Proceso Industrial
La instalación para elaborar los casetones de “EPS”, debe ser considerada como “Planta Industrial” debido a que, en la misma se lleva a cabo un “proceso Industrial” donde se desarrollan tareas destinadas a obtener un nuevo producto partiendo desde una materia prima predeterminada.
Como es en sí conocido, los procesos industriales son actividades que se llevan a cabo para transformar materias primas y convertirlas en diferentes clases de productos. A través de un proceso industrial se procede a modificar diversas características de la materia prima, que pueden ser de naturaleza muy variada, tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o la propia estética.
En la inmensa mayoría de los casos, para la obtención de un determinado producto serán necesarias varias y sucesivas operaciones individuales. De modo que, puede denominarse proceso industrial al conjunto de operaciones que nacen desde la obtención de la materia prima y se suceden hasta la entrega de un nuevo producto elaborado para su comercialización y venta, todas las cuales se ejecutan utilizando máquinas y herramientas. En el presente caso particular la Planta Industrial a que se refiere esta memoria descriptiva lleva a cabo una sucesión de operaciones individuales concebidas para elaborar casetones de Poliestireno Expandido EPS especialmente diseñados para ser utilizados en la construcción de techos y entrepisos con viguetas de hormigón pretensado.
Casetón de Poliestireno Expandido EPS
El poliestireno expandido (EPS) es un material plástico espumado, derivado del poliestireno y utilizado en diversas industrias tales como las de elaboración de envases y contenedores, y en la industria de la construcción
Su cualidad más destacada es su higiene al no constituir sustrato nutritivo para microorganismos. No se pudre, no se enmohece ni se descompone, lo que lo convierte en un material idóneo para la presentación de productos frescos. En los supermercados aparecen con forma de bandejas en las secciones de heladería, pescadería, carnicería, frutas y verduras.
El poliestireno expandido (EPS), a la vez de ser muy liviano, es resistente a la humedad y con buena capacidad de absorción de los impactos, por lo que se lo utiliza como embalaje de productos frágiles o delicados como electrodomésticos, componentes eléctricos.
Dependiendo de las características (principalmente tamaño y forma) de un objeto de poliestireno expandido y del medio que lo rodea, la degradación puede tardar desde unos meses hasta más de 500 años. Un vaso de poliestireno expandido, expuesto a energía solar, viento, lluvia, etc. se degradará en poco tiempo, mientras que, si se encuentra enterrado en un relleno sanitario tardará mucho más, 50 años en promedio.
En la industria de la construcción el poliestireno expandido EPS se lo requiere tanto como material de aligeramiento, y también como aislante térmico en edificaciones y en obra civil, se los utiliza en fachadas, cubiertas, suelo, etc.
En la industria de la construcción son muy divulgadas las planchas de distintos grosores y densidades, así como también es habitual el uso de bovedillas de poliestireno expandido para la realización de forjados con mayor grado de aislamiento térmico.
El poliestireno, al ser un gran aislante térmico, es muy requerido en la industria de la construcción de edificios, dado que es un factor importante de ahorro de energía. Un edificio aislado adecuadamente con espuma de poliestireno puede reducir la energía utilizada para climatizarlo hasta un 40%.
El poliestireno expandido es reutilizable al 100% para cuando se procede a fabricar bloques o planchas de formatos y diseños especiales del mismo material, con la particularidad de que, su descarte es reciclable y puede ser aplicado para fabricar materias primas para otra clase de productos.
En el presente caso particular la planta industrial de la firma Raipor Aislantes S.A. tiene por objeto la fabricación de casetones de poliestireno expandido EPS, especialmente diseñados para ser aplicados en la construcción de techos y entrepisos con viguetas de hormigón pretensado. Podemos decir que el casetón (B) de EPS de la figura 1, que se elabora en esta Planta Industrial, es un elemento de poliestireno expandido de alta densidad, con una gran capacidad de aislamiento y cuya geometría permite la construcción de losas de hormigón armado.
En esta especialidad, dichos casetones han sido concebidos para complementar losas nervadas reticulares (representada con la letra “H”) tales como las de cubierta de techo y de entrepiso, resultando mucho más livianas sin sacrificar sus características estructurales y aportando ventajas térmicas adicionales, optimizando la utilización del acero en las estructuras. Como es en sí conocido, el hormigón armado (H) resulta ser sumamente eficaz para soportar los más exigentes planteos estructurales, sin embargo presenta el inconveniente del excesivo peso propio y el gran costo que ocasiona su ejecución debido a la necesidad de apuntalamientos y encofrados.
Por estas razones, en la actualidad los techos y entrepisos en general, son elaborados con viguetas (V) y elementos intermedios livianos (B), requeridos para ocupar la zona no resistente de la loza. Usualmente como elemento intermedio liviano se recurría al uso de ladrillones cerámicos, dado que son más livianos que el hormigón y buenos aislantes térmicos, sin embargo, en la actualidad están siendo reemplazados por estos casetone de EPS debido a que guardan la misma conformación estructural básica y son de 55 a 100 veces más livianos.
Esa así que el casetón de EPS resulta ideal como material estáticamente inactivo, de menor peso y mayores propiedades aislantes que el hormigón convencional, permitiendo alcanzar mayores luces y sobrecargas, reduciendo costos y tiempos de mano de obra especializada dado que de origen se elimina la necesidad de encofrados y apuntalamientos. Se destaca especialmente la ventaja de que estos casetones pueden ser fabricados en serie por lo que se asegura la calidad y uniformidad constitutiva y conformativa de los mismos.
El casetón (B) de EPS que se elabora en la Planta Raipor S.A. responde a un diseño de especial conformación para disponerse como encofrado perdido, extendiéndose entre las viguetas (V) de hormigón pretensado que son parte de la estructura resistente que integran la armadura de la losa de hormigón (H) que se requiere para la ejecución de un techo o entrepiso. Son bloques macizos y prácticamente impermeables, por lo que evita el consumo adicional de hormigón y mantiene constante la relación agua-cemento.
La Planta Industrial Raipor Aislaciones S.A. se ha especializado en la fabricación de estos casetones de particular diseño, los cuales deben ser perfectamente conformados para ocupar el espacio que se define entre viguetas (V) adyacentes confiriendo uniformidad y terminación a la cubierta, aportando una importante aislación térmica continua y uniforme, evitando puentes térmicos y confiriendo una adecuada resistencia estructural para actuar como encofrado perdido.
Se trata de casetones distinguidos porque siendo de especial diseño conformativo, presentan una muy buena terminación superficial, que es integralmente aprovechada para la conformación del cielorraso por lo que presenta ranurados longitudinales (R) de sección transversal tipo “cola de milano” para asegurar una perfecta adhesión del revoque, yeso o salpicado. Precisamente la Planta Industrial Raipor, para asegurar que dicho diseño, textura y terminación superficial sean idénticos para todos los bloques, recurre a la utilización de una sucesión de máquinas especiales capaces de asegurar un proceso industrial eficiente que garantice una gran calidad y uniformidad en todas las unidades.
Descripción del Proceso Industrial que se lleva a cabo en la Planta
El material de inicio que ingresa a la Panta Industrial Raipor Aislaciones, comprende bloques macizos de EPS (Espuma de Poliestireno Expandido) de grandes dimensiones, los cuales son almacenados en un amplio sector inicial de recepción. Cada bloque en bruto presenta medidas de 4m x 1m x 2,50 m, es de sección rectangular y se distingue por ser muy liviano, de manera que un solo operario puede manipularlo sin inconveniente alguno. Para aprovechar mejor el espacio disponible, se los dispone “de pié”, es decir con sus cuatro metros de largo proyectados hacia arriba y en contacto con sus adyacentes.
Primera Etapa (Trefilado)
Como lo representa la figura 3, el bloque bruto (Q) recibido en la planta es debidamente “trefilado” para conferirle las medidas exactas requeridas como dimensión básica necesaria para la elaboración de conjuntos de casetones conformados (B) que se elaboran. Para ello se recurre al uso de una específica máquina trefiladora (/T) a través de la cual se procede a escuadrar cada bloque bruto (Q) que ingresó a la planta.
Se entiende por trefilar a la operación de conformación en frío consistente en la reducción de la sección del elemento que se recibe para conferirle dimensiones exactas.En este caso la citada máquina trefiladora (T) rectifica la cara superior y las dos caras laterales de cada bloque en bruto (Q) que se somete al proceso, produciendo un recorte preciso para asegurar que sus medidas de ancho y alto sean exactas.
Para ello se recurre a una máquina trefiladora (T) de gran porte cuyo bastidor soporta una plataforma inferior (1) receptora, donde cada bloque (Q) se dispone con sus cuatro metros de largo extendidos en la dirección longitudinal de avance, para ser desplazado mientras atraviesa un par de “telares cortadores” (2) que se disponen transversales a la dirección y sentido de avance.
Se aclara que esta figura 3 solo muestra un telar cortador (2) con el objeto de facilitar el entendimiento de la etapa que se lleva a cabo. La máquina actualmente en uso utiliza dos telares cortadores transversalmente dispuestos. En un sector intermedio, aparecen los referidos telares cortadores (2) que comprenden respectivos bastidores (3) con forma de arco de lados rectos que se extienden transversalmente en un plano vertical.
Como se puede apreciar especialmente en la figura (F3), este bastidor también se destaca porque presenta segundos rodillos longiformes libremente giratorios extendidos, uno a continuación de otro, sobre uno de sus bordes longitudinales para facilitar el ingreso de cada bloque bruto a la plataforma de avance. Dado que cada bloque bruto (Q) es muy liviano una sola persona puede manipularlo y disponerlo extendido sobre la plataforma. Una vez posicionado, el mismo operario lo desplaza hasta disponerlo sobre una cinta transportadora (4) accionada por un motor eléctrico (M), que posee un piso plano y abrasivo, a través del cual el bloque es trasladado a velocidad uniforme mientras un par de telares transversales ejecuta el referido trabajo de trefilado (rectificación) del mismo para que quede con las medidas de ancho y alto exactas.
Esta especial máquina trefiladora utiliza dos “telares cortadores” uno que es portador de un par de hilos rectos incandescentes (5) y (6), lateralmente dispuestos y extendidos en la dirección vertical, a través de los cuales se rectifican las caras laterales verticales de cada bloque.
El otro “telar cortador” se define en un bastidor con forma de arco que se distingue por ser de inclinación regulable, el cual es portador de un hilo incandescente de corte transversal (7), que se extiende superiormente en una dirección recta y horizontal, siendo su función la de recortar simultáneamente, durante el avance, la cara superior del mismo bloque. Este telar está montado en condición de pivotante dado que, con las posiciones inclinadas que puede adoptar es posible regular la altura del recorte. Cada hilo de corte se presenta con una temperatura adecuada (mayor a 80° C y menor a 120° aproximadamente) para producir el corte preciso del material, sin dejar rebarbas y sin derretirlo ni quemarlo.
Cada bloque ya rectificado es trasladado mediante carros transportadores de especial diseño, para disponerlos en el sector de alimentación a la máquina conformadora donde se ejecuta la segunda etapa del Proceso Industrial.
Segunda Etapa: conformación definitiva
En esta etapa del proceso que se lleva a cabo en la Planta Industrial Raipor Aislaciones S.A, se recurre a una máquina especialmente diseñada para trabajar simultáneamente sobre dos bloques (Q) rectificados, los cuales se extienden sobre una cinta transportadora (8) de superficie abrasiva, especialmente instalada para producir movimientos de avance y retroceso precisos, que se coordinan con los movimientos de ascenso y descenso de un telar transversal (9) portador de los hilos de corte (10).
Se trata de una máquina de segunda etapa, de gran porte, usualmente denominada “pantógrafo” debido a que se conforman los casetones mediante un corte con “pantógrafo” computarizado a través del cual se le da el formato definitivo al casetón (B).
Cada pantógrafo utiliza una pluralidad de hilos de corte incandescentes (10) que están con la temperatura suficiente para derretir el EPS. Como es en sí conocido, el EPS se derrite a partir de los 80º C aproximadamente, de manera que estos hilos estarán a 120º aproximadamente, lo suficientemente calientes como para que no se pongan rojos, de manera que se puedan estirar o dilatar. Es un alambre especial) que cuando se calienta a dichas temperaturas no se dilata.
Estos hilos de corte (10), se extienden horizontales, paralelos entre sí y a alturas predeterminadas, debidamente montados en un bastidor cuadrangular (11) el cual produce sus movimientos comandados desde una computadora (12) que posee un “software” especialmente programado para que se elaboren los referidos casetones (B) en su formato y dimensiones exactas.
Como lo muestran las fotografías (F6), (F7) y (F8), así como las figuras 5 y 6, este pantógrafo actúa sobre dos bloques rectificados iguales (Q) que se disponen adyacentes. De esta manera el conjunto de hilos de corte (10) podrán ir conformando, simultáneamente, dos agrupaciones verticales de doce casetones (B) cada una.
En efecto, cada casetón conformado (B) es de un espesor de 12 cm, de manera que siendo que la altura del bloque trefilado (Q) alcanza a los 2,40 m, podrán elaborarse 24 bloques conformados (B) por cada etapa.
Asimismo, debido a que el ancho de cada casetón conformado (B) es de 42 cm, es posible obtener nueve en el largo de cada bloque trefiladlo (Q), lo que da un total de ciento noventa y seis casetones conformados (B) por cada par de bloques trefilados (Q) que simultáneamente se someten a tratamiento. Está capacitada para conformar esta cantidad de unidades en un tiempo de 12 minutos.
Tercera Etapa Empaque:
Del pantógrafo salen los grupos de bloques apilados (de 10 bloques) que son embolsados en bolsas laminares (13) que, con el empaque manual podrán ser cerradas mediante anudamiento, o bien mediante la incorporación de una cinta adhesiva (14) que cierra la embocadura de cada bolsa.
La planta Industrial Raipor Aislaciones S.A. posee también una máquina especialmente concebida para realizar esta etapa denominada “empaquetado” de manera totalmente automática, esquemáticamente representada con las figuras 9, 10 y 11.
Como puede verse se trata de una máquina (E) que empaqueta automáticamente grupos apilados de casetones (B), los cuales son envueltos por sus caras laterales y sellada con una línea de soldadura por calor.
La máquina (E) posee una plataforma de ingreso (15), preferentemente conformada por rodillos libremente giratorios (16) para permitir el deslizamiento de los grupos apilados de casetones (B), los cuales avanzan desplazados por el medio empujador (17) hasta que enfrentan un cabezal empaquetador (18) cuya función es la de conformar paquetes (20) (visibles en la figura 11) mediante la envoltura, debidamente ajustada, de una lamina de polietileno (19), de manara que sólo quedan libres las dos caras laterales de cada conjunto.
Cada paquete se cierra con una línea de soldadura transversal que se aplica con calor por medio de un sellador longiforme (21), quedando sin envolver las dos caras laterales de cada conjunto.
Observando especialmente los esquemas que constituyen la figura 11, se aprecia que dicha lámina envolvente se presenta como si fuera una cortina extendida en el plano vertical para enfrentar a cada conjunto de casetones que avanzan empujados para ser empaquetados.
Se trata de una máquina empaquetadora automática que se controla mediante una instalación electrónica programable, que tiene capacidad para envolver y empaquetar sobre grupos de diferentes alturas, pudiendo conformar hasta 10 paquetes por minuto aproximadamente.
Incluso se contempla que la referida lámina envolvente (19) puede llevar impresiones gráficas de propaganda o bien con explicaciones convenientes.
La operación que se lleva a la práctica con la máquina (E) que integra la Planta Industrial de Raipor Aislaciones S.A.; dicha secuencia responde a la siguiente sucesión de etapas operativas:
- El grupo de casetones (B) se desplaza tomando contacto con la lámina de polietileno (19) de manera que baja un poco la lanzadera (22) que soporta a dicha lámina, y se desplaza por el mástil de guía (23).
- El mismo grupo continúa su avance de manera que la lámina (19) va realizando su acción de envoltura, por dicha razón, la citada lanzadera (22) continúa desplazándose hacia abajo.
- Se llega a la envoltura total del grupo de casetones (B) de manera que se constituye el paquete (20). La lanzadera (22) queda en la posición inferior.
- Se produce el corte de la lámina de polietileno y la lanzadera (22) retiene el borde libre.
- La lanzadera (22) se eleva nuevamente arrastrando una nueva lámina de polietileno que se desenrolla desde la bobina (24), para disponerla en condición de iniciar un nuevo proceso.
Tratamiento del residuo – Molienda
El descarte que se genera en las etapas precedentes de trefilado de bloques y posterior conformación de los casetones, es sumamente voluminoso de manera que, de no existir una aplicación que utilice dicho descarte, directamente no sería posible elaborarlos, sobre todo porque se trata de un material de muy baja degradación. En el presente caso particular la Planta Industrial Raipor Aislaciones destina todo su descarte para abastecer a las empresas elaboradoras de hormigón ultraliviano. De lo contrario el referido descarte es tal voluminoso que no habría donde descargarlo y depositarlo, apareciendo como un factor que directamente impide la fabricación del casetón.
Para ello ha incorporado una nueva etapa en el proceso industrial, denominada “molienda” donde se elaboran perlas de poliestireno cuyo destino es el de actuar como material de relleno para la elaboración de hormigón ultraliviano. Como es en sí conocido, el hormigón liviano es muy requerido para contra pisos y cargas sobre loza, tales como aquellas que son destinadas a la elaboración de contra pisos con declive (inclinación). Estas perlas de poliestireno se mezcla con el cemento para dichas realizaciones ocupa volumen a bajo peso, sin afectar a la estructura.
Se trata de un agregado liviano para morteros y hormigones de tipo ultraliviano, con elevadas propiedades aislantes térmicas y acústicas. Este agregado confiere a la mezcla una muy buena cohesión entre perla y pasta cementicia, eliminándose incluso la necesidad de agregar arena. Las perlas no flotan ni segregan; la mezcla es fluida, estable en el tiempo y homogénea y su retracción durante el fragüe es mínima. El hormigón resultante es de propiedades físicas y mecánicas uniformes y puede ser aplicado en grandes superficies sin necesidad de realizar juntas de dilatación. Se logran hormigones de muy bajo peso propio y elevada resistencia térmica.
Para la obtención de estas perlas de poliestireno la Planta Industrial Raipor Aislaciones, combina la utilización de una máquina moledora receptora del descarte las referidas etapas precedentes, siendo su finalidad la de desgranar el material hasta que queden las perlitas (esferillas) que lo constituyen sueltas y separadas.
Para ello dicha moledora se constituye con un bastidor portador de una gran tolva receptora (16) por donde ingresa el material a granel. En correspondencia del fondo de dicha tolva (16) se disponen rodillos trituradores giratorios combinados que actúan sobre el material. Debajo de los mismos hay una zaranda que sólo permite el paso de las esferillas (perlitas) de determinado diámetro. El material desgranado es succionado por medio de una turbina (17) que lo eleva por un conducto (18) hacia un gran silo colector (19) , el cual es abierto superiormente e inferiormente presenta una manga de descarga (20) para el llenado de las bolsas de empaque (21). Dichas bolsas (21) portadoras de las perlitas a granel son las que se destinan para aquellas empresas que elaboran hormigón ultraliviano. Puede verse que se combinan silos de distintos tamaños que se utilizan en función de los requerimientos que en cada caso se presentan.