En los procesos de robótica industrial se utilizan sistemas de dosificación, que tienen la función de preparar cantidades predeterminadas de producto con una relación específica por receta y alimentar procesos continuos con distintos componentes en una proporcionalidad definida para cada proceso. Para lograr la máxima repetibilidad y precisión en ambos casos, es importante la masa del producto que se dosificara y no el volumen, sin embargo, los resultados de una óptima dosificación dependen de las condiciones ambientales, las propiedades y características de los productos a granel y el sistema de dosificación utilizado.
Hay dos tipos de sistemas de dosificación que se usan ampliamente en los procesos de robótica industrial: gravimétricos y volumétricos. Algunos suelen confundirlos, ya que ambos pueden operar por lotes o en continuo y se diseñan para productos en polvo y granulados, además, se adaptan a una amplia variedad de granulometrías y densidades, sin embargo, poseen notables diferencias, que deben conocer si piensan implementar un dosificador en sus procesos.
¿Por qué son importantes las dosificaciones?
Los ingredientes y materias primas que intervienen en cualquier proceso de producción industrial suelen entregarse en la fábrica mediante distintos métodos, como sacos, super sacos, camiones cisterna, entre otros. Son almacenados posteriormente en depósitos, como silos o cámaras frigorífica. De esta manera se garantiza la conservación de ciertas propiedades en ellos. La manera en que se transportan, desde la zona de almacenamiento hasta los equipos de procesamiento, puede tener muchas variantes. Es aquí donde entra el concepto de dosificación. Pero ¿en qué consiste?
Se refiere a la incorporación y uso de cantidades específicas de materias primas e ingredientes durante los procesos de producción. Aquellos procedimientos artesanales y de baja producción realizan la dosificación con ayuda de personal, que se encarga de manipular los ingredientes y pesarlos manualmente con una báscula digital y comercial calibrada. Si bien es eficiente, el índice de calidad queda determinado por el factor humano, lo que no es útil ni puede aplicarse a procesos industriales continuos con altas velocidades de procesamiento, producciones elevadas y cambios de turnos.
En lugar de usar procesos manuales, que implican el uso de básculas digitales o mecánicas para los pesajes, se requieren sistemas automáticos o semiautomáticos para lograr dosificaciones correctas de materias primas. Las últimas se han vuelto un aspecto crucial en los procesos industriales de nuestros días por diversas razones, que enlistaremos a continuación:
Optimización de la calidad
Regulan en todo el proceso las proporciones exactas de todos los ingredientes para lograr calidades especificadas en ensayos anteriores.
Mejora de los recursos
Permiten alimentar el proceso de forma justa y con las cantidades necesarias.
Repetibilidad de los bienes
Permite asegurar la calidad de un producto y la de todos los procesos en los que está involucrado, además, asegura que sea repetible durante amplios periodos con ninguna o mínimas variaciones.
Regulación de la trazabilidad
Es importante documentar los controles durante los procesos productivos. Tal práctica es conocida como trazabilidad y es importante para los receptores del producto final, que pueden utilizarlo como ingredientes en procesos superiores y de forma repetida.
Diferencias entre sistemas de dosificación volumétricos y gravimétrica
Actualmente hay una gran variedad de sistemas que permiten a las industrias evitar el pesaje con báscula digital y la dosificación de forma manual, que conlleva pérdidas de tiempo y dinero. Algunos ejemplos son los gravimétricos, volumétricos, de banda, Coriolis, entre otros. Los dos primeros son ampliamente utilizados por las ventajas que ofrecen, aunque algunos los confunden. Los sistemas gravimétricos pesan el material y realizan su dosificación según la masa, en cambio, los volumétricos realizan la dosificación en función del volumen.
Una buena forma de explicar la diferencia entre ambos sistemas de dosificación es utilizar como ejemplo la diferencia entre masa y peso de la nata. Si usan 100 gramos de nata, equivaldrá a 400 mililitros cuando se encuentra en estado batido y a 100 mililitros cuando está en estado líquido. Ahora bien, en una receta, ¿puede usarse un solo concepto de dosificación para la nata batida y líquida? La respuesta es no.
Una vez explicado esto, analicemos las diferencias entre ambos sistemas de dosificación, que se usan ampliamente en procesos de robótica industrial.
Sistema de dosificación gravimétrica
Implica el uso de diversas celdas de carga integradas, que pesan los materiales a dosificar. Realizan dosificaciones con base en el peso y no en el volumen. Integran componentes electrónicos que comparan de forma constante el valor teórico del caudal predeterminado con el valor real de la dosificación. También varían la velocidad del husillo para hacer nula la diferencia.
Se trata de un sistema costoso y sofisticado, sin embargo, poseen la ventaja de permitir compensar automáticamente las posibles desviaciones de la densidad aparente. Destacan también por proporcionar registros electrónicos de las cantidades de materiales que maneja, además, pueden interconectarse con sistemas SCADA mediante ethernet o bus de comunicación.
Sistema de dosificación volumétrica
La alimentación de productos en este sistema se da exclusivamente en función del volumen. No realizan mediciones de masa, por lo que tienen que calibrarse según el material que se usará. Es importante mencionar que la calibración debe realizarse antes de usarlo. En algunos casos se requieren comprobaciones cuando se cambia el lote del proveedor o el material.
Ofrecen diversas ventajas, entre ellas destacan su accesibilidad y simplicidad. Requieren únicamente que un componente dosificador (comúnmente un husillo) se mantenga relleno de forma uniforme, lo que se logra con paletas laterales encargadas de remover la tolva de alimentación. Se asegura así la fluidez del producto sin necesidad de contacto físico. No requieren tampoco controladores electrónicos, únicamente un variador de frecuencia que ajusta la velocidad del husillo.
Algunos prefieren omitir su uso, ya que no pueden compensar los cambios en las propiedades del material de forma automática, como las oscilaciones en la densidad aparente. No se recomienda su implementación si los productos no poseen densidad estable en función de las condiciones ambientales.
Como pueden observar, se trata de principios de dosificación muy convenientes, sin embargo, si desean adquirir un ejemplar económico, es importante verificar que sea eficaz para el producto que dosifican. Si desean un proveedor con amplia experiencia que ofrezca ambos sistemas de dosificación, contacten a los expertos de Byasa.
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