GLOBAL Una pregunta que surge a menudo es: “¿por qué debería utilizar sellos mecánicos en lugar de empaquetaduras cuando el empaquetamiento es más barato?” Hay algunas ventajas que son obvias y fáciles de entender, y otras cuyos beneficios pueden no ser tan evidentes, así que permítanos explicarlas.
Costo del producto
Con el tipo correcto de materiales de construcción, se puede lograr una tasa de fuga “aceptable” de tan solo 1 gota por minuto de producto sellado por pulgada/25 mm de diámetro exterior del eje. Estas cifras se basan en un escenario ideal pero, como nos dice la experiencia, las tasas de fuga pueden ser considerablemente más altas. Vale la pena considerar que una tasa de fuga del casquillo de solo 1 gota por segundo es una pérdida de alrededor de 128 litros / 32 gal EE.UU. por mes o 6,6 mil litros / 1,6 mil gal EE.UU. por año en condiciones ideales. La verdad es que la mayoría de las bombas compactas pierden mucho más que esto, normalmente 9.500 litros / 2.375 gal EE.UU. por mes o 114.000 litros / 28.000 gal EE.UU. por año por cada bomba.
Los sellos mecánicos correctamente diseñados, especificados y montados no tienen fugas visibles y, por lo tanto, no hay pérdida de producto. Si el margen de beneficio bruto de un fabricante es bajo o si el costo de producción es alto, eliminar las fugas del proceso puede tener un impacto significativo en la rentabilidad de la planta.
Los sellos mecánicos reducen el costo de la pérdida de producto.
Eliminación de efluentes y cuestiones ambientales
Dependiendo del tipo de producto, los costos de eliminación de residuos pueden ser significativamente más altos que el costo inicial de fabricación. Todo lo que tenemos que hacer es mirar nuestras propias facturas de agua doméstica para comprobarlo. Los cargos por aguas residuales son significativamente más altos que el costo inicial del producto y este es solo agua.
Con productos de desecho industriales las opciones son:
1. Enviar el producto de desecho a recuperación, limpiarlo y devolverlo a proceso.
2. Enviar el producto de desecho a tratamiento de efluentes, limpiarlo y luego desecharlo.
Tan pronto como cualquier líquido pasa a recuperación o tratamiento de efluentes, los costos son significativos, independientemente de sus costos iniciales.
A menudo se acepta en la fabricación que “es sólo un poco de agua” y que reducir el uso de agua no es de gran importancia. En una investigación reciente en una planta de fabricación de alimentos, se descubrió que el uso de agua era de aproximadamente 1 millón de USG por día. El coste de comprar el agua fue de 1,1 millones de dólares al año y el coste de tratar el efluente resultante de 1,2 millones de dólares al año.
Minimizar el tratamiento o la recuperación de líquido a efluente reduce directamente y puede tener un efecto significativo a largo plazo en la mejora de los costos operativos de la planta.
Desde una perspectiva ambiental, cuando se considera que aproximadamente el 75% de la superficie del planeta en el que existimos es agua, resulta aterrador darse cuenta de que sólo el 3,5% de esa agua es agua dulce. Desafortunadamente, la mayor parte de esa agua está encerrada en hielo polar y glaciares, lo que deja menos del 1% disponible para toda la vida en el planeta. Con una demanda creciente de agua por parte de una población en crecimiento, ya no existe “sólo un poco de agua”.
Años de fugas continuas de proceso desde prensaestopas pueden contaminar el piso de concreto del área de proceso, lo que a su vez tiene el potencial de contaminar el subsuelo y, en última instancia, el nivel freático, dando lugar a una contaminación secundaria.
Las empresas están sometidas a una presión extrema y una observación constante sobre las cuestiones medioambientales. Los gobiernos están continuamente bajo escrutinio nacional y global para garantizar que los fabricantes acepten la responsabilidad por los efectos que sus productos y procesos tienen en el medio ambiente. Las propias empresas a menudo también tienen objetivos medioambientales que cumplir. Tenga en cuenta que la legislación ya está aquí y las normas medioambientales como ISO14001 se convertirán en un requisito para las empresas a medida que crezcan las preocupaciones medioambientales por el planeta.
Como los sellos mecánicos no tienen fugas visibles, tienen costos mínimos de eliminación de efluentes, pero tienen efectos sustanciales en la reducción y eliminación de las emisiones de las plantas y los problemas de contaminación secundaria.
El consumo de energía
La empaquetadura del prensaestopas puede consumir hasta 6 veces más energía que un sello mecánico equilibrado. Hacer funcionar un equipo giratorio con empaquetadura en el prensaestopas es como conducir un automóvil con el freno de mano puesto. ¿Esto afectaría su consumo de combustible? Por supuesto que sí, por lo que los prensaestopas aumentan considerablemente los costes de energía. En algunos casos, se puede hacer que las bombas funcionen a menor velocidad y eficiencia, lo que aumenta aún más los costos.
Los sellos mecánicos reducen el consumo de energía en comparación con las empaquetaduras prensaestopas.
Vida útil del rodamiento
La principal causa de falla de los rodamientos en equipos rotativos es la contaminación de la lubricación. Hasta el 50% de las fallas de los rodamientos se atribuyen a la humedad o a la contaminación por partículas.
Como el empaque está diseñado para tener fugas y está muy cerca de los cojinetes, están sujetos a un flujo constante de fugas y fuentes de contaminación. Cualquier reducción de la contaminación aumentará en gran medida el tiempo medio entre fallas (MTBF), reduciendo los costos de mantenimiento.
La contaminación de los rodamientos puede provenir de muchas fuentes, pero dos “viejos favoritos” son:
1. Fuga de producto.
2. Limpiar el equipo para una buena limpieza.
En un estudio realizado por Mobil Oil se descubrió que la contaminación del agua del 0,002 % reduce la vida útil nominal del rodamiento en casi un 50 %. Esto equivale a sólo 2 gotas de agua en un litro o litro de aceite.
La ausencia de fugas equivale a una vida útil más larga de los rodamientos y menos costos por tiempo de inactividad. Muchas fallas de los sellos mecánicos se atribuyen al movimiento excesivo del eje causado por rodamientos defectuosos.
Como ejemplo, un fabricante de pulpa y papel tenía problemas regulares de confiabilidad con su pulper de madera dura empacado con prensaestopas. La fuga regular causaba problemas de mantenimiento y provocaba la pérdida de grandes cantidades de producto en la fábrica.
Desgaste del eje y la manga
La mayoría de los equipos rotativos están equipados con manguitos de desgaste reparables en la región de la empaquetadura del prensaestopas para reconocer el hecho de que la empaquetadura está diseñada para desgastar el eje en esta área. Si no se instalara un manguito reemplazable, sería necesario reemplazar o reconstruir el eje en el área desgastada. Esto sería costoso en términos de mantenimiento de repuestos o de tiempo de inactividad prolongado mientras se repara el eje.
Los ejes rotos no son infrecuentes y generalmente son causados por fatiga debido a la flexión constante del eje durante la operación.
Dilución del producto y costos energéticos asociados
El empaquetadura del prensaestopas a menudo requiere el suministro de un medio de lavado limpio al anillo de linterna. Esto se hizo originalmente para evitar la entrada de aire en un sistema bajo vacío y también se descubrió que enfriaba la empaquetadura, ya que generaba fricción contra el eje. Sin embargo, el uso de una descarga externa dará lugar a algún tipo de dilución del producto. Esta dilución puede ser aceptable para el proceso, pero si no, se pueden incurrir en costos adicionales para su eliminación en una etapa posterior. Si se bombea un líquido pero se fabrica un sólido (como en la industria papelera), existe un costo inevitable asociado con la extracción y la posibilidad de costos adicionales por el efluente y la recuperación.
Elegir el sello mecánico adecuado puede eliminar la dilución del producto, lo que da como resultado un producto más puro y de mejor calidad sin costos de eliminación adicionales.
