Repotenciación de Maquinaria:

Transcripción

1 32 MAQUINARIA Repotenciación de Maquinaria: Alternativa Técnica y Económicamente Viable Metal Actual El reacondicionamiento oscila entre el 20 y 60 % del valor de una máquina nueva. La reconstrucción mecánica o electrónica de maquinaria persigue restablecer e incluso mejorar las prestaciones originales de un equipo, con el fin de impulsar la productividad y competitividad de los talleres, en una época en la que cada vez más se necesita rapidez y calidad, además de ahorros en el presupuesto. El principal objetivo de la modernización de maquinaria es impulsar la productividad y competitividad de la industria, además aprovechar las oportunidades que brindan los tratados de libre comercio y acuerdos comerciales con el fin de contribuir con el crecimiento de las compañías en el mercado internacional. En este contexto siempre será una excelente solución la sustitución y actualización de la maquinaria, por equipos y tecnología de punta, para aprovechar, entre otros, los beneficios arancelarios que implica la importación de maquinaria nueva; no obstante, en el camino hacia la productividad y competitividad, las opciones no se limitan a remplazar los antiguos equipos por nuevos. En muchos casos, las máquinas viejas tienden a encontrarse en buen estado mecánico, pueden ser actualizadas y

2 MAQUINARIA 33 mejoradas con nuevos componentes para potenciar sus posibilidades, y así aumentar la productividad de la fábrica, minimizar costos y generar mayores utilidades. De hecho, un adecuado proceso de repotenciación de la maquinaria de una empresa (retrofit en inglés), es una alternativa técnica y económicamente viable, para que, según el nivel tecnológico de los equipos, éstos sean susceptibles de mejoras funcionales. En efecto, en repetidas ocasiones en la industria se escucha la frase manida: ya no se hacen máquinas como antaño, sobretodo a nivel mecánico bancadas de fundición, mesas de corte, cabinas y cascos de horneo, calderas, cuellos hidrostáticos, entre otros. En cuestión estructural y mecánica hoy en día, los nuevos equipos metalmecánicos, no son mejores ni más robustos que hace 30 años, pero sí en cuestión de control, automatización y velocidad, es decir; en sus componentes electrónicos. En este sentido, dichas máquinas pueden ser objeto de una intervención o retrofit, que no es más que el reacondicionamiento de equipos realizando modificaciones o remplazos de sus componentes. Se cambian partes dañadas o deficientes y se conserva la estructura mecánica en buen estado como los tableros, componentes principales y soportería en general. Para repotenciar maquinaria metalmecánica los avances tecnológicos más significativos los constituyen los sistemas de servomotores, manipuladores eléctricos, sensores, control numérico, PLC, software, componentes de seguridad, dispositivos robóticos y equipos medio ambientalmente amigables. Ahora bien, más allá del reacondicionamiento simple de una máquina, surgen diversas preguntas como: Cuáles deberían ser los criterios para elegir la reconversión? Cuándo es viable la reconversión de las máquinas y cuándo no? Qué tipos de equipos son susceptibles de mejorar o repotenciar? Cuáles son las ventajas y/o limitantes de la repotenciación? Qué costo tiene? y Cuál ha sido el avance del retrofit a nivel nacional? Y Quién debería realizar la repotenciación? Entre otros temas. Según comenta Rubén Darío Bonilla Isaza, Ingeniero Electricista y Magíster en Ingeniería-Automatización Industrial de la Universidad Nacional de Colombia, en un artículo sobre la repotenciación en las pequeñas y medianas empresas: Cuando se habla de modernización, algunas empresas tienen la opción de deshacerse de las máquinas antiguas adquiriendo nuevas; por el contrario, otras quieren reconvertirlas o repotenciarlas y dejarlas en buen funcionamiento, y por último, están aquéllas que siguen trabajando de la misma manera. Este último grupo, lastimosamente representa un alto porcentaje de las Pymes en Colombia y América Latina. Criterios El ingeniero Felipe Agudelo Pulgarín, de la empresa CNC Repowering, ubicada en Medellín, explica que las decisiones especto a la modernización del aparato productivo de una fábrica deben ser individuales y únicas, aunque seguramente existen experiencias o casos similares, las soluciones son personalizadas y ajustadas a las necesidades, características del producto y alcances de cada empresario. En últimas, bien sea la compra y/o la repotenciación, el objetivo deberá ser mejorar en todo sentido los procesos productivos. Depende de la realidad de cada empresa la elección de la solución. El fin último es evitar que las máquinas encargadas de una producción, antiguas o nuevas, trabajen o se desempeñen a niveles menores de su capacidad; la idea es aprovechar al máximo el rendimiento de los equipos y si éstos necesitan nuevos aditamentos o modernización de sus componentes, es indispensable reacondicionarlos hasta dejarlos En la repotenciación debe considerarse la modificación y adaptación del diseño existente teniendo como objetivo la satisfacción de los nuevos requerimientos, minimizando los cambios en el diseño original y maximizando la utilización de los equipos y dispositivos existentes. como nuevos o mejor. Actualmente una empresa no se puede dar el lujo de tener activos improductivos y mucho menos obsoletos. No se trata de calificar la repotenciación en términos de buena o mala, sino como una alternativa útil. La repotenciación no entra en competencia con la maquinaria nueva, ya que emplear una máquina nueva o usada está determinado por el tipo de pieza que se quiere fabricar. La maquinaria repotenciada tiene su espacio propio en los sectores en los que no hay una exigencia de adaptación de las últimas tecnologías en temas de producción o transformación, tal como se presentan en el la industria del metal. Por ejemplo, hay equipos que pueden alcanzar precisiones de aproximadamente 0,01 mm, lo cual, en muchos casos, es suficiente para ciertos tipos de productos y procesos metalmecánicos.

3 34 MAQUINARIA Actualmente, existen empresas dedicadas a realizar diagnósticos y análisis para la repotenciación de maquinaria y modernización de los procesos productivos a la medida de las necesidades de las empresas. En ese contexto, estas compañías, entre muchas variables, consideran factores como los requerimientos y volumenes de producción y calidad de las piezas, la amortización y depreciación de las máquinas, el presupuesto y la vida útil de los equipos. Taladro Fresador BF 46 repotenciado en Máquina que fue comprada nueva, y a la cual se le instaló de inmediato un sistema CNC de 4 ejes; por su buen servicio y gran capacidad de maquinado, en la repotenciación, se adaptó un sistema de lazo abierto, pues por economía y eficiencia no fue necesario instalar uno de lazo cerrado (SERVO). En la actualidad cuenta con una precisión de 0,01 mm en sus 3 ejes y 0,1 en el 4 eje. Este proyecto tuvo un costo de $ Según el estudio publicado por el ingeniero, Bonilla Isaza, básicamente algunos de los factores a tener en cuenta que ayudan identificar la sustitución o repotenciación de la maquinaria son: Algunos Ejemplos Máquinas Repotenciadas en Colombia Equipo Tipo de Reconversión Mejoras y tiempos Costo En Colombia un ejemplo claro de esto es Acerías PazdelRío, del grupo Votoramtim, que realiza adecuaciones pueden ascen- Los costos La industria siderúrgica en el mundo es uno de los negocios que más hace uso de la reconversión de equipos y maquinaria, frecuentemente las compañías repotencian sus sistemas o compran unidades de Siderurgia frecuentes y actualización de sus equipos. Entre otros reconversión del Alto Horno, Sistema de Colada Continua,. y millones de der entre miles segunda mano para reacondicionarlas y disminuir costos. Depurador de Humos y Mezcladores de arrabio dólares. Brazo robot Scara Torno Taladro fresador BF 46 VARIO Torno CNC Mesa corte por plasma CNC La Universidad Eafit realizó la reconversión de un brazo robótico adquirido por la Universidad como desecho industrial con fines académicos. El proceso consistió en la adaptación, mejora y actualización de los componentes que eran obsoletos o estaban dañados para volverlos a su estado funcional. La Universidad Eafit, realizó la repotenciación de un torno, transformándolo en un torno CNC, el cual trabaja en coordenadas polares. Para este equipo se utilizó un sistema de potencia en lazo abierto, ya que no se requiere mayor precisión de 0.01mm. En este caso no se midió el cambio en la producción ya que su principal actividad es la prestación de servicios outsourcing. Con está máquina el taller industrial Metaltornos presta hoy día el servicio de mecanizado de piezas, con alta precisión y en menor tiempo. Par el reacondicionamiento de este equipo se utilizó un sistema de potencia en lazo cerrado (SERVO), ya que se requería alta velocidad en los mecanizados. Además se instaló y rediseño un sistema de transmisión de potencia, implementado con tornillos de bolas recirculantes para los ejes X y Z; para el husillo se utilizó su sistema de transmisión de potencia asíncrona con banda en V y un sistema de medición externo para su control, se le instalo un variador de velocidad para complementar el control. En este proceso no hubo necesidad de rediseñar la transmisión de potencia, ya que se contaba con un sistema de transmisión de potencia piñón cremallera, el cual se encontró en muy buen estado. Se implementó un sistema en lazo cerrado (SERVO), ya que la dinámica de estos sistemas es rápida y se requiere gran precisión. Para esta mesa CNC solo se instalaron 2 ejes, por pedido del cliente. Ahora el brazo robótico Scara es un artefacto funcional que se puede programar para ser utilizado como plataforma de ensamble, empaque, equipo de corte de lámina, manufactura o soldadura. El taladro fresador pasó a ser una fresadora CNC de 4 ejes, con una repetitividad de 0,01mm. El proceso tomó alrededor de dos meses, el tiempo de paro de máquina fue de dos días. Empresa contratista: CNC Repowering Torno CNC, con porta herramientas de seis posiciones. Dos meses, el tiempo muerto de la máquina fue de ocho turnos de trabajo por una semana. Empresa contratista: CNC Repowering Se entregó una mesa de corte por plasma CNC, con posibilidad de corte de hasta 1 de espesor. Dicho proceso duro cinco días, no se presentaron tiempos muertos, ya que la máquina no se encontraba en funcionamiento y los elementos necesarios para la repotenciación se encontraron en stock. Empresa contratista: CNC Repowering Valor inicial del Scara : US$100 Inversión: US$3.000 Costo actual: US$ $ $

4 El costo acumulado promedio por unidad de uso; es decir, es necesario establecer el desgaste de la máquina en términos de costo de producción vs la edad del equipo. La máquina es obsoleta en tecnologías electrónicas e informáticas en comparación con los modelos nuevos, pero conserva eficiencia y capacidad. La máquina perdió su confiabilidad para trabajar: sale constantemente a reparaciones, para ello hay que mirar la periodicidad de daños, el costo de las averías y la eficiencia de uso después de reparaciones. La máquina está desgastada y los repuestos son costosos. El aumento en el tamaño de una operación hace que la máquina sea demasiado pequeña para efectuar el trabajo en el tiempo requerido: observar potencia y capacidad. En la repotenciación de maquinaria, hay que tener en cuenta que la decisión de inversión está en función del modelo, capacidad de la máquina y tecnología y no de su estado, ya que en el proceso de renovación el equipo debe quedar como nuevo a precios razonables. El Ingeniero, Felipe Agudelo Pulgarín, explica que existen diferentes tipos o niveles de repotenciación, se clasifican según las características de las maquinas a repotenciar y las necesidades, según su nivel de automatización. Según el análisis hecho por ingeniero, Rubén Darío Bonilla Isaza, existen diversas consideraciones para expresar las clases de automatización. A continuación se presentan los niveles usuales que se pueden implementar: Nivel uno: básico o elemental: Corresponde con el asignado a una máquina sencilla o parte de una máquina, asignándole bien sea, tareas de vigilancia; o de operador (posicionamiento de piezas) o de mando (funciones de seguridad). El modo operación de vigilancia se realiza en lazo abierto y consiste en la toma de medidas a una serie de variables, procesando dicha información y emitiendo reportes diarios de ello. Nivel dos: intermedio: Por lo general, éste ha sido el campo más amplio en el que ha dominado la automatización industrial clásica. Corresponde con la adecuación y la explotación en forma automática de máquinas elementales. También corresponde a la automatización de una máquina compleja. Nivel tres: supervisión: La caracterización de este nivel se entiende desde el punto de complejidad por tener varias máquinas, es decir, un proceso relativamente complejo. En este nivel se distinguen cuatro arquitecturas de control. Nivel cuatro: CIM (Computer Integrated Manufacturing): En este nivel se contempla la integración de temas fundamentales como la planeación, programación, control, calidad, gestión empresarial y gestión administrativa. Este

5 36 MAQUINARIA tipo de arquitectura reviste cierto costo, tiempo de ejecución y manejo detallado de actividades; no obstante, se acuña en torno a ello el siguiente axioma: La planificación del CIM ha de hacerse de arriba hacia abajo, pero debe implementarse de abajo hacia arriba. Nivel cinco: redes inteligentes: En el área de sistemas inteligentes de control de fabricación, se reconoce la necesidad de establecer mecanismos de operación de máquinas más seguros que los tradicionales de cableado; de implementación de niveles de seguridad de integración (SIL) en PLCs y otros componentes. Así las cosas, en la repotenciación que puede incluir la automatización del equipo, se puede intervenir al nivel más bajo o elemental, simplemente asignando automatismos a algunos procesos o funciones, hasta automatizar los niveles complejos, con múltiples arquitecturas de control, seguridad y redes inteligentes. Posibilidades y Límites Es claro que no todas las máquinas son susceptibles de ser repotenciadas, ya que antes es necesario analizar las características propias de cada equipo. Antes de repotenciar cualquier máquina es necesario realizar un diagnóstico concienzudo de las posibilidades y limites de los sistemas. Algunos de los componentes que con mayor frecuencia se pueden intervenir en una máquina son: motores, sistemas de transmisión de potencia, controlador, interfaz hombre máquina, finales de carrera, paro de emergencia, fuentes y regulador de potencia. Depende de las características que se quieran para el equipo estos componentes pueden variar, a la vez que sus características. La reconstrucción mecánica puede incluir desde el reajuste de guías, la reparación del cabezal hasta la eliminación de holguras, mientras que la reconstrucción electrónica puede implicar desde una simple actualización del software hasta el reajuste de parámetros dinámicos en los controladores de potencia ( drivers ). Ventajas Brazo Robótico Puma 500 repotenciado en 2010 por la Escuela de Ingeniería de Antioquia. El equipo contaba con la estructura mecánica. En el reacondicionamiento se repararon dos servomotores, se cambió el sistema eléctrico, desde la alimentación de 220 V trifásica hasta el control. El equipo puede ser programado para tareas como paletizado, soldadura, pintura y embalaje. Costo $ Al modernizar una máquina o sistema, se obtienen las siguientes ventajas básicas, según los accesorios y el grado de reformas: Mejor disponibilidad y aumento de productividad. Operación y programación más convenientes. Ciclos más rápidos para el procesamiento de componentes complejos. Mejor precisión. Reducción de pausas y tiempos de parada. Largo período de suministro de repuestos garantizado. Administración de datos de manera confiable y segura (Mayor y más fácil control de la información histórica de las máquinas, tiempos muertos, piezas producidas y registro de mantenimientos, entre otros). Mayor capacidad de almacenamiento. Opciones de Networking e integración CAD. Reducción de la inversión vs la adquisición de maquinaria nueva. El alcance de la modernización y los componentes reemplazados determinan el precio de la repotenciación. De esta forma, el dueño de la máquina decide, según la necesidad, sobre las futuras mejoras y servicios adicionales tales como capacitación, conversiones de programas de piezas y contratos de reparación/servicios. En general, se estima que el costo de una modernización oscila entre 20 y el 60 por ciento del valor de compra de una máquina nueva, según el alcance del servicio. El tiempo necesario para la repotenciación depende del alcance de las medidas planificadas. Según el nivel de modernización, se puede lograr un nivel de funcionalidad de máquina elevado, acorde a la tecnología de punta utilizada. De esta manera, se alcanzan los altos estándares de calidad, no solo en el ámbito de la producción, sino también en seguridad y monitoreo. El sector metalmecánico es uno de los más beneficiados de las repotenciaciones de tipo CNC, ya que por costos y producción, este proceso brinda a los talleres una solución eficaz y confiable. Según el ingeniero, Agudelo Pulgarín, la repotenciación en Colombia es una alternativa aún en proceso de crecimiento, ya que existe desconocimiento y desconfianza frente al tema. Sin embargo, realmente el problema no radica allí, el meollo del asunto esta en la resistencia de los empresarios a modernizar y adoptar tecnología de punta, bien sea nueva o repotenciada.

6 Incremento del precio Retrofit vs equipo obsoleto Dinero Fuente: CNC Repowering Tiempo Costos por equipos sin sustituir Precio de Retrofit Ahorro por utilizar Retrofit Como se puede apreciar en el grafico, antes del retrofit los costos de producción de un equipo pueden estar en aumento a medida que se deteriora la máquina; por tiempos muertos, ineficiencia, alto consumo de energía, bajas velocidades de trabajo y mantenimientos constantes, entre otros. El reacondicionamiento de la máquina busca solucionar esto y mantener en equilibrio constante los costos de producción. Muchos empresarios realizan intervenciones de sus máquinas y reacondicionan los equipos para dar solución a las necesidades, en ocasiones las adaptaciones hechizas son excelentes, ingeniosas y funcionales, y en otras no tanto. Por ello, lo ideal siempre es buscar la asesoría los expertos. Desde hace más de dos décadas, han sido las universidades y sus grupos de investigación quienes promueven la cultura de la modernización hacia la industria, en este ámbito se destaca la Escuela de Administración, Finanzas y Tecnología, Eafit, de Medellín, que en los programas de ingeniería han realizado diversos tipos de repotenciación de máquinas para el sector metalmecánico, así como el Sena, la Universidad Nacional de Colombia y la Distrital Francisco José de Caldas. Fuentes Ing. Felipe Agudelo Pulgarín. CNC Repowering S.A.S. cncrepowering@ hotmail.com Sustitución o reconversión de maquinaria en las PYME: alternativas de desarrollo. Rubén Darío Bonilla Isaza Ingeniero Electricista y Magíster en Ingeniería-Automatización Industrial de la Universidad Nacional de Colombia. rdbonillai@udistrital.edu.co Fotografía Andrés Rengifo. ar+ Creación Masiva.