En la industria aeronáutica, la precisión y la calidad de las piezas de los motores son de suma importancia. Un secado uniforme es especialmente crucial en el proceso de galvanoplastia de estos componentes. La integración de la tecnología de secado con bomba de calor ofrece una solución muy eficaz que no sólo reduce los tiempos de secado, sino que también optimiza las temperaturas y permite un importante ahorro de energía al mismo tiempo.
Secado orientado al futuro para la producción de motores
En vista de los elevados requisitos de la producción de motores, las empresas líderes de la industria aeronáutica confían en tecnologías avanzadas y fiables. MTU Aero Engines, el principal fabricante alemán de motores de Múnich, no es una excepción. MTU está especializada en la producción de componentes de motores para fabricantes de renombre como Pratt & Whitney y GE Aerospace. La empresa requiere un secado eficaz y fiable para la producción de piezas de motor. Sin embargo, el proceso de secado de estas geometrías complejas debe minimizar el consumo de energía, las temperaturas y la carga térmica de las piezas del motor. La sostenibilidad es también una de las principales prioridades de MTU. Para cumplir todos estos requisitos, MTU colabora desde hace años con el fabricante de sistemas de secado Harter de Stiefenhofen, en la región de Allgäu.
El secado con bomba de calor como clave para aumentar la eficiencia
Josef Linska, ingeniero de procesos químicos y galvánicos de MTU, conoció el innovador proceso de secado por bomba de calor en una presentación de Reinhold Specht, socio gerente de Harter, en la Sociedad Alemana deGalvanoplastiay Tecnología de Superficies (DGO). Desde entonces, MTU confía exclusivamente en las soluciones de secado de Harter.
Antes de la realización definitiva en la producción, Harter llevó a cabo amplias series de pruebas con las piezas del motor en el propio centro técnico de la empresa. A continuación se realizaron otras pruebas en estrecha colaboración con MTU en el centro técnico de Harter. El objetivo de estas pruebas era garantizar la optimización de los parámetros de secado y adaptar la tecnología a los requisitos específicos de MTU.
El centro técnico de Harter dispone de varios secadores en los que se prueban y determinan parámetros relevantes como el tiempo, la temperatura, la humedad, la velocidad del aire y el caudal de aire. El objetivo de MTU era conseguir un secado suave y uniforme a una temperatura máxima de 70 °C. En las pruebas, Harter pudo incluso superar las expectativas de MTU. Incluso a 50 °C, las piezas del motor se secaron completamente después de sólo diez minutos (Fig. 1).
Estas pruebas confirmaron que la tecnología de bomba de calor de Harter no sólo optimiza las temperaturas y reduce drásticamente el consumo de energía, sino que también acorta considerablemente los tiempos de secado.
Secado avanzado con bomba de calor para geometrías complejas
Harter ya ha instalado varios secaderos de cremallera en las líneas de galvanizado de MTU. Ahora se ha añadido otro secadero de cremallera para aumentar aún más la capacidad. Los secaderos de bastidores de Harter están equipados con una bomba de calor que ahorra energía. El proceso de secado funciona sin aire de escape. Esto significa que el aire de proceso no se expulsa al exterior. En su lugar, circula continuamente por el sistema, lo que reduce significativamente el consumo de energía y protege el medio ambiente al mismo tiempo. Además, los secadores de Harter ofrecen un flujo de aire especialmente personalizado que se adapta con precisión a las propiedades de las piezas del motor. "La geometría de nuestras piezas plantea un reto especial, ya que tienen esquinas estrechas y rebajes", explica Linska. "El flujo de aire preciso garantiza que incluso las piezas más difíciles se sequen de forma uniforme y rápida, sin acumulación de humedad ni resultados de secado desiguales", explica Specht. Esta tecnología cumple los elevados estándares que MTU exige para sus piezas de motor y contribuye de forma significativa a la eficiencia y sostenibilidad de la producción.
Fig. 2: El secado con bomba de calor puede ahorrar costes operativos del 60 % y más
Secado de lodos con tecnología de bomba de calor
MTU también ha optado por otro proyecto innovador en el campo del tratamiento de aguas residuales. También en este caso, la empresa utiliza la tecnología de secado con bomba de calor de Harter para procesar eficientemente los lodos previamente deshidratados. Esto supone un ahorro considerable en costes de eliminación y transporte para los operadores (Fig. 2). Después de la deshidratación mecánica, el lodo todavía tiene un contenido de agua del 60 - 70 %. Gracias a la tecnología de bombas de calor de Harter, MTU puede reducir considerablemente el contenido de agua de los lodos. En el futuro, en MTU se secará una tonelada de lodos. El concepto desarrollado por Harter prevé el secado de los lodos directamente bajo el sistema de deshidratación mecánica. Allí se instalarán contenedores de secado especiales en los que se secarán los lodos. También en este caso, todo el proceso tiene lugar en un sistema hermético y sin gases de escape. A continuación, el lodo seco se transporta mediante un transportador de tornillo a la estación de llenado, donde se introduce de forma totalmente automática y sin polvo en grandes sacos. Este proceso no sólo garantiza un notable ahorro de costes para MTU, sino también una optimización sostenible y eficiente de todo el proceso de secado de lodos (Fig. 3).
Fig. 3: Los lodos caen desde los filtros prensa de dos cámaras a los contenedores de secado situados debajo. Desde allí, los lodos secos se transportan automáticamente a través de un sistema de cintas transportadoras a los big bags de la estación de vaciado. A la derecha de la imagen se encuentra el módulo de deshumidificación para preparar el aire de proceso necesario.
Secado eficaz de componentes mediante tecnología de bomba de calor
"El enfoque físico alternativo que Harter persigue con su bomba de calor nos fascinó desde el principio", explica Linska. "Esta tecnología era algo completamente nuevo para nosotros en aquel momento". El éxito del sistema se basa en dos pilares fundamentales.
El primero es la deshumidificación del aire. Harter utiliza aire de proceso altamente deshumidificado. Este aire extremadamente seco y, por tanto, no saturado, pasa por encima de las piezas a secar o a través de los lodos del secador. El módulo de la bomba de calor conectado al secador trata el aire de proceso y también es responsable del proceso de condensación. El secador y el módulo están conectados entre sí mediante tuberías aisladas. El circuito está cerrado en términos de aire y energía.
Por otro lado, la conducción del aire es igual de importante. Specht explica: "El aire siempre se mueve por el camino de menor resistencia. Por tanto, debe ser guiado con precisión hasta los componentes o de forma homogénea a través del lodo para que absorba la humedad allí presente de forma rápida y eficaz." Para los componentes de geometría exigente, Harter también utiliza una técnica de soplado sin aire comprimido en casos especialmente difíciles. De este modo se elimina el agua incluso de las zonas de difícil acceso. El soplado actúa como paso preparatorio o medida de apoyo para el secado, pero no lo sustituye.
Los secadores Harter con tecnología de bomba de calor fueron reconocidos por el Estado como tecnología sostenible ya en 2017. Desde entonces, los clientes se han beneficiado de subvenciones estatales para esta solución energéticamente eficiente. MTU también aprovechó estas subvenciones.
Una colaboración exitosa desde hace mucho tiempo
"Estamos muy satisfechos con las soluciones que siempre nos ha suministrado Harter", subraya Linska. "Los secadores no sólo han mejorado nuestra eficiencia de producción, sino que también han contribuido a reducir nuestros costes energéticos. Además, con nuestros sistemas de secado disponemos ahora de una solución respetuosa con el medio ambiente que encaja perfectamente en nuestro concepto de sostenibilidad." Specht también valora positivamente la larga colaboración. "MTU es un cliente importante para nosotros. Estamos orgullosos de haber desarrollado soluciones a medida que cumplen tanto los requisitos técnicos como las especificaciones medioambientales", explicó.
