Acerca del cliente
Un fabricante internacional especializado en materiales de alto rendimiento para chalecos antibalas se ha asociado con JOA Air Solutions para mejorar su proceso de extracción con disolventes. Conocido por sus tecnologías de fibra de vanguardia con una relación resistencia-peso excepcional, el cliente suministra materiales fundamentales para soluciones balísticas y de protección ligeras destinadas a las fuerzas armadas y de seguridad de todo el mundo. Su apuesta por la innovación impulsa tanto la seguridad personal como las infraestructuras de última generación en el sector de la defensa.
*Por motivos de confidencialidad interna, el cliente ha preferido mantener el anonimato en este caso práctico.
¿Qué es la extracción con disolvente?
La extracción con disolventes es una técnica de separación fundamental que se usa en la fabricación industrial, sobre todo para aislar compuestos valiosos o eliminar contaminantes. En el sector de la defensa, la extracción con disolventes juega un papel clave en la producción de fibras especializadas y materiales avanzados, donde el control preciso de los procesos químicos es esencial para conseguir un alto rendimiento en aplicaciones de protección.
Desafío
En las operaciones de este cliente, se usan hornos de alta precisión para fabricar fibras especializadas para chalecos antibalas. Estos hornos funcionan a temperaturas elevadas, lo que hace que los disolventes se evaporen, sobre todo en los puntos de salida del hilo. Es necesario extraer los disolventes de forma eficaz para:
Seguridad de los operarios: Controla la calidad del aire interior y minimiza la exposición de los trabajadores a vapores peligrosos
Rendimiento del producto: Evita las pérdidas operativas causadas por el disolvente no recuperado
Límites de emisiones: Cumplir con las estrictas normas medioambientales
Sin un sistema de extracción con disolventes de alta eficiencia, los fabricantes se arriesgan no solo a un aumento de los costes operativos, sino también a incumplir la normativa y a poner en peligro la seguridad de los trabajadores.
¿Cómo funciona la extracción con disolvente?
En entornos industriales, la extracción con disolventes captura los disolventes vaporizados procedentes de procesos como la limpieza o el recubrimiento antes de que lleguen al aire. Los sistemas de extracción locales dirigen los vapores hacia unidades de filtración o de reducción de emisiones (filtros de carbón, oxidantes o depuradores) que los eliminan o neutralizan. Esto reduce las emisiones, mejora la calidad del aire y ayuda a cumplir con la normativa.
Enfoque
Para abordar de forma eficaz las emisiones de vapores de disolventes en el complejo entorno de la industria de defensa, JOA Air Solutions aplicó su metodología de proyecto de tres pasos, de eficacia probada. Este enfoque estructurado garantizó una solución a medida, que conciliaba las exigencias operativas, los objetivos de sostenibilidad y los requisitos de cumplimiento normativo.
Estudio de preingeniería:
Para empezar, JOA llevó a cabo un estudio de preingeniería para evaluar los problemas relacionados con los vapores de disolventes en las instalaciones. El objetivo era identificar las causas fundamentales, evaluar las opciones tecnológicas y definir el alcance del proyecto.
- Pruebas de humo y mediciones de caudal: Detectar los puntos críticos de emisión y evaluar el rendimiento del sistema de extracción actual.
- Análisis de datos: hacer un seguimiento de las emisiones a lo largo del tiempo para detectar ineficiencias.
- Evaluación sistemática de siete tecnologías de reducción, teniendo en cuenta:
- Los costes de inversión (CAPEX) y los gastos operativos (OPEX),
- Impacto del CO₂,
- Eficacia en la recuperación de disolventes.
Mediante la modelización de escenarios, JOA redujo las opciones a seis soluciones viables. Cada escenario se modelizó para encontrar el equilibrio entre la sostenibilidad, el rendimiento técnico y las limitaciones presupuestarias. Se envió al cliente un informe detallado con las conclusiones y recomendaciones para ponerse de acuerdo sobre la mejor forma de seguir adelante.
Diseño e ingeniería:
Basándose en los análisis previos de ingeniería, JOA desarrolló un sistema de extracción a medida. Esta fase se centró en el control preciso del flujo de aire y en la captura eficiente del disolvente en el punto de origen.
- Se desarrolló un modelo CFD del flujo de aire. La información obtenida sirvió de base para el diseño óptimo de nuevas campanas de extracción, lo que garantiza una contención y redirección eficaces de los disolventes vaporizados.
- El departamento de ingeniería mecánica ha diseñado un sistema que cuenta con:
- Nuevas campanas de extracción diseñadas para contener y desviar los disolventes vaporizados.
- Válvulas de salida de hilo con control de presión para minimizar la fuga de vapor.
- Ingeniería eléctrica e ingeniería de software, para garantizar que el sistema funcione y se comunique con los equipos ya existentes.
Implementación del sistema:
Instalación y puesta en marcha de un nuevo sistema de extracción.
- Fabricación: Nuestra planta de fabricación en los Países Bajos produce todas las piezas necesarias para el sistema de extracción.
- Gestión de proyectos: Coordinación de la ingeniería, la instalación y la puesta en marcha, alineando a todas las partes implicadas para garantizar una ejecución fluida del proyecto.
El resultado: un sistema de extracción de alto rendimiento adaptado a las exigencias operativas y medioambientales del sector de la defensa.
Resultado
Al poner en marcha esta solución mejorada de extracción con disolvente, el fabricante consiguió:
- Una reducción de alrededor del 80 % en las emisiones de disolventes en los puntos críticos del proceso, sobre todo en las zonas de salida del hilo.
- Mejoras notables en la calidad del aire interior, lo que crea un entorno de trabajo más seguro
- Recuperación y reciclaje significativos de disolventes, lo que contribuye a reducir los residuos y a ahorrar costes
- Menor consumo de energía gracias a un flujo de aire optimizado y al control del proceso
- Cumplimiento normativo total con normas medioambientales y de seguridad muy estrictas
Conclusión
Este proyecto pone de relieve el impacto transformador de la ingeniería a medida y la resolución colaborativa de problemas en la extracción con disolventes para la industria de la defensa. Una tecnología avanzada de extracción y recuperación en origen permitió al cliente elevar los estándares de sostenibilidad y eficiencia, al tiempo que protegía tanto a los trabajadores como al medio ambiente. El éxito de esta solución subraya la importancia de la ingeniería basada en datos y de contar con un socio que entienda los retos técnicos de la extracción con disolventes en entornos de fabricación de alto riesgo.