Capacidad de una línea de pintura en polvo: ¿cuántas piezas por hora?
La capacidad horaria de una línea de pintura en polvo no se escoge de un catálogo: se calcula a partir de la velocidad del transportador, el paso entre colgadores y las piezas por colgador. La fórmula, ejemplos resueltos para tres tamaños de pieza, el techo que impone la longitud del horno y dónde aparece realmente el cuello de botella.
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La capacidad horaria de una línea de pintura en polvo no es una cifra que se elija de un catálogo: se calcula a partir de tres datos: la velocidad del transportador, el paso entre colgadores y el número de piezas que se cuelgan en cada colgador. La fórmula es:
Piezas por hora = (velocidad del transportador × 60) ÷ paso entre colgadores × piezas por colgador
Fabricamos transportadores que trabajan entre 1 y 6 m/min. A 3 m/min, con 0,5 m de paso entre colgadores y 4 piezas por colgador, la línea mueve 360 colgadores a la hora y entrega 1.440 piezas/hora. Ponga en esa misma línea una pieza mayor, de la que solo quepa una por colgador, y a la misma velocidad la capacidad cae a 360 piezas/hora. La línea no ha cambiado: ha cambiado la pieza.
Por eso la única respuesta honesta a «¿cuántas piezas por hora hace su línea?» es «díganos cómo es su pieza».
La fórmula de capacidad y la tabla velocidad–paso
La primera mitad de la fórmula es la capacidad de transporte de la línea, y es independiente de la pieza: ¿cuántos colgadores pasan por hora?
| Velocidad del transportador | Paso entre colgadores | Colgadores/hora | 1 pieza/colgador | 4 piezas/colgador | 12 piezas/colgador |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 m/min | 0,4 m | 150 | 150 | 600 | 1.800 |
| 2 m/min | 0,4 m | 300 | 300 | 1.200 | 3.600 |
| 2 m/min | 0,3 m | 400 | 400 | 1.600 | 4.800 |
| 3 m/min | 0,5 m | 360 | 360 | 1.440 | 4.320 |
| 4 m/min | 0,5 m | 480 | 480 | 1.920 | 5.760 |
| 4 m/min | 0,8 m | 300 | 300 | 1.200 | 3.600 |
| 5 m/min | 0,6 m | 500 | 500 | 2.000 | 6.000 |
| 6 m/min | 0,6 m | 600 | 600 | 2.400 | 7.200 |
La primera lección de esa tabla: acortar el paso entre colgadores hace el mismo trabajo que subir la velocidad, y lo hace sin alargar el horno. Pasar de 0,5 m a 0,3 m sube la capacidad un 66%. El límite es que cada pieza debe seguir recibiendo campo electrostático suficiente sin quedar apantallada por la vecina; si se aprieta demasiado el colgado, la uniformidad de capa en la cabina de pintura se rompe.
Ejemplos resueltos para tres tamaños de pieza
La misma línea da tres cifras distintas en tres trabajos distintos. Los tres son escenarios reales de instalación:
| Escenario | Pieza | Paso entre colgadores | Piezas/colgador | Velocidad | Colgadores/hora | Capacidad |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Pieza pequeña | Bisagra, escuadra, herraje (150 mm) | 0,3 m | 12 | 2 m/min | 400 | 4.800 piezas/hora |
| Pieza media | Panel de chapa, estante, carcasa (600 mm) | 0,5 m | 4 | 3 m/min | 360 | 1.440 piezas/hora |
| Pieza grande | Hoja de puerta, bastidor (1.500 mm) | 0,8 m | 2 | 4 m/min | 300 | 600 piezas/hora |
Fíjese en lo que dice esa tabla: el escenario que produce la capacidad más alta es el que mueve el transportador más despacio. En una línea de pieza pequeña, la capacidad viene de la densidad de colgado, no de la velocidad. En una línea de pieza grande puede abrir la velocidad al máximo y el paso entre colgadores seguirá tirando hacia abajo.
Esas tres filas explican también el error más habitual al elegir línea: el comprador ve «5.000 piezas/hora», compra una línea para una pieza de tamaño medio y acaba en 1.400. La cifra no era falsa: la pieza es otra.
¿De dónde sale el rango de 500 a 5.000 piezas/hora de las líneas túnel?
Los dos extremos del rango de 500 a 5.000 piezas/hora que damos para nuestras líneas túnel están en la tabla anterior. El extremo bajo es el escenario de pieza grande: paso amplio entre colgadores, una o dos piezas por colgador. El extremo alto es el de pieza pequeña: paso corto, diez o doce piezas por colgador. La misma línea mecánica, el mismo transportador, el mismo horno.
Es decir, el rango describe el espectro de piezas, no la potencia de la línea. Dónde cae su cifra dentro de él lo deciden el tamaño de su pieza y su disposición de colgado. Cómo se distribuye la línea y cuánta superficie necesita es otra cuestión: superficie y distribución en planta.
¿Cómo limita el tiempo de horno la capacidad?
Hasta aquí hemos calculado la capacidad de transporte de la línea. Ahora llega lo que fija el techo. El polvo no polimeriza por temperatura, sino por temperatura × tiempo. La pieza tiene que permanecer en el horno el tiempo que necesite mientras el transportador sigue avanzando. El resultado es un producto sencillo:
Longitud de zona caliente del horno = tiempo de polimerización × velocidad del transportador
| Velocidad del transportador | 10 min de polimerización | 15 min | 20 min |
|---|---|---|---|
| 1 m/min | 10 m | 15 m | 20 m |
| 2 m/min | 20 m | 30 m | 40 m |
| 3 m/min | 30 m | 45 m | 60 m |
| 4 m/min | 40 m | 60 m | 80 m |
| 6 m/min | 60 m | 90 m | 120 m |
Esta tabla contiene el dato más caro de todo el cálculo: duplicar la velocidad significa duplicar el horno. Y el horno de polimerización es el tramo más largo, más aislado y más ávido de energía de la línea. Por eso hacemos crecer la capacidad primero con densidad de colgado y después con velocidad: apretar el paso no alarga el horno.
El tiempo de polimerización sale de la ficha técnica del propio polvo y se alarga con el espesor de pared de la pieza. Una fundición gruesa tarda más en alcanzar la temperatura de metal que una chapa fina, y el tiempo de la ficha no es «tiempo dentro del horno», sino «tiempo después de que la pieza alcance la temperatura». En líneas de piezas pesadas, el margen de calentamiento también hay que sumarlo a la longitud del horno.
¿Tiene sentido dejar el horno corto y trabajar más despacio?
Normalmente sí. Con presupuesto limitado, un horno de 30 m con transportador a 3 m/min es mucho más barato de construir que uno de 60 m a 6 m/min, y la capacidad se recupera con densidad de colgado. El inconveniente: si su pieza crece más adelante, tendrá que abrir el paso entre colgadores y la capacidad bajará de forma directa. Por eso recomendamos dimensionar el horno no para la pieza de hoy, sino para su pieza más grande dentro de tres años.
¿Dónde aparece el cuello de botella: pretratamiento, horno o cabina?
La capacidad de una línea es la capacidad de su estación más lenta. Hay cuatro candidatas y cada una da un síntoma distinto:
| Estación | Qué la limita | Síntoma al subir la velocidad |
|---|---|---|
| Pretratamiento | Tiempo de contacto químico; número de etapas (3–7) y longitud de cubas | Restos de aceite, pérdida de adherencia, corrosión temprana |
| Cabina de pintura | Número de pistolas (2–12), velocidad de aire interior 0,5–0,8 m/s | Capa fina, zonas sin recubrir, caída del rendimiento de recuperación |
| Horno de polimerización | Tiempo de polimerización × velocidad = longitud | Curado incompleto; fallo en el ensayo de uña o de frote con disolvente |
| Carga / descarga | Número de operarios y tiempo de colgado por pieza | Colgadores vacíos; la propia línea frenándose |
En la práctica el orden del cuello de botella suele ser: primero el pretratamiento, después el horno y en último lugar la cabina. Lo traicionero del cuello de botella en pretratamiento es que el resultado no se ve el mismo día: la pintura aguanta, la pieza se expide y el problema aparece en campo tres meses después. Cuántas etapas necesita depende del material base y de la vida útil esperada a la intemperie: cuántas etapas de pretratamiento.
La cabina rara vez es el cuello de botella real, porque el número de pistolas es lo único que se puede aumentar después. La longitud del horno no se puede alargar después, lo que significa que la decisión de capacidad es, en la práctica, la decisión del horno.
¿Se puede aumentar la capacidad después de instalar la línea?
En parte. Se puede subir: número de pistolas, densidad de colgado, un segundo turno, personal de carga. Lo único que no se puede es la longitud de zona caliente del horno; ampliarla significa rehacer el horno. La secuencia completa de instalación, paso a paso, está en la guía de montaje de una planta de pintura en polvo.
¿Por qué el cálculo cambia en una línea de perfil de aluminio?
Con perfil de aluminio la capacidad no se mide en piezas/hora, porque no existe la «pieza»: existen perfiles de 3 a 7 m de longitud. La unidad es metros/hora o m²/hora, y el cálculo cambia en dos puntos.
Primero, la disposición de colgado. El perfil se cuelga en vertical, de modo que es la altura de la línea la que fija la capacidad; cuántos perfiles cuelgan uno al lado del otro en cada colgador depende de la sección del perfil y de si el campo electrostático llega entre ellos. A la misma velocidad de transportador, una sección delgada multiplica varias veces las piezas por colgador.
Segundo, el cambio de color. El trabajo de perfil es por naturaleza de lote pequeño y multicolor. En nuestras líneas de aluminio en U completamos un cambio de color en menos de 20 minutos; esa cifra la fijan la geometría de la cabina y la rapidez con que puede limpiarse el sistema de recuperación.
Este segundo punto entra directamente en el cálculo de capacidad. Si hace seis cambios de color en un turno de ocho horas, un cambio de 20 minutos le cuesta 2 horas: el tiempo efectivo de marcha baja al 75%. El mismo trabajo con un cambio de 45 minutos costaría 4,5 horas, medio turno. En una línea de perfil, lo que suele determinar la capacidad no es la velocidad del transportador, sino el tiempo de cambio de color.
¿Qué datos hacen falta para calcular la capacidad?
Con cuatro datos basta para una oferta:
- Las tres dimensiones y el peso de su pieza más grande (fijan el paso entre colgadores y la carga del transportador),
- Su cantidad objetivo diaria o mensual, junto con cuántos turnos va a trabajar,
- El material base: chapa, fundición, aluminio, galvanizado (fija el número de etapas de pretratamiento),
- La variedad de colores y el tamaño de lote (fija la pérdida por cambio de color).
A partir de esos cuatro datos trabajamos hacia atrás hasta la velocidad del transportador, el paso entre colgadores, la longitud del horno y el número de pistolas de la cabina, y fabricamos en consecuencia la línea tipo túnel.
Resumen
La capacidad no es una característica del producto, es el resultado de un cálculo. La velocidad del transportador y el paso entre colgadores dan la capacidad de transporte; la longitud del horno le pone techo; la más lenta de las estaciones de pretratamiento, cabina y carga fija la cifra que realmente obtiene. El rango de 500 a 5.000 piezas/hora no es más que los dos extremos de ese cálculo.
Envíenos las dimensiones de su pieza más grande y su cantidad objetivo diaria: calcularemos la velocidad de línea, la disposición de colgado y la longitud del horno, y se lo presupuestamos.