Un rol para recordar

No muchas empresas manufactureras pueden decir que uno de los fundadores es una conocida estrella de cine. Industrias CINC de Carson City, Nevada, can. Kevin Costner, famoso en Hollywood, ayudó a que esta empresa comenzara en 1983. Sin embargo, la empresa prefiere hablar sobre el papel vital que comparten sus productos en las respuestas a situaciones críticas como los desastres ambientales. El reciente derrame de petróleo en el Golfo de México es un excelente ejemplo. Es una historia que ilustra el papel clave que desempeña la capacidad de mecanizado de la empresa en la fabricación de algunas de las centrífugas más eficientes y potentes jamás construidas.

Las máquinas herramienta involucradas son principalmente tornos grandes y tornos-fresadoras de Doosan Infracore (West Caldwell, Nueva Jersey). Además de otras piezas de trabajo de tolerancia estrecha, se utilizan para producir los rotores que representan el corazón de una centrífuga. El mecanizado de precisión garantiza que los rotores de los modelos más grandes de la empresa puedan girar a una velocidad de hasta 2500 rpm con hasta 55 galones de líquido dentro de la cámara de separación. Debido a que el mecanizado preciso da como resultado componentes que se pueden equilibrar en unos pocos gramos para una rotación prácticamente libre de vibraciones, las centrífugas funcionan de manera eficiente y confiable incluso si el fluido en el interior cambia mucho de composición. Esta versatilidad los hace ideales para aplicaciones de limpieza ambiental, como la separación del petróleo crudo del agua de mar. La importancia de esta capacidad se demostró en el Golfo de México, donde la proporción de petróleo y agua varió mucho según las condiciones en la superficie del agua de mar. Sin embargo, las centrífugas de la empresa también se utilizan en muchas otras industrias que requieren equipos de separación de líquidos efectivos y económicos. Las máquinas herramienta de CINC Industries tienen que ser precisas y eficientes para producir componentes en una variedad de tamaños y una variedad de materiales de piezas de trabajo. Por ejemplo, la empresa requiere que sus tornos realicen tanto torneado de desbaste como de precisión. Según Bret Sheldon, actual propietario y presidente, los tornos que respaldan las operaciones de fresado son particularmente valiosos. La combinación de torneado y fresado elimina las configuraciones y mejora la precisión de la pieza, preocupaciones importantes cuando se trata de piezas de trabajo grandes y pesadas. La combinación y la optimización de los procesos también ayudan a la empresa a equilibrar la producción de sus centrífugas con trabajos de mecanizado por contrato, otra parte de su negocio. Tecnología en el punto de mira El actor, productor y defensor de la tecnología Kevin Costner es, de hecho, uno de los fundadores de CINC Industries. Él y su hermano Dan formaron la empresa hace 27 años para fabricar un nuevo tipo de centrífuga basada en tecnología desarrollada por el Departamento de Energía de los EE. UU. para sus programas nucleares. En ese momento, otro desastre de derrame de petróleo estaba en las noticias:el naufragio del petrolero Exxon Valdez en Prince Williams Sound, Alaska, uno de los lugares de pesca favoritos de los Costner. Retirar el petróleo de las aguas antes prístinas del estrecho se convirtió en una preocupación urgente para ellos. Estaban ansiosos por aplicar este nuevo método de separación mecánica del petróleo del agua de mar para ayudar a salvar el estrecho. Dan era el ingeniero y gerente de taller práctico en la nueva empresa, mientras que Kevin (que tiene un título en finanzas) era el patrocinador financiero y el promotor comercial. Originalmente, la empresa estaba ubicada en
California. El éxito de las centrífugas en Alaska estableció a la empresa como un negocio viable, y su diseño innovador se adaptó posteriormente para su uso en empresas farmacéuticas, refinerías de combustible biodiésel, laboratorios relacionados con la energía y otras industrias. Sin embargo, los Costner nunca perdieron interés en la tecnología como una ventaja potencial en desastres como un derrame de petróleo. En 1995, la empresa se mudó a Carson City, Nevada. Por esa época, el Sr. Sheldon se incorporó a la empresa como gerente de operaciones de fabricación. Su experiencia fue en la fabricación e incluyó una temporada con Thiokol cuando esa empresa estaba construyendo componentes para el programa del transbordador espacial. Eventualmente compró CINC Industries en 1997, pero los Costner permanecieron involucrados como asesores y patrocinadores de tecnología. Esta participación llevó a Kevin Costner a defender el potencial de esta tecnología de separación centrífuga ante el Congreso de los EE. UU. en mayo de 2010, cuando el derrame de petróleo en el Golfo de México se desarrollaba con consecuencias catastróficas. Su testimonio atrajo mucha atención, lo que en última instancia provocó un aumento en los pedidos de la centrífuga más grande de CINC Industries. Estos se implementaron con éxito en el esfuerzo de limpieza del Golfo. Afortunadamente, el pozo con fugas fue tapado en agosto de 2010, limitando así el daño ambiental causado por este accidente. Sin embargo, la mayor preocupación por prevenir y responder a los derrames de petróleo en las operaciones de perforación en alta mar en todo el mundo ha resultado en nuevos pedidos de equipos de CINC Industries. De hecho, la empresa ha pedido máquinas herramienta adicionales para aumentar su capacidad de mecanizado. Preparando el escenario CINC Industries opera en una instalación de 61,000 pies cuadrados en un parque empresarial en las afueras de Carson City, que se encuentra en la esquina noroeste de Nevada. Emplea a unas 30 personas en sus instalaciones de fabricación. La producción de centrífugas, la línea de productos insignia de la empresa, implica una combinación de experiencia en fabricación (especialmente soldadura) y capacidad de mecanizado de precisión. Esta combinación se ejemplifica mejor en la producción de rotores, la parte de la centrífuga que gira a alta velocidad. Esta rotación hace girar el líquido contenido dentro de la cámara de separación. La fuerza centrífuga resultante hace que el petróleo más liviano por volumen se retire a la parte interna de la cámara donde se puede desviar, dejando solo agua limpia. El diseño inusual del rotor y la cámara en las centrífugas de CINC Industries les permite eliminar más del 99 por ciento del aceite del agua contaminada entrante. El agua que sale de las centrífugas está lo suficientemente limpia como para regresar directamente al océano, mientras que el aceite se puede recolectar para su eventual refinación. La mayoría de los rotores se fabrican a partir de una variedad de piezas fundidas que se sueldan entre sí y luego se mecanizan. Un rotor típico requiere alrededor de 15 operaciones separadas de soldadura y maquinado. El torneado es la operación de mecanizado más importante porque es ideal para crear geometría que debe ser uniformemente simétrica alrededor de una línea central. Qué tan bien se pueden girar estas piezas en las máquinas herramienta de CINC determina directamente qué tan bien funcionan en la centrífuga. Papel de liderazgo de Turning CINC Industries confía en dos centros de torneado CNC para su gran capacidad de torneado de rotores:un Doosan Puma 400 LMB y un Puma 700. Los rotores para el modelo de centrífuga más grande se producen en el Puma 400 LMB. Esta máquina de 50 hp puede tornear piezas de hasta 22 pulgadas de diámetro y 80 pulgadas entre centros. Según el Sr. Sheldon, la capacidad de fresado de la máquina le permite combinar operaciones en una sola configuración. Por ejemplo, la carrera larga del eje C es especialmente útil para alcanzar funciones que, de otro modo, requerirían una configuración compleja en una fresadora. Más importante aún, la eliminación de configuraciones adicionales da como resultado un rotor terminado con mayor precisión. La precisión es fundamental porque afecta el equilibrio del rotor, lo que determina su capacidad para girar a alta velocidad con poca vibración. Se necesita una alta velocidad de rotación para separar grandes volúmenes de líquidos mezclados de manera eficiente. Al mismo tiempo, la baja vibración evita que los cojinetes de la centrífuga se desgasten excesivamente y aumenten los costos de operación y mantenimiento. Muchos de estos rotores son grandes y pesados. Para poner esto en perspectiva, el Sr. Sheldon señala que el rotor de acero inoxidable del modelo V-20, que puede manejar 200 galones por minuto, presenta un rotor de aproximadamente 800 libras que mide 20 pulgadas de diámetro. El líquido contenido dentro de la cámara de separación puede pesar hasta 400 libras. Al equilibrar el rotor dentro de los 3 gramos o menos, la centrífuga puede funcionar prácticamente sin vibraciones a 2500 rpm. Si bien la Puma 400 LMB permite que el taller consolide una serie de operaciones de torneado y fresado, los rotores de acero inoxidable deben quitarse para someterse a un tratamiento térmico antes de devolverlos a esta máquina para terminar el torneado. “Esta máquina tiene el torque y la rigidez para manejar las operaciones de torneado de desbaste, así como la precisión para el torneado de acabado”, dice el Sr. Sheldon. Además de rotores de acero inoxidable, CINC también produce modelos Hastelloy para aplicaciones en la industria farmacéutica. Aunque estos rotores no son los más grandes que produce la empresa, el material resistente de la pieza de trabajo requiere una máquina con mayor potencia y par. Aquí es donde encaja bien el modelo Puma 700. Esta máquina tiene un motor de husillo de 60 hp y puede acomodar piezas de trabajo de hasta 65 pulgadas con diámetros de hasta 35,5 pulgadas. Esta máquina es capaz de realizar los cortes pesados ​​necesarios para mecanizar Hastelloy, que tiende a endurecerse cuando se somete a cortes ligeros. Según el Sr. Sheldon, las máquinas Doosan han demostrado ser caballos de batalla confiables que tienen tolerancias estrictas. Él atribuye esto al tamaño y peso de sus camas de hierro fundido Meehanite. Las camas cuentan con una construcción de tubo de torsión, lo que significa que están construidas alrededor de un cilindro de hierro fundido. La forma cilíndrica es naturalmente resistente a la flexión, lo que mejora la rigidez general de la máquina. La construcción en caja de las vías de los ejes también mantiene la máquina rígida, especialmente bajo la carga de corte a máxima potencia. Estas características permiten que el taller mantenga la precisión a pesar del gran tamaño de las piezas. “Producimos rutinariamente superficies de apoyo del rotor en estas máquinas de ±0,0002 o 0,0003 pulgadas, según el tamaño del rotor”, dice el Sr. Sheldon. No es una obra de un acto La máquina más nueva del taller es un Doosan Puma VT1100, un torno de torneado vertical. Esta máquina admite piezas de trabajo de hasta 45 pulgadas de diámetro y 40 pulgadas de alto. Cuenta con un motor de eje que tiene una potencia nominal de 60 hp (continuos) y 75 hp (ciclo de servicio pesado de 30 minutos). Además de darle al taller otro recurso para tornear piezas grandes, también respaldará la producción de una centrífuga modelo V-40 que CINC Industries está desarrollando. Este modelo procesará volúmenes de líquido aún mayores y proporcionará tasas de separación aún más altas que el modelo actual más grande. Los rotores para el V-40 medirán 40 pulgadas de diámetro. Debido a que CINC Industries contrata el mecanizado además de producir su línea de centrífugas, contar con una gama de grandes centros de torneado y tornos-fresadoras permite a la empresa atraer empleos de clientes en las industrias de energía nuclear, turbinas eólicas y otras, dice el Sr. Sheldon. Esta estrategia de diversificación ha servido bien a la empresa durante la reciente recesión. Sin embargo, la empresa tiene la intención de mantener su enfoque en su línea de centrífugas. Aunque el derrame de petróleo del Golfo ya no está en los titulares, los esfuerzos de limpieza aún están en marcha. Además, las empresas que avanzan hacia la fabricación sostenible y la tecnología verde están cada vez más interesadas en las operaciones de descarga cero. Esta tendencia, cree el Sr. Sheldon, creará nuevas aplicaciones para la separación de líquidos de alta eficiencia para el reciclaje.