Una combinaci�n de conocimientos para desarrollar envases sostenibles a partir de celulosa

El termoformado es el m�todo m�s com�n para producir bandejas, platos y envases de pl�stico a coste bajo; sin embargo, muchos consumidores se muestran cr�ticos con el uso del pl�stico como material de envasado. La celulosa renovable, por el contrario, ofrece una s�lida alternativa, raz�n por la cual Hamer ha unido sus fuerzas con Beckhoff para desarrollar una m�quina de termoformado para pulpa de celulosa de base acuosa.

Preguntado por el factor que impuls� a Hamer a embarcarse en un proyecto tan ambicioso, Joan Ferrer, miembro del departamento el�ctrico y de software de la empresa, responde: "La preocupaci�n por el medioambiente nos llev� a desarrollar una tecnolog�a de envasado de celulosa ecol�gica y totalmente reciclable". La particularidad de esta tecnolog�a es la forma en que se seca la celulosa mediante una combinaci�n espec�fica de presi�n y temperatura. De este modo, se crean envases dimensionalmente estables con contornos claramente definidos que pueden adaptarse a las dimensiones y la forma del art�culo que contienen, por lo que son adecuados para una amplia gama de productos. "Con la termoformadora HP96 para pulpa de papel, podemos ofrecer a nuestros clientes por primera vez una alternativa sostenible a los envases de pl�stico convencionales", se�ala Joan Ferrer.

El proceso es totalmente respetuoso con el medioambiente, tanto en la extracci�n de la materia prima como en su posterior reciclado. El material de envasado es biodegradable y 100% compostable, y, gracias a su transpirabilidad, las bandejas a base de pulpa son tambi�n adecuadas para frutas y verduras. Una vez laminado, el material puede utilizarse incluso para productos que deban envasarse bajo gas inerte; puesto que la celulosa no se carga electrost�ticamente, tambi�n se puede usar para envasar productos electr�nicos con seguridad.

Hamer ha desarrollado la HP96, una termoformadora para envases sostenibles a base de celulosa reciclable.

La Hamer HP96 tambi�n ofrece numerosas ventajas en t�rminos de tecnolog�a y productividad. Con cuatro ciclos por minuto, rinde m�s del doble en comparaci�n con m�quinas equiparables del mercado, con un �rea de formado de 900 � 600 mm y una profundidad de formado de hasta 100 mm. La m�quina puede procesar hasta 300 g de celulosa CTMP (pulpa quimiot�rmomec�nica) por ciclo, lo que equivale a unos 72 kg por hora o 576 kg por turno.

Los cimientos de esta innovaci�n se sentaron hace m�s de 40 a�os, cuando la familia suiza Schiess fund� Hamer en la localidad catalana de La Granada, a principios de la d�cada de los 80. En la actualidad, esta empresa de la provincia de Barcelona cuenta con cuatro d�cadas de experiencia en el sector del envasado. Con un alto nivel de integraci�n vertical, la compa��a controla con firmeza todos los procesos, entre los que se incluyen el dise�o y la tecnolog�a de automatizaci�n. "Es as� como podemos entrar en nuevos mercados y desarrollar soluciones acordes con las necesidades actuales", confirma Joan Ferrer.

El termoformado de fibra h�meda, un proceso que Hamer ha desarrollado junto con Beckhoff, es la prueba m�s reciente de esta afirmaci�n. "El proyecto de desarrollo ha supuesto un verdadero reto t�cnico", se�ala Octavi Mart�, del equipo de ventas de la sucursal de Beckhoff en Barcelona. La relaci�n comercial entre ambas empresas ha sido muy estrecha a lo largo de todo el proyecto; adem�s, la cartera completa de automatizaci�n de Beckhoff ha despertado el inter�s del equipo de Hamer.

Los envases de celulosa son una alternativa sostenible a las bandejas de pl�stico convencionales.

El proceso comienza con la preparaci�n de las fibras, que consiste en mezclar los materiales b�sicos con agua para conseguir la consistencia necesaria. A continuaci�n, la pulpa de celulosa se transporta desde el dep�sito principal hasta la termoformadora por medio de un proceso de absorci�n al vac�o. Es en este punto en el que se crean productos moldeados en 3D de alta calidad en el molde de termoformado, con un sofisticado control de la temperatura, la presi�n, el tiempo de prensado, el vac�o y el secado en caliente. El resultado de este proceso es un envase con un alto nivel de resistencia mec�nica, junto con un acabado superficial y una forma ideales. Los materiales de producci�n sobrantes regresan directamente al ciclo de producci�n a trav�s de transportadores cerrados y circuitos de agua, a fin de reducir tanto el consumo de material como los costes de eliminaci�n.

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Las condiciones especiales del proceso exigen componentes que ofrezcan protecci�n IP65, incluidos el panel de control y los servomotores AM8700, dise�ados para la industria alimentaria y de envasado con carcasa anodizada y grado de protecci�n IP69K. Foto: � Hamer

El proyecto ha supuesto un verdadero reto no solo por el control del movimiento, sino tambi�n por la necesidad de controlar en tiempo real el consumo de energ�a de las estaciones de secado y conformado. El consumo t�pico de una HP96 es de unos 140 kWh. Los terminales de medici�n de potencia EtherCAT EL3443 se utilizan junto con los transformadores de corriente de anillo de alta precisi�n SCT3215 y SCT1111 para registrar y controlar el consumo de energ�a en tiempo real. "Observando el consumo de energ�a y potencia, podemos comprobar con facilidad si todo funciona correctamente y c�mo se comporta el consumo de energ�a en distintas condiciones de trabajo", explica Joan Ferrer.

El control preciso de las secuencias de movimiento y la regulaci�n de la temperatura son aspectos esenciales de los procesos de termoformado. Por este motivo, Hamer conf�a en el servosistema multieje AX8000 y las extensiones TwinCAT 3 para esta m�quina. Foto: � Hamer

La carcasa anodizada y el alto grado de protecci�n IP69K de los servomotores de la serie AM8700 ofrecen una protecci�n ideal contra las grandes cantidades de vapor y agua que se generan

durante el proceso. Adem�s, la tecnolog�a de cable �nico (One Cable Technology, OCT) de los servomotores tambi�n reduce el trabajo de cableado. Otros elementos clave para el responsable de desarrollo son el panel de control CP3916 con protecci�n IP65 y la HMI TwinCAT (TF2000). "Ambos permiten controlar intuitivamente todos los procesos que se ejecutan con el equipo, as� como aumentar la eficiencia y la seguridad de la termoformadora", apunta Joan Ferrer. La visualizaci�n se basa por completo en HTML5 y, por lo tanto, es independiente de la plataforma; gracias a esta caracter�stica, la HMI de Hamer est� preparada para el futuro, ya que las m�quinas se pueden manejar desde cualquier PC u otro dispositivo m�vil. La aplicaci�n de TwinCAT permite incluso extraer datos de la m�quina de distintas maneras; la programaci�n orientada a objetos facilita la reutilizaci�n del c�digo y el software de gesti�n de versiones Git tambi�n ofrece notables ventajas.

No cabe duda de que este proyecto es un importante hito para Hamer, que demuestra el papel que desempe�an la innovaci�n y la colaboraci�n en la concepci�n de soluciones �nicas y eficaces. "Estoy seguro de que nuestra colaboraci�n dar� lugar a soluciones de envasado m�s innovadoras y eficientes en el futuro", afirma Joan Ferrer con entusiasmo. "De hecho, ya hemos identificado la tecnolog�a de Beckhoff en la que tenemos puestas nuestras miras a partir de ahora: TwinCAT Vision, TwinCAT Analytics y TwinCAT Cloud Engineering".