En este artículo, abordaremos aspectos fundamentales que los aerosolistas experimentados ya conocen, pero que a veces tienden a pasar desapercibidos. Lo haremos especialmente a solicitud de nuestros lectores, incluyendo nuevas empresas del sector y compañías de otros rubros que han decidido incursionar en el llenado de aerosoles. Además, buscamos ofrecer orientación a los gerentes de planta, supervisores y técnicos recién incorporados, un grupo creciente debido a la rotación de personal.
Muchas veces, las empresas no cuentan con una comprensión clara de estos elementos esenciales, los cuales son cruciales para garantizar el éxito y la eficiencia en la operación.
Llenado Tradicional de Aerosoles:
El proceso tradicional de llenado de aerosoles abarca varias etapas esenciales: el llenado del líquido, la colocación de la válvula, el crimpado (sellado) y la gasificación. Para garantizar un proceso eficiente, una línea de llenado, sin importar el tipo de producto, debe centrarse en los siguientes aspectos clave:
- Velocidad
- Eficiencia
- Calidad
Aerosoles estándar:
La velocidad de la línea de producción depende de tres operaciones clave: el llenado de líquido, el crimpado y el llenado de propelente. La capacidad total de la línea está determinada por la operación más lenta, que generalmente es el llenado de propelente, aunque en algunos casos puede ser el llenado de líquido.
Velocidad y Cantidad de Propelente:
El llenado de propelente es el principal cuello de botella en el proceso de llenado de aerosoles. Este proceso es volumétrico y depende tanto del volumen de propelente necesario como del tipo de válvula de aspersión que se utilice. Aunque la presión de inyección también tiene algo de influencia, su impacto es menor. Para aumentar la velocidad de llenado, se recomienda el uso de válvulas de llenado rápido.
Menos propelente generalmente significa mayor velocidad. Es fundamental establecer la cantidad mínima de propelente suficiente para garantizar un rocío adecuado al evacuar la lata, y luego añadir un pequeño margen para compensar el uso incorrecto. Para productos estándar, se sugiere un 5% adicional, mientras que para productos que tienden a usarse de forma inapropiada (como el spray para el cabello, pinturas o repelentes de insectos), se recomienda un margen del 10%.
Es común encontrar productos que contienen más propelente del necesario. En algunos casos, un exceso de propelente incrementa los costos, ya que es caro. Sin embargo, en otros productos, donde es más barato que el contenido principal, se tiende a añadir más propelente sin considerar que esto ralentiza el proceso de llenado.
Velocidad y Presión de Inyección:
Existe una relación directa entre la presión del aire y la presión de inyección, siendo una de las más comunes la proporción 10:1. Es decir, 80 psig de presión de aire equivalen a 800 psig de presión de inyección. La mayoría de las válvulas de aerosol están diseñadas para soportar presiones de inyección entre 800 y 1000 psig.
Si durante el proceso de gasificación los tubos de inmersión comienzan a caer, es indicativo de que la presión de inyección es demasiado alta y debe reducirse.
Velocidad: La Importancia de la Válvula
La válvula desempeña un papel crucial en la velocidad de llenado. Es fundamental realizar pruebas y seleccionar la válvula que permita un proceso de llenado más rápido. Si bien existen varias marcas que ofrecen velocidades similares, se debe tener cuidado de no optar por válvulas cuyas especificaciones técnicas puedan reducir la velocidad de gasificación. Además, es esencial realizar pruebas con los adaptadores adecuados para cada tipo de válvula.
Un adaptador inadecuado puede ralentizar el proceso de llenado. Las fugas grandes también son peligrosas, ya que pueden causar variaciones en el peso y provocar interrupciones en la producción debido a controles de calidad por «bajo peso».
Velocidad: Llenado de Líquidos en Productos con Base Acuosa
En ocasiones, el llenado de líquidos es más lento, especialmente en productos con base acuosa espumosa. En estos casos, la inyección rápida de líquido puede generar espuma que, al salir del envase, ralentiza el proceso. Esto es común en productos como mousse para el cabello, espuma de carnaval y cremas de afeitar. Para aumentar la velocidad, se recomienda colocar la boquilla de llenado en un ángulo, lo que mejora ligeramente el flujo.
Reducir la presión de llenado del concentrado también puede ayudar a minimizar la formación de espuma y acelerar el proceso. Además, cambiar los emulsificantes utilizados puede disminuir la espuma, lo que resulta en un llenado más rápido. En algunos casos, la única solución efectiva es agregar más llenadoras de líquidos a la línea de producción para alcanzar la velocidad deseada.
Velocidad: La Engargoladora o Selladora (Crimper)
La engargoladora o selladora («crimper») rara vez es la causa principal del cuello de botella en el proceso de llenado. Aunque el crimpado o engargolado bajo vacío puede ser un proceso lento, generalmente es ajustable y no afecta significativamente la velocidad total de producción. Si el vacío se genera de manera demasiado lenta, podría ser señal de un sensor defectuoso o de que el sello de vacío no es el adecuado para la operación.
Velocidad: El Impacto de las Máquinas y las Estaciones en la Producción
La velocidad de movimiento de las piezas también influye en la eficiencia de la producción. Las máquinas rotativas suelen ser más rápidas que las líneas rectas. Sin embargo, las máquinas en línea recta se seleccionan frecuentemente cuando es necesario ubicar la gasificadora fuera de la fábrica. Para aumentar la velocidad en máquinas de línea recta, especialmente cuando se utilizan latas de hojalata, se puede optimizar el proceso colocando imanes debajo de la cadena.
Velocidad: Incremento al Añadir Estaciones o Cabezas
Para aumentar la producción, se puede incrementar la velocidad añadiendo más estaciones o cabezas. Por ejemplo, una máquina que llena líquido en 2 segundos y propelente en 4 segundos produce 15 latas por minuto. Al agregar una segunda gasificadora, la producción casi se duplica, alcanzando cerca de 30 latas por minuto. Este mismo aumento se puede lograr al añadir más llenadoras de líquidos para productos espumosos.
En cuanto a las máquinas, todas las marcas llenan a velocidades similares. Cuando dos proveedores le presenten cotizaciones, lo más importante es contar las estaciones. Si ambas máquinas tienen la misma cantidad de estaciones, la velocidad de producción será prácticamente la misma. No se deje seducir por promesas de «velocidad estándar». Contar las estaciones o cabezas es un método más preciso para evaluar la capacidad de producción.
Eficiencia: Operaciones Manuales vs. Maquinaria
Un análisis detallado de los resultados financieros muestra que, aunque la mano de obra puede parecer más costo-efectiva en comparación con el costo de la maquinaria, los problemas laborales pueden resultar mucho más costosos que adquirir una máquina. Además, las personas son responsables de más accidentes que las máquinas.
Al realizar tareas manuales como el control de peso, la colocación de activadores, la codificación y el secado de envases, la calidad del resultado suele ser baja. Las máquinas, por su parte, son más consistentes y producen con una calidad superior. Si la opción es trabajar manualmente, es posible entrenar a los operadores, pero este entrenamiento debe ser profundo y frecuente para ser efectivo.
Calidad: Selección del Equipo Adecuado para Mejorar la Producción de Líquidos
Para mejorar la calidad en el llenado de líquidos, es fundamental elegir el equipo adecuado. Una llenadora de líquidos con un cilindro de 300 ml de capacidad puede llenar con precisión 280 ml o 100 ml. Sin embargo, no será tan precisa al llenar cantidades pequeñas como 8 ml. En estos casos, es necesario utilizar un cilindro de menor volumen, como de 25 o 50 ml, para garantizar la exactitud en los llenados más pequeños.
Calidad: Selección del Equipo Adecuado para el Engargolado (Sellado o Crimpado)
Al utilizar dados o boquillas «de fabricación local», pueden ocurrir fugas en el proceso de engargolado. Contar con medidores de engargolado de alta calidad facilita la creación de un sello consistente y adecuado. Evite el uso de boquillas que vengan en piezas sueltas, ya que esto puede generar fugas. Siempre utilice un juego completo de boquillas nuevas para asegurar la calidad del sellado.
Calidad: Selección del Equipo Adecuado para el Llenado de Propelente
Al igual que con los líquidos, una llenadora de propelente con un cilindro de 300 ml de capacidad puede llenar con precisión cantidades como 280 ml o 100 ml, pero no alcanzará el mismo nivel de precisión con llenados de 8 ml. En estos casos, se requiere un cilindro de menor volumen, como 25 ml o 50 ml, para garantizar un llenado preciso y consistente. Es crucial seleccionar un cilindro de propelente adecuado para las necesidades específicas del producto.
Calidad: Selección de Componentes para Mejorar la Calidad del Llenado de Propelente
El adaptador de la gasificadora es un componente crítico en el proceso de llenado de propelente. Las fugas en la gasificadora pueden generar variaciones en el peso de los envases. Además, un adaptador en mal estado puede dañar la válvula, afectando la calidad del producto final. Asegúrese de que el adaptador esté en buenas condiciones para evitar problemas durante la producción.
Las Fugas Son Costosas y Peligrosas
Las fugas no solo representan un costo elevado, sino que también ponen en riesgo la seguridad de la planta. Al permitir que ocurran, la empresa está pagando el precio de poner en peligro su operación. Las fugas pueden provocar variaciones de peso, interrupciones en la producción y, lo más grave, accidentes que pueden resultar en daños graves a equipos y personal.
Maquinaria Fácil de Actualizar: La Mejor Elección
Entre las máquinas manuales, es recomendable elegir aquellas que puedan ser automatizadas en el futuro. Evite optar por máquinas que no sean adaptables a la automatización. Siempre que sea posible, prefiera las máquinas automáticas, ya que permiten incrementar la velocidad de producción. Para evitar problemas a largo plazo, consulte desde el principio sobre los costos de expansión de la capacidad de producción.
Seguridad: La Maquinaria y las Instalaciones Son Claves
Cada vez que se llena un envase de aerosol, hay pequeñas fugas de propelente. Si estas fugas no se controlan, pueden acumularse hasta alcanzar un 2% del aire, lo que vuelve explosivo el propano/butano. Para evitarlo, es crucial asegurar una circulación adecuada del aire en el área de gasificación, evitando que el propano/butano se acumule a niveles peligrosos.
Seguridad en Climas Fríos
En regiones con periodos prolongados de frío, como Quito o São Paulo, es necesario realizar una extracción mecánica de aire/propelente para evitar la acumulación de gases. Gasificar al aire libre en estos climas es la mejor opción, ya que requiere una mínima inversión, lo que representa un punto importante para las empresas. En exteriores, el viento natural ayuda a mantener la seguridad, reduciendo la posibilidad de errores humanos.
Seguridad al Gasificar al Aire Libre
El viento es un fenómeno natural esencial para garantizar una ventilación óptima. Por esta razón, es crucial que las condiciones exteriores sean adecuadas. El área de gasificación debe estar al aire libre, con solo una o dos paredes sólidas, y sin obstáculos que dificulten la circulación libre del aire.
Seguridad: El Control del Viento y las Fugas
Es importante recordar que no tenemos control sobre el viento. Si ocurre una fuga, el aire moverá el gas en su dirección. Por lo tanto, es esencial que el área de gasificación esté libre de cualquier fuente de ignición. No debe haber enchufes, vehículos, compresores, bombas, motores ni instalaciones eléctricas cerca de la zona de gasificación.
Beneficios de Gasificar al Aire Libre
El beneficio más evidente de gasificar al aire libre es el costo: la inversión es baja. Sin embargo, el mayor beneficio real es la seguridad, ya que no se necesita intervención humana para mantener el área de gasificación segura.
Extracción Mecánica: Revisión y Mantenimiento
Si se requiere extracción mecánica, asegúrese de que el sistema de ventilación esté funcionando correctamente. Verifique que no haya piezas rotas, como bandas que puedan dejar el motor funcionando sin que la extracción esté operativa, o que no haya obstrucciones, como latas o válvulas bloqueando los conductos de salida.
Fugas en las Válvulas y Tuberías
Las fugas en las válvulas, tuberías o gasificadoras son extremadamente peligrosas. La empresa está invirtiendo en propelente, pero al mismo tiempo, pone en riesgo la seguridad de la planta. Es fundamental realizar pruebas periódicas con detectores de fugas manuales para asegurar que no haya problemas en las tuberías.
Purgado de Líneas de Propelente
Si es necesario purgar las líneas de propelente, esto debe realizarse fuera de la planta. Dependiendo de los solventes utilizados, las áreas de preparación del concentrado pueden ser peligrosas. También, los almacenes pueden ser lugares propensos a la acumulación de propelente en caso de fugas.
Destrucción de Envases Defectuosos: La Operación Más Peligrosa
La destrucción de envases defectuosos es una de las operaciones más peligrosas en la planta. Aunque a veces se perforan latas para recuperar concentrado de un lote defectuoso, normalmente se realiza para deshacerse de envases con fugas. Finalizamos esta presentación con dos imágenes que ilustran la manera más segura y peligrosa de llevar a cabo esta operación crítica.
Resumen:
Aunque no fue posible abordar todos los aspectos necesarios para un llenado de aerosoles completamente correcto en una sola presentación breve, hemos cubierto puntos clave de gran valor, especialmente para quienes tienen poca experiencia o están cambiando de área dentro de su trabajo.
¿Qué más falta por explorar? El autor agradece su colaboración para señalar aquellas áreas donde se necesita más información o mayores aclaraciones. No duden en enviar sus preguntas o comentarios a Geno Nardini a través del correo electrónico geno@genonardini. com o por WhatsApp al +52 (55) 5405 8315.
