EL VARIADOR EN EL SECTOR DEL EMPAQUETADO

El sector del empaquetado es fundamental para el buen funcionamiento de la sociedad. Prácticamente todos los productos comerciales requieren ser empaquetados, y todas las operaciones de empaquetado comercial deben ser eficientes, homogéneas y rápidas. Sería impensable hacerlo sin una variedad inmensa de maquinaria, y su rendimiento depende directamente de un control de movimiento preciso.

Las tareas que ejecuta la maquinaria de empaquetado van más allá de la propia planta de producción. Las latas, los paquetes y las botellas deben ser fabricados, llenados, sellados y etiquetados antes de agruparlos en conjuntos consolidados para la distribución (empaquetado secundario), unos conjuntos que después son protegidos para su transporte en cajones, envolturas plásticas y palets conocidos como empaquetado terciario.

Es fácil concluir que prácticamente todas estas operaciones deben ser realizadas por máquinas por motivos de seguridad, higiene, velocidad y precisión.

Imagine por un momento los cientos de jarras o botellas que pueden ser trasladados en un solo minuto por un transportador, pasando bajo pistones de dispensación de producto líquido antes de ser taponados de forma segura y clasificados para su etiquetado.

Considere también las máquinas de sellado, llenado y formado vertical (VFFS). Este ingenioso dispositivo proporciona un flujo constante de bolsas (o papel o láminas) de plástico termoselladas. Cada una de ellas se llena con el producto tras sellar la base y la parte posterior, para posteriormente completar el corte / sellado superior final; todo ello a partir un único rollo de materia prima impresa.

Si bien la mayoría de estas máquinas se basan en tecnologías convencionales (la primera máquina VFFS patentada data de 1930), hoy en día es fundamental que su funcionamiento esté programado con precisión, utilizando perfiles de movimiento controlados por servos (si la secuencia deseada es sencilla un variador de frecuencia de uso general podría ser suficiente).

Con estos perfiles de movimiento, la variación de velocidad es crítica. Por ejemplo, obtener una longitud de paquetes uniforme con máquinas VFFS requiere una tensión óptima de la materia prima. Esto se puede lograr haciendo que las cintas de tracción se muevan con rapidez durante la primera fase de alimentación de materia prima para después ralentizarse gradualmente hasta obtener un longitud de bolsa exacta (todo ello en una fracción de segundo por paquete).

Pero la precisión no se limita a la calidad operativa.

Los variadores y sistemas de control de movimiento inteligentes son valorados, entre otras cosas, por su relación con el ahorro energético y la prolongación del tiempo de servicio de la máquina. No menos importante en este sector es la reducción de material residual aportada por las máquinas de alta precisión y, en consecuencia, el impacto medioambiental de dichos residuos.

Este factor seguirá teniendo un gran peso mientras el plástico siga siendo de uso intensivo en el sector.

No solo depende de la capacidad de programar las máquinas para utilizar la cantidad óptima de material. En algunos casos, el material puede ser más difícil de manejar al ser reformulado para ser más sostenible. Por ejemplo, la envoltura plástica reciclada es más fina y frágil que la no reciclada, y por ello más susceptible de arrugarse o desgarrarse con un tensado irregular. Dicha evolución exige 

una mayor precisión de los rodillos sincronizados y dispositivos de alimentación que manipulan la envoltura.

Pero este reto, así como el de tratar la menor tolerancia térmica de las envolturas más finas durante el proceso de sellado, está siendo afrontado con éxito por una nueva generación de máquinas de empaquetado. La combinación adecuada de variadores, algoritmos de control y tecnología de sensor permite trabajar con envolturas plásticas (sean recicladas o no) con un cuarto de espesor frente a las anteriores, lo que ofrece una reducción potencial del 75 % de la cantidad de material envolvente utilizado.

Es posible reducir todos los residuos del empaquetado simplemente reduciendo las cantidades originales; una propuesta que, si bien es sensata, no es sencilla de cumplir.

Por ejemplo, si bien es preferible no empaquetar un producto en una caja sobredimensionada, no solo por el cartón desperdiciado sino también por el uso obligado de papel, espuma o plástico para llenar los huecos, las convenciones de la línea de producción tradicional han evolucionado de forma natural al concepto de talla única.

Estas convenciones están en creciente oposición con las tendencias actuales de diversificación de productos, considerada actualmente como una estrategia básica de crecimiento y desarrollo de la marca.

En la actualidad, el sector está implantando dos soluciones para el problema del empaquetado en cajas. La primera es fabricar cajas de tamaño personalizado a demanda, y la segunda es llenar las cajas de forma más eficiente. Las dos soluciones se basan en máquinas inteligentes de empaquetado que hacen uso de un conjunto de ejes, motores de velocidad variable y servovariadores.

Un ejemplo de la categoría anterior puede ser una encartonadora que empaqueta productos de medidas variables, suministradas por un transportador, en secciones de cartón plegable del tamaño adecuado suministradas de forma continua, antes de sellar y etiquetar las cajas finalizadas. Una máquina inteligente de llenado de cajas utiliza tecnología de recogida y colocación para posicionar los productos en cajas montadas previamente de manera que se minimiza el espacio desperdiciado.

Así, la misma inteligencia de recogida y colocación se está introduciendo en el ámbito relativamente pesado del paletizado, donde los sistemas hidráulicos y neumáticos convencionales están siendo abandonados en favor del control de movimiento por servovariador.

Las paletizadoras automatizadas existen desde la década de 1940, pero una máquina diseñada para apilar un único producto en un único patrón podía exigir meses de rediseño para modificar su línea de trabajo. Los avances recientes en la tecnología de la automatización, donde cabe destacar la integración de funciones robóticas en los controladores lógicos y de movimiento, han creado una nueva generación de robots de paletizado realmente flexibles y accesibles a cualquier técnico con conocimientos de PLCs.

La velocidad, la precisión, e incluso la eficiencia ya no son los únicos factores a tener en cuenta. Si la variación y la diversidad son características clave de la demanda del consumidor moderno, la capacidad de respuesta y la flexibilidad lo son para la maquinaria que empaqueta el producto a comercializar.

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