¿Qué factores determinan el coste total de propiedad (TCO) de un mezclador industrial a lo largo de 10 años?
Los costes totales de explotación de un mezclador industrial, también denominados coste total de propiedad o TCO, abarcan mucho más que el precio de compra. Tienen en cuenta todos los costes desde la planificación, la adquisición y la puesta en marcha, pasando por el funcionamiento continuo, hasta la modernización, el desmantelamiento y el posible valor residual. Un análisis de TCO fiable combina los costes de inversión con los costes corrientes, así como los costes indirectos derivados de paradas, pérdidas de producto o requisitos normativos.
Adquisición e integración
Entre los costes iniciales se encuentran el precio de compra del mezclador, así como los costes del accionamiento, el control, la sensórica, los dispositivos de seguridad y la periferia necesaria. A ello se suman el transporte, la instalación, el montaje, la instalación eléctrica, la puesta en marcha y la recepción. Dependiendo de la instalación, surgen gastos adicionales de ingeniería, gestión de proyecto e integración en las líneas de proceso, controles o sistemas de control existentes.
Las ejecuciones especiales pueden aumentar la inversión. A ellas pertenecen, por ejemplo, los diseños conforme a ATEX, las construcciones resistentes a la presión o al vacío, las construcciones higiénicas, las superficies especiales, los sistemas de junta particulares o los materiales resistentes a la corrosión como el dúplex, el Hastelloy o el titanio. Sin embargo, unos costes de adquisición más elevados pueden ser económicamente razonables si reducen a largo plazo el mantenimiento, las pérdidas de producto, el esfuerzo de limpieza o los riesgos de parada.
Energía y equipos auxiliares
El consumo de energía es un factor importante del TCO, pero no en todas las tareas de mezclado es la mayor partida de costes. Son relevantes el consumo de potencia del mezclador, el tiempo de mezclado, el rendimiento del motor y del reductor, así como la utilización de la instalación. Especialmente significativa es la energía por lote, por kilogramo o por tonelada de producto en condiciones de proceso comparables.
En las instalaciones calefactadas, refrigeradas, de funcionamiento al vacío o inertizadas, los equipos auxiliares pueden tener una proporción considerable de la necesidad total de energía. A ellos pertenecen los sistemas de calefacción y refrigeración, las bombas de vacío, los condensadores, los filtros, el suministro de aire comprimido y el suministro de gas inerte. Por ello, la evaluación debería considerar todo el proceso y no solo la potencia eléctrica del accionamiento de mezclado.
Mantenimiento, repuestos y consumibles
Entre los costes corrientes se encuentran el mantenimiento preventivo, las inspecciones, las reparaciones, los repuestos y los servicios externos. Los componentes especialmente relevantes son, según el tipo constructivo, las juntas de eje, los cojinetes, los reductores, las herramientas de mezclado, los revestimientos, los órganos de salida y los sensores. Su desgaste influye no solo en los costes directos de repuestos, sino también en la disponibilidad de la instalación.
Además surgen costes recurrentes por lubricantes, medios de bloqueo, aceites hidráulicos, productos de limpieza, agua de proceso, elementos filtrantes y, en su caso, gases inertes. En productos abrasivos, corrosivos, tóxicos o de alta pureza, estas partidas pueden pesar especialmente. El Condition Monitoring puede ayudar a vigilar de forma más específica los componentes críticos y a planificar mejor los mantenimientos. Sin embargo, no sustituye la inspección periódica y la evaluación técnica.
Limpieza, cambio de producto y pérdidas de producto
La limpieza y el reequipamiento suelen ser factores de coste importantes en las instalaciones multiproducto. Especialmente en las industrias alimentaria, farmacéutica y de química fina, la limpieza en seco, la limpieza en húmedo, el CIP, el WIP, el secado, la analítica de liberación y la documentación pueden ocasionar un esfuerzo considerable de tiempo y recursos.
Una buena limpiabilidad, unas geometrías con pocos espacios muertos, unas superficies adecuadas y un vaciado residual extenso reducen las pérdidas de producto y acortan los tiempos de cambio. El beneficio económico es especialmente elevado con materias primas caras, lotes pequeños, cambios frecuentes de receta o exigencias elevadas en la evitación de la contaminación cruzada.
Costes de parada y disponibilidad de la instalación
Las paradas no planificadas suelen ocasionar altos costes indirectos. Además de la reparación, se producen pérdida de producción, tiempos de espera del personal, retrasos en las entregas, pérdidas de lote y, en su caso, retrabajo. La magnitud de estos costes depende de la posición del mezclador dentro de la cadena de proceso. Si el mezclador es un cuello de botella o forma parte de una instalación de funcionamiento continuo, incluso una parada corta puede tener consecuencias considerables.
Para la evaluación resultan útiles indicadores como el tiempo medio entre fallos y el tiempo medio de reparación. También es decisivo lo rápido que estén disponibles los repuestos, si el personal de servicio puede desplegarse a corto plazo y si la planta dispone de suficientes ventanas de mantenimiento planificadas. Una elevada fiabilidad del proceso y una calidad de mezcla reproducible reducen el riesgo de rechazo, retrabajo y pérdidas de materia prima.
Personal, formación y organización
Al TCO pertenecen también los costes de manejo, limpieza, formación, mantenimiento interno y proveedores de servicios externos. Las instalaciones complejas con muchas intervenciones manuales, reequipamientos frecuentes o exigencias elevadas de documentación generan más gasto de personal. La automatización, unos conceptos de manejo claros y unos componentes bien accesibles pueden reducir este esfuerzo.
Cumplimiento normativo, cualificación y documentación
En los sectores regulados surgen costes adicionales de documentación técnica, cualificación, validación, calibración, comprobaciones periódicas y auditorías. Según el sector, pueden ser relevantes los requisitos de GMP, ATEX, la normativa de equipos a presión, la ingeniería mecánica, las disposiciones de higiene o los sistemas de calidad específicos del cliente.
También los cambios en el software de control, en la gestión de formulaciones o en el registro de datos pueden requerir un proceso documentado de control de cambios. Estos esfuerzos deberían tenerse en cuenta ya en la fase de adquisición, especialmente cuando la instalación se opera en un entorno validado o crítico para la seguridad.
Modernización, desmantelamiento y valor residual
En un plazo de diez años pueden llegar a ser necesarias modernizaciones. Ejemplos típicos son las actualizaciones de control, las adaptaciones a nuevos requisitos de seguridad, la sustitución de componentes que ya no están disponibles, las modificaciones para nuevos productos o los reequipamientos para la automatización. Una instalación de estructura modular y bien documentada facilita este tipo de adaptaciones.
Al final de la vida útil pueden surgir costes de desmontaje, descontaminación, limpieza y eliminación. Frente a ello se encuentran posibles valores residuales por reventa, reutilización de componentes o el valor material de aleaciones de alto grado.
Un cálculo de TCO fiable debería comparar varios escenarios. A ellos pertenecen distintas utilizaciones, precios de la energía, intervalos de mantenimiento, riesgos de parada, valores de producto y supuestos de valor residual. El precio de compra es en ello solo una partida. La planta de mezclado económicamente mejor suele ser la que, a lo largo de toda su vida útil, permite una alta disponibilidad, unas pérdidas de producto reducidas, unos tiempos de cambio cortos y unos costes de mantenimiento planificables.
Así evalúa amixon® la eficiencia energética, el TCO y la amortización de un mezclador industrial
La rentabilidad de un mezclador industrial no se decide únicamente en el precio de compra. Son determinantes los costes y las pérdidas a lo largo de toda la vida útil prevista. A ello pertenecen la inversión y la integración, la energía, las pérdidas de producto, los tiempos de limpieza y de cambio, el mantenimiento, los repuestos, los riesgos de parada, el gasto de personal, el aseguramiento de la calidad, así como las posibles modernizaciones.
Por ello, amixon® considera el coste total de propiedad como la interacción entre el rendimiento del proceso, la disponibilidad de la instalación y la utilización a largo plazo. En el centro se encuentran, en particular, factores que pueden influenciarse desde el punto de vista constructivo y de la ingeniería de procesos: un aporte de energía adaptado al producto, unos tiempos de mezclado y de descarga cortos, un vaciado residual extenso, una buena limpiabilidad, unas tasas de desgaste reducidas y una disponibilidad de repuestos a largo plazo.
La solución económicamente mejor no es necesariamente la instalación con el precio de compra más bajo o la menor potencia de motor instalada. Lo decisivo es si la planta de mezclado trabaja de forma reproducible durante muchos años, limita las pérdidas de producto, permite tiempos de cambio cortos y genera unos costes de explotación y de mantenimiento planificables.
Consumo de energía adaptado a la tarea de mezclado
Los datos generales sobre el consumo de energía por tonelada de producto tienen una validez solo limitada en los mezcladores industriales. La necesidad real de energía depende de la receta, el tamaño de lote, el grado de llenado, el tiempo de mezclado, las propiedades del producto, la temperatura, la viscosidad y el aporte de energía requerido.
Los mezcladores amixon® trabajan, según el tipo constructivo y la tarea de mezclado, con velocidades periféricas bajas. El funcionamiento a baja velocidad puede reducir la fricción, la solicitación por impacto y las cargas dinámicas. En polvos sensibles o de libre fluidez, una recirculación de producto a gran escala puede alcanzar la calidad de mezcla exigida con un aporte de energía comparativamente reducido.
En ello, no prevalece una potencia lo más baja posible, sino el aporte de potencia adecuado a la tarea de mezclado. Muy poca energía puede provocar una homogeneidad insuficiente. Demasiada energía puede dañar las partículas, aumentar la temperatura del producto e incrementar innecesariamente el consumo de energía. Por ello, la tarea de mezclado debe cumplirse de forma reproducible con el aporte de energía técnicamente razonable más bajo.
El silo mezclador Gyraton® GM está diseñado para lotes de gran volumen de hasta unos 100 metros cúbicos. Su principio de mezclado permite la homogeneización de grandes cantidades de producto con una potencia de accionamiento instalada comparativamente baja. Con ello, la necesidad de energía por lote puede limitarse especialmente en grandes cantidades de material a granel de libre fluidez. El consumo específico de energía real se evalúa con el producto concreto, el grado de llenado previsto y el tiempo de mezclado necesario.
Pérdida de producto, vaciado residual y tiempos de cambio
En materias primas de alto valor, lotes pequeños o cambios frecuentes de receta, las pérdidas de producto y los tiempos de limpieza suelen ser factores esenciales del TCO. Cada cantidad residual en el mezclador no solo provoca una pérdida de valor directa. También puede prolongar la limpieza, dificultar la liberación de un lote siguiente y aumentar el riesgo de contaminaciones cruzadas.
Las series amixon® AM y KS están diseñadas para un vaciado residual extenso. Las herramientas de descarga ComDisc® apoyan el vaciado del producto residual de la cámara de mezclado. Sin embargo, el grado de vaciado concreto alcanzable siempre depende del producto. La humedad, la forma de las partículas, la cohesión, el peso a granel, la abrasividad y la tendencia a la adherencia influyen notablemente en la cantidad residual.
Un vaciado residual extenso puede ser económicamente relevante especialmente en polvos de alto valor, principios activos, aditivos o recetas con lotes pequeños. La capacidad de vaciado concreta debería evaluarse con el producto original en el marco de un ensayo.
Las cámaras de mezclado con pocos espacios muertos, unos órganos de salida adaptados al producto y una buena accesibilidad de las superficies en contacto con el producto simplifican la limpieza en seco o en húmedo. Con ello pueden reducirse los tiempos de cambio y aumentar el tiempo de instalación aprovechable de forma productiva. Esto puede repercutir positivamente en la OEE, el rendimiento, el gasto de personal y la rentabilidad global.
Mantenimiento, disponibilidad y vida útil
La técnica de mezclado de amixon® está diseñada para construcciones robustas, cargas dinámicas reducidas y una buena accesibilidad para la inspección y la limpieza. El órgano mezclador está apoyado exclusivamente en la parte superior. Con ello puede eliminarse un paso de eje inferior en contacto con el producto. Esto reduce una zona potencialmente exigente en mantenimiento dentro de la cámara de mezclado.
La combinación de un funcionamiento a baja velocidad, una construcción de bajo desgaste y una documentación de diseño disponible a largo plazo puede reducir el esfuerzo de mantenimiento y los riesgos de repuestos. Determinadas piezas de desgaste pueden suministrarse ya con la primera entrega. El almacenamiento específico de componentes críticos ayuda a limitar los tiempos de parada no planificados.
En caso de modernizaciones, modificaciones o necesidad de repuestos, el diseño, la fabricación y el servicio de amixon® apoyan la utilización a largo plazo de la instalación. La soberanía propia sobre los planos y la fabricación facilita la identificación de los componentes, así como su evaluación y, en su caso, su refabricación.
Datos fiables en lugar de valores de catálogo generales
La evaluación económica de una planta de mezclado debería basarse en datos de proceso medidos. En el centro de ensayos de amixon® se investigan las tareas de mezclado con el producto original. En ello pueden evaluarse el tiempo de mezclado, el consumo de energía, la capacidad de vaciado, la protección del producto, el esfuerzo de limpieza, los tiempos de cambio y la reproducibilidad.
En el centro de ensayos de amixon® en la sede de Paderborn hay disponibles más de 30 instalaciones de prueba de distintos tamaños. Adicionalmente existen centros de ensayos en Japón, India, Tailandia, China, Corea del Sur y los Estados Unidos. Los ensayos se realizan con grados de llenado y tamaños de lote realistas, así como con las condiciones de temperatura y de presión previstas.
Los resultados se documentan y constituyen una base para la selección del tamaño constructivo, la fijación de los parámetros de proceso y el cálculo de rentabilidad. La transferencia al tamaño constructivo de destino se realiza sobre la base de la respectiva tarea de mezclado y debería asegurarse mediante ensayos adecuados en el caso de procesos críticos.
El TCO como proceso global
amixon® no evalúa la eficiencia energética de forma aislada como el consumo eléctrico del accionamiento. Lo decisivo es el proceso global compuesto por el tiempo de mezclado, el aporte de energía, la pérdida de producto, el vaciado residual, la limpieza, el mantenimiento, el suministro de repuestos, la disponibilidad de la instalación y la utilización a largo plazo.
Una planta de mezclado amixon® puede desplegar especialmente sus ventajas económicas cuando se procesan productos de alto valor, los cambios de producto son frecuentes, las cantidades residuales son críticas o se esperan vidas útiles largas. La base para un cálculo fiable de TCO, ROI y amortización no son valores de catálogo generales, sino datos de ensayo documentados con el producto original y condiciones de proceso realistas.