Efficienti e sostenibili: pretrattamento monofase, applicazione a campana rotante e forni misti IR-aria calda per Inselec

VERNICIATURA INDUSTRIALE 675-676

Flessibilità d’uso, miglioramento delle prestazioni del ciclo di pretrattamento per poter offrire un drastico miglioramento delle resistenze alla corrosione e ottimizzazione dei costi energetici del processo e minimizzazione dell’impatto ambientale, sono i capisaldi sul quale si basa il nuovo impianto di verniciatura di Inselec, azienda ecuadoriana, in collaborazione con l’impiantista Sifap Tecnologia e Chemtec Americas.

Inselec è una importante azienda di produzione di sistemi per la gestione dell’elettricità. Sediata a Quito, Ecuador, l’azienda serve il mercato ecuatoriano e quelli internazionali, grazie anche ad accordi di produzione con alcune importanti multinazionali del settore. Produce armadi elettrici per la gestione dell’energia in campo civile, industriale, oil&gas; rack per data center, e i relativi accessori per il loro allestimento, assemblaggio, guide per i cavi. Ha una gamma di produzione estesa, conosciuta anche con i marchi Beaucoup e Dexon, e realizza prodotti ad alto valore aggiunto in co-design e autonomamente, per clienti strategici.
È un’azienda storica, fondata quasi 50 anni fa come piccola azienda artigianale, oggi gestita dalla terza generazione di una famiglia imprenditoriale che ha fatto della qualità, dell’innovazione tecnologica e dell’attenzione all’ambiente e dei luoghi di lavoro la propria filosofia imprenditoriale. Progetta e produce la sua ampia gamma di prodotti rispettando i più avanzati standard internazionali e specifici per le loro differenti applicazioni. Il sistema di qualità di Inselec è certificato conforme alle norme ISO 9001 e, per quanto riguarda la gestione della salute e sicurezza sul lavoro è certificata conforme alle norme della serie ISO 45001.

Il successo dell’azienda ha convinto la proprietà a insediare un nuovo stabilimento – nell’ambito di un investimento di oltre 8 milioni di USD che riguarda sia la stessa sede che diversi processi produttivi – nel quale ha installato e messo in funzione un nuovo impianto di verniciatura che integra tecnologie di ultima generazione, con il fine di aumentare l’efficienza di questa importante fase del processo produttivo e di migliorare significativamente il suo impatto ambientale. Ne abbiamo parlato con Vicente Antonio Vásconez, in rappresentanza della nuova generazione imprenditoriale di Inselec, alla presenza di Ramiro Amores, il responsabile operativo del reparto di verniciatura, Iván Maldonado (Chemtec Americas), Ettore e Alessandro Gaffurri (Sifap Tecnología).
«La nuova linea di pretrattamento e verniciatura sostituisce una linea precedente, installata allora da mio padre con Ettore Gaffurri. Una linea che ci ha permesso di fare esperienza d’industrializzazione dei processi, che ha subito nel tempo alcune modifiche migliorative e che, infine, à arrivata al finale della sua vita, essendo le esigenze della nostra azienda cresciute in modo importante nel tempo. Dunque, arriviamo al nuovo investimento con lunga esperienza e con le idee chiare su quanto desideriamo ottenere dalla nuova linea.
Fondamentalmente sono tre gli obiettivi cha abbiamo posto come base su cui sviluppare il progetto, che abbiamo coordinato ancora una volta con Sifap Tecnología, coinvolgendo anche il fornitore del processo di pretrattamento:

1. Flessibilità d’uso. In questo caso, si tratta di un’esigenza per così dire, nuova per Inselec. A partire dall’inizio di questo decennio abbiamo deciso di affiancare alle nostre linee standard – vendute attraverso una estesa rete di distributori (a partire dalle nostre sedi di Quito, Guayaquil e Manta) – lo sviluppo di progetti strategici, ad alto valore aggiunto, progettati e prodotti su misura, in molti casi sviluppati in co-design con i clienti. Mettiamo così a frutto l’expertise di questi 50 anni d’attività nel settore, senza tuttavia perdere quella capacità di organizzare processi fortemente industrializzati che caratterizza da molti anni Inselec.
2. Miglioramento delle prestazioni del ciclo di pretrattamento e per poter offrire un drastico miglioramento delle resistenze alla corrosione dei nostri armadi, che spesso sono installati e lavorano in ambienti industriali aggressivi.
3. Ottimizzazione dei costi energetici del processo e minimizzazione dell’impatto ambientale, in particolare per quanto riguarda i consumi di acqua e la produzione di reflui, essendo la tecnologia di verniciatura, a polveri, già priva di emissioni. Si tenga conto, tra l’altro, che operiamo con un sistema di gestione ambientale conforme alle norme ISO 14.001 e abbiamo iniziato il processo di certificazione secondo ISO 50001 (sistema di gestione ai fini dell’efficienza energetica)».

«Come testimoniato dalle diverse certificazioni di conformità dei nostri sistemi di gestione – prosegue Vicente Antonio – desideriamo che Inselec sia considerata un pilastro dell’industria ecuatoriana della sostenibilità, e che ciò sia confermato nel tempo da enti indipendenti, dalle autorità, dai nostri lavoratori e, naturalmente, dal mercato.
Dunque, insieme ai nostri fornitori, abbiamo effettuato uno scouting tecnologico previo alla definizione della linea per le fasi più “critiche”:

Pretrattamento

Il precedente processo di fosfosgrassaggio produceva residui indesiderati – pur utilizzando un sistema di trattamento chimico-fisico dei reflui e, per quanto possibile, riutilizzando le acque depurate – fanghi essiccati contenenti fosfati. Dopo aver effettuato le necessarie prove, abbiamo deciso di passare a un processo completamente anidro, monofase il Toran 3 dell’italiana Chemtec, un’evoluzione della plaforizzazione, priva di COV). Il processo dà ottimi risultati sotto il profilo ambientale – non si usa acqua, non si producono reflui, lavora a temperatura ambiente – e, effetto non trascurabile, ci ha permesso di conseguire un miglioramento importante sotto il profilo delle resistenze anticorrosive; da una media di 300 ore di resistenza alla nebbia salina alle 800 ore attuali (fino a 1200 ore, in relazione al tipo di materiale utilizzato, normalmente acciaio, acciaio elettrozincato o zincato a caldo e acciaio inox). Inoltre, in particolare per materiali “difficili” come l’acciaio zincato, il processo “sigilla” la superficie con uno strato organico sottile – intorno al micron – facilitando l’operazione di verniciatura successiva».
«Si aggiungono, ai vantaggi ambientali e tecnici menzionati – interviene Ramiro Amores – l’eliminazione dei controlli chimici sul bagno, del personale addetto e dei possibili errori d’interpretazione di tali controlli, con ripercussioni nella corretta gestione di questa fase.
A seconda del carico di lavoro preleviamo un campione ogni due o tre mesi e lo inviamo a Chemtec affinché valuti il suo bilanciamento (il bagno è un’emulsione di due differenti componenti). In pratica, effettuiamo solamente un controllo di livello e uno di pulizia dei filtri del circuito di rilancio. Il bagno, infatti, non si cambia mai, si ricupera completamente anche l’eccesso dall’apposita zona di gocciolamento del tunnel, eccesso che ritorna nella vasca del prodotto. Il prodotto viene rilanciato alle rampe d’aspersione previa filtrazione, per eliminare, in particolare, eventuale truciolo metallico».
«Poiché Inselec controlla tutto il processo metalmeccanico a monte del pretrattamento – interviene Iván Maldonado – l’ipotesi di contaminazione accidentale del bagno è molto remota, dunque abbiamo la confidenza che questo bagno abbia la sola necessità di controllo dei consumi (livello) e di una pulizia ordinaria dei filtri».

Applicazione

«Il sistema precedente – riprende Vicente Antonio – prevedeva l’applicazione mediante pistole manuali. L’applicazione manuale è un lavoro ripetitivo che mette sotto sforzo prolungato il personale addetto, cosa che da un lato può generare problemi fisici, dall’altro implica una curva discendente di produttività con il passare delle ore, relazionata all’accumulo di fatica. La nuova linea utilizza una cabina automatica a recupero dell’overspray mediante ciclone, con campane rotanti montate su reciprocatori, che ci permettono, attualmente, di lasciare al ritocco (pre e post) una quota di circa il 15% della superficie complessiva. L’uso delle campane rotanti per l’applicazione permette di ottenere spessori molto omogenei e di caricare la linea in modo da ottenere sempre la sua ottimale saturazione. Abbiamo studiato un sistema d’appensione su misura, capace di presentare, in cabina, una “parete” di pezzi. Il concetto di verniciatura manuale, “pezzo per pezzo” è stato completamente superato: oggi verniciamo “metri quadrati”, quando necessario ritocchiamo, per pezzo, sono alcune aree critiche (spigoli, angoli). Per dare un’idea del miglioramento ottenuto, sotto il profilo della produttività, un lotto che con il sistema precedente occupava 16 ore della linea, con il nuovo sistema ne occupa 4».
«A proposito dell’uso delle campane invece delle pistole – interviene Alessandro Gaffurri – vorrei sottolineare qui anche un vantaggio in termini di sostenibilità: poiché riducono drasticamente i sovraspessori, ciò consente una riduzione media dei consumi di vernici di almeno il 15%. E, tra l’altro, consumano meno aria rispetto alle pistole che sostituiscono (ogni campana eroga la quantità di polvere di 2.5 pistole».
«Poichè gestiamo l’intero processo produttivo non abbiamo molti cambi di colore, che pianifichiamo con attenzione – riprende Vicente Antonio – perché effettivamente si tratta di cambi importanti: a seconda delle linee di prodotto utilizziamo un nero testurizzato caratteristico per i data center, un arancione, un bianco per le linee di prodotto strategico, un grigio chiaro per la produzione di serie. Nella pianificazione prevediamo sempre la possibilità di lasciare una finestra per eventuali urgenze, tuttavia, come detto, anche in questo caso rientrano nel lavoro di pianificazione. Stiamo comunque pensando di installare una nuova cabina statica per poter dare risposta immediata anche nel caso di richieste completamente fuori standard».

Polimerizzazione

«Il forno integra la nostra tecnologia Inframix® – interviene Alessandro Gaffurri (SIfap) – un sistema che abbiamo più che collaudato e brevettato (abbiamo più di 800 forni di questo tipo installati ad oggi) che sfrutta un sistema misto IR aria calda per avere forni molto compatti capaci di dare una risposta precisa alle curve di polimerizzazione delle polveri attualmente sul mercato. Sensorizzazione delle temperature nelle differenti sezioni del forno, dimensionamento e bilanciamento automatico delle temperature permettono l’ottimizzazione dei consumi di gas, e una loro significativa riduzione quando comparati con i consumi di un forno a convezione d’aria tradizionale. Inoltre, si tenga conto che lo spazio complessivo occupato dall’intero impianto è inferiore rispetto all’impianto precedente, pur con una capacità produttiva molto superiore».
«Il sistema di trasporto è monorotaia. In funzione della possibile evoluzione della domanda di mercato – riprende Vicente Antonio – abbiamo convenuto con l’impiantista di lasciare uno spazio sufficiente dopo il forno d’asciugatura del pretrattamento, per l’installazione di una cabina e forno di pre-polimerizzazione, nel caso di dover applicare cicli a polvere bistrato».
«La linea può lavorare fino a 2 m/min – interviene Ramiro Amores – attualmente utilizziamo velocità differenti a seconda della complessità dei pezzi, tra 1 m/min e 1.5 m/min».

«Il cambiamento tecnologico delle tre fasi, pretrattamento, applicazione e polimerizzazione – conclude Vicente Antonio – è stato funzionale agli obiettivi segnalati inizialmente.
In particolare voglio qui sottolineare l’adesione al concetto di sostenibilità del nuovo processo:

• sotto il profilo ambientale dato che elimina completamente produzione di sottoprodotti di processo, reflui acquosi, emissioni gassose, rifiuti pericolosi e permette una gestione ottimale dei consumi energetici
• sotto il profilo del lavoro, avendo eliminato le operazioni manuali ripetitive e più pregiudizievoli per gli addetti alla fase d’applicazione e manutenzione della fase di pretrattamento
• sotto il profilo economico, avendo ottenuto aumenti significativi di produttività:
  – a fronte delle drastica riduzione delle risorse utilizzate (azzeramento delle migliaia di litri d’acqua che sono necessarie nei processi di pretrattamento tradizionali; riduzione significativa delle risorse energetiche utilizzate nel pretrattamento e nella polimerizzazione polveri; ricupero e riutilizzo a ciclo chiuso delle vernici)
  – della saturazione delle diverse fasi di processo, grazie alla riprogettazione del sistema d’appensione pezzi e dell’applicazione
  – dell’ottimizzazione dei consumi delle stesse vernici in polvere che, per l’omogeneità degli spessori applicati, sono utilizzate al massimo delle loro proprietà coprenti, protettive ed estetiche
  – in tempi molto più rapidi rispetto alla situazione precedente.

Il miglioramento qualitativo e di produttività di questa fase del processo di fabbricazione di Inselec ci spinge, adesso, a ripensare anche alle fasi di trasformazione precedenti, secondo la filosofia di miglioramento continuo della nostra azienda, in modo da utilizzare al massimo delle sue capacità l’impianto di verniciatura».
«Impianto che, a sua volta, ha ulteriori margini d’ottimizzazione da utilizzare – interviene Ramiro – con il miglioramento della curva d’apprendimento degli addetti al reparto di verniciatura: Marco Gaffurri (Sifap) ha fatto un ottimo lavoro motivazionale in fase di collaudo e avvio dell’impianto, così come Rocío Alvis Cuenca (direttrice tecnica di Chemtec Americas), che ha saputo tranquillizzare gli addetti di fronte all’eliminazione delle differenti fasi che caratterizzavano il precedente processo di fosfosgrassaggio e i risciacqui successivi.
Oggi la squadra del reparto è stata liberata dalle attività più faticose e ripetitive: interviene con il ritocco solo quando necessario, la manutenzione della fase di pretrattamento è ridotta, non si producono più fanghi da raccogliere e le operazioni di manutenzione relative sono molto più semplici, il sistema applicativo facilita le operazioni di cambio colore e manutenzione delle pistole. La squadra del reparto è, quindi, impegnata in ogni momento a migliorare le procedure: per esempio, al controllo della pulizia del reparto, dell’appensione dei pezzi, alla regolazione degli spessori applicati all’interno di un intervallo stretto (60-70 µm), per ottenere dal nuovo impianto sempre di più e di miglior qualità. Impegno fondamentale capace di dare maggior valore aggiunto e che, in termini d’ottimizzazione, si aggiunge alle possibilità d’espansione previste in fase di progetto.
Infine, segnalo che l’aumento di capacità produttiva è stato spettacolare, siamo passati a lavorare da 2 turni e mezzo a un turno e non tutti i giorni della settimana. Abbiamo spostato il “collo di bottiglia” nelle fasi metalmeccaniche, e ora ci focalizzeremo in quest’area, nella prospettiva del miglioramento continuo di Inselec».