradado tiene otro comportamiento físico, ya no fluye de la misma manera que el material original. Por eso es difícil de retirar, y nos toma varios ciclos de producción volver a obtener el color y la calidad del producto que veníamos fabricando
