Diseño de una planta de reciclaje de frigoríficos: espacio y servicios

Una distribución funcional de una planta de reciclaje de frigoríficos no consiste en una fila de máquinas encajadas en el espacio que quede libre. Se trata de una secuencia controlada que incluye la recepción, la descontaminación, la preparación de los armarios, la trituración, la gestión de la espuma y el polvo, la separación física, la descarga del producto y el acceso para el mantenimiento. Por lo tanto, la superficie necesaria depende de los límites del proceso, la variedad de electrodomésticos que se reciban, el rendimiento requerido, la altura libre del edificio y los servicios que realmente necesite el equipo seleccionado.

Para un nuevo proyecto, lo primero es definir los límites del proceso. Una línea mecánica que recibe armarios frigoríficos evacuados y pretratados requiere una fase inicial muy diferente a la de una planta integrada que admite electrodomésticos completos al final de su vida útil. La de YUXI línea de reciclaje de residuos de frigoríficos distingue entre estos dos ámbitos: la sección mecánica comienza tras la recuperación del refrigerante y el tratamiento del compresor y el aceite, mientras que un proyecto integrado incluye la recepción, el desmontaje y la descontaminación antes de la sección de trituración.

Empieza por los límites del proceso, no por un objetivo en metros cuadrados

No existe una huella ecológica universal válida para una planta de reciclaje de frigoríficos, ya que dos proyectos con la misma capacidad nominal pueden incluir diferentes fases previas, diferentes estrategias de control de la espuma o del gas, diferentes períodos de almacenamiento y diferentes métodos de manipulación de los productos.

Define qué entra en la línea en el primer traspaso controlado:

• Frigoríficos y congeladores completos: El edificio debe contar con instalaciones para la recepción, la inspección, la recuperación de refrigerante, la manipulación de compresores y aceite, la retirada de componentes inadecuados, el almacenamiento temporal de las piezas desmontadas y un punto de entrega de los armarios preparados.
• Armarios pretratados: La línea mecánica puede ponerse en marcha más tarde, pero el trazado sigue necesitando un depósito de alimentación, trituración primaria, liberación secundaria, recogida de espuma y polvo, separación de metales ferrosos y no ferrosos, y descarga del producto.
• Proyectos de instalaciones mixtas: Aunque los frigoríficos pueden compartir algunos equipos situados más adelante en el proceso con otros electrodomésticos, no debe darse por sentado que el trazado de entrada, el límite de depuración y el balance de masa sean idénticos.

En Estados Unidos, los electrodomésticos que contienen refrigerante están sujetos a requisitos de eliminación que hacen que el límite «upstream» sea algo más que una simple preferencia operativa. Las directrices de la EPA establecen que el refrigerante debe recuperarse adecuadamente y describen, además, que la eliminación responsable de los electrodomésticos incluye la gestión de la espuma aislante, el aceite usado y otros componentes.^[1][2] Por lo tanto, un plano de planta debe indicar dónde se inspecciona un aparato, dónde se registra su estado, dónde se completan los trabajos de reparación y dónde se envía un armario preparado a la línea mecánica.

Divide el edificio en zonas funcionales

Una distribución práctica suele resultar más clara cuando el edificio se divide en zonas con condiciones de entrada y salida bien definidas. La disposición exacta puede ser recta, en forma de L, en forma de U o repartida entre naves conectadas, pero las tareas siguen siendo similares.

1. Recepción, inspección y cuarentena

Esta zona absorbe la variabilidad procedente de la recogida. Necesita espacio suficiente para inspeccionar las unidades sin obstaculizar la descarga, aislar los electrodomésticos dañados o que no cumplan los requisitos y separar los productos aceptados de aquellos cuyo estado de refrigeración o preparación sea incierto. Si la zona de recepción es demasiado pequeña, la primera cola se extiende rápidamente hacia los pasillos de circulación o hacia la zona de descontaminación.

2. Recuperación de refrigerante y desmantelamiento

La zona de descontaminación debe permitir llevar a cabo, en el orden adecuado, la manipulación del refrigerante, la extracción del compresor, la recogida de aceite y la retirada de los componentes que no se van a triturar junto con el armario. Las estaciones de trabajo deben disponer de espacio suficiente para el propio aparato, el operario, las herramientas, el equipo de recuperación y los recipientes para los residuos retirados. El almacenamiento de compresores, cableado, placas de circuitos, vidrio y otras piezas desmontadas debe tener ubicaciones definidas, en lugar de apilarse temporalmente junto a la línea de trabajo.

3. Tampón en armario preparado

Un intervalo pequeño pero controlado entre el pretratamiento manual y la trituradora puede separar dos tipos de trabajo muy diferentes. El desmontaje manual varía en función del estado del electrodoméstico; la sección mecánica prefiere una alimentación constante. Debe basarse en la variabilidad medida, el patrón de turnos, el número de estaciones situadas antes en la cadena de producción y la forma en que la línea mecánica responde a la falta de material o a una parada en la fase posterior del proceso.

A la hora de evaluar el rendimiento, utiliza tanto las unidades por hora como la masa por hora. La relación varía en función del tamaño y el peso del frigorífico, por lo que el capacidad de la planta de reciclaje de frigoríficos La base debe congelarse antes de que se ultimen las tareas relacionadas con el amortiguador y la cinta transportadora.

4. Trituración primaria y liberación secundaria

El núcleo mecánico suele necesitar más espacio que el contorno del equipo que se muestra en un presupuesto. Hay que añadir el tramo de aproximación de la cinta transportadora de alimentación, las protecciones, las plataformas, las puertas de servicio, el acceso a los accionamientos, el espacio para la retirada de piezas de desgaste de gran tamaño y cualquier vía de elevación necesaria para el mantenimiento. Lo mismo se aplica a la trituradora secundaria o a la etapa de liberación. Un motor que solo se pueda desmontar tras desmontar una cinta transportadora adyacente supone un problema de disposición, aunque técnicamente la línea quepa sobre el papel.

5. Zona de manipulación de espuma, polvo y gases

La extracción de espuma y el control del polvo deben considerarse procesos paralelos, y no elementos complementarios que se añaden una vez colocadas las máquinas. El trazado de los conductos, los puntos de recogida, el acceso a los ventiladores y colectores, la recogida o compactación de la espuma y la gestión de cualquier gas de proceso recuperado ocupan espacio y altura libre.

Las directrices de la EPA RAD describen métodos automatizados de tratamiento de espumas que permiten recuperar los agentes espumantes de las espumas aislantes con fines de regeneración o destrucción.^[2] Los sistemas comerciales pueden incorporar sistemas de control de gases, recuperación o inertización, en función de la combinación de aparatos y del diseño del proceso. Por ejemplo, los sistemas de reciclaje de frigoríficos presentados por ANDRITZ/BORSIG y SIC incluyen elementos de nitrógeno o de recuperación de gases en determinadas configuraciones.^[3][4] Estos ejemplos sí no Esto significa que todas las plantas necesitan nitrógeno.

6. Separación de metales ferrosos, no ferrosos y no metálicos

La separación magnética, la separación por corrientes de Foucault, la limpieza por aire/gravedad y el cribado funcionan mejor con una alimentación controlada. El diseño debe respetar la geometría de transferencia que requiere el separador seleccionado, en lugar de imponer cintas transportadoras cortas, empinadas o abarrotadas simplemente para ahorrar superficie. Las rampas de producto también deben contar con suficiente altura de caída y espacio para el cambio de tolvas, a fin de evitar que los puntos de descarga limpia se conviertan en estaciones de manipulación manual.

7. Almacenamiento del producto y de los residuos

El acero, las fracciones ricas en metales no ferrosos, los plásticos, la espuma de poliuretano, los componentes retirados y los residuos no salen de la línea de la misma manera. Decida si cada flujo se descarga en un contenedor, un contenedor rodante, un big bag, una tolva, una briquetadora, una empacadora o un proceso posterior. El método de descarga influye tanto en la superficie ocupada como en la frecuencia de uso de las carretillas elevadoras. El almacenamiento de productos debe dimensionarse en función del ritmo de envío, no solo de la producción por hora.

8. Columna de servicios y mantenimiento

Las bandejas de cables, los colectores de aire comprimido, los conductos de extracción, el cableado de control, los puntos de inspección y los accesos para el mantenimiento resultan difíciles de gestionar cuando cada servicio se conecta al equipo desde una dirección diferente. Una red central de servicios bien planificada también facilita los cambios futuros, ya que los puntos de aislamiento y las conexiones de derivación quedan a la vista.

El flujo de materiales debe avanzar, no ir y venir

Un flujo unidireccional suele ser más fácil de gestionar que un trazado en el que las líneas se cruzan repetidamente. Un electrodoméstico que llega no debe sobrepasar la línea mecánica para luego volver a una estación de recuperación de refrigerante. Los compresores retirados no deben cruzar la vía de alimentación de los armarios preparados. Los contenedores de acero terminados no deben requerir una carretilla elevadora para entrar en la zona de la plataforma del operario.

Representa al menos cuatro tipos de movimiento por separado:

1. Flujo principal de equipos y materiales desde la recepción hasta el armario de preparación, la trituración, la separación y los productos finales.
2. Flujo de componentes retirados para compresores, aceite, vidrio, cableado, placas de circuitos y otros componentes desmontados.
3. Flujo de residuos, espuma y polvo desde los puntos de recogida hasta su recogida, compactación o evacuación controlada.
4. Flujo de personas y de maquinaria móvil para operarios, carretillas elevadoras, intercambio de contenedores, carros de mantenimiento y acceso de emergencia.

Un pasillo estrecho puede parecer adecuado hasta que se ve un contenedor lleno en el punto de descarga y se abre una puerta de mantenimiento. El diseño debe comprobarse en condiciones reales de funcionamiento, no solo con todas las protecciones cerradas y todos los contenedores vacíos.

La altura libre puede ser tan importante como la superficie útil

Las líneas de reciclaje de frigoríficos suelen utilizar cintas transportadoras elevadas, plataformas, conductos de aire, ciclones, filtros y rampas de descarga. Un edificio que sea lo suficientemente largo y ancho puede resultar inadecuado si la altura libre es demasiado baja para la disposición de transferencia elegida o para realizar el mantenimiento de forma segura por encima de los equipos.

Antes de aprobar un edificio, solicita planos generales que indiquen:

No des por sentado que una grúa puente resuelve todos los problemas de mantenimiento. La trayectoria del gancho, la capacidad de elevación, el acceso entre las máquinas y el peso del componente de servicio más pesado deben coincidir.

Planifica el consumo de servicios públicos basándote en un programa de carga, no en las cifras de un folleto

“La ”potencia instalada» no es una especificación completa de una instalación. Un proyecto de reciclaje de frigoríficos puede combinar variadores de gran potencia con ventiladores de colectores de polvo, limpieza por impulsos, actuadores neumáticos, controles, equipos de recuperación de refrigerante y sistemas térmicos o de gas específicos del proyecto. El proyectista de la instalación necesita una lista de cargas que indique qué requiere cada consumidor y cuándo funciona.

Energía eléctrica

Pregunta tanto por la carga conectada como por la demanda operativa prevista. Las trituradoras y las trituradoras de gran tamaño son solo una parte del total. Los ventiladores, las bombas, las cintas transportadoras, los separadores, los compresores de aire, los calentadores o enfriadores y los sistemas auxiliares pueden modificar sustancialmente la carga de la instalación. El proveedor debe identificar los límites de su responsabilidad eléctrica: los equipos montados en las máquinas, los cuadros locales, los cuadros de control motorizados (MCC), los transformadores, el cableado de campo y la distribución de la instalación no se incluyen automáticamente en el mismo ámbito de aplicación.

Aire comprimido

Los colectores de polvo de chorro pulsante y los dispositivos neumáticos pueden necesitar aire comprimido. El proveedor de la red debe indicar la presión necesaria, el caudal máximo y la calidad del aire. La demanda máxima es importante porque el ciclo de limpieza de un colector y varios actuadores pueden solaparse.

Extracción de polvo y espuma

El sistema de conductos debe conectar los puntos de recogida con el ventilador o colector, al tiempo que se garantiza el acceso para su inspección y limpieza. Los conductos cortos pueden reducir la pérdida de presión, pero la ubicación del colector también depende de la estrategia contra incendios, el soporte estructural, la exposición a la intemperie, la descarga de materiales, la normativa local y el acceso para el mantenimiento.

Manejo de gases, ventilación y nitrógeno

Algunos sistemas de reciclaje de refrigerantes utilizan la inertización con nitrógeno; otros emplean diferentes combinaciones de recintos, presión negativa, control de gases, ventilación o recuperación. Por ejemplo, en los trabajos publicados por ANDRITZ/BORSIG se utiliza nitrógeno en un concepto de recuperación de gases de proceso, mientras que la descripción de una planta de SIC incluye un sistema de autogeneración de nitrógeno y detección de pentano y oxígeno.^[3][4] La lista correcta de servicios públicos se deriva de la combinación confirmada de aparatos, el recinto del proceso y la evaluación de riesgos.

Dado que los refrigerantes o agentes espumantes inflamables pueden afectar al concepto de seguridad, es necesario coordinar la disposición, la instrumentación y la lógica de parada. Las cuestiones de ingeniería más generales se tratan en el Seguridad en las plantas de reciclaje de frigoríficos guía.

El acceso para mantenimiento no es espacio libre

Cada máquina tiene un ámbito de funcionamiento y un ámbito de mantenimiento. Antes de que se apruebe definitivamente el plano de la planta, simula las tareas que, en última instancia, requerirán más espacio:

La norma de la OSHA sobre bloqueo y señalización se refiere a las tareas de revisión y mantenimiento en las que una activación inesperada o la liberación de energía almacenada pueden causar lesiones a los trabajadores.^[5] La distribución no sustituye a un programa de control energético, pero puede favorecerlo o dificultarlo. Los puntos de aislamiento ocultos tras cintas transportadoras, los seccionadores bloqueados y las puertas de mantenimiento que se abren hacia el paso de personas y vehículos dificultan la realización de tareas de mantenimiento en condiciones de seguridad.

Las superficies de paso y de trabajo también deben permitir un acceso y una salida seguros, y deben soportar las cargas para las que están diseñadas.^[6] Esto es importante en el caso de plataformas elevadas, escaleras, cubiertas de servicio y zonas en las que operan contenedores cargados o equipos de elevación. La anchura definitiva de los pasillos, las vías de evacuación, los detalles de las plataformas y las cargas estructurales deben comprobarse según los requisitos locales aplicables, en lugar de copiarse de un plano de disposición genérico.

Tres patrones de diseño habituales

Disposición en línea recta

Ideal para: El edificio es lo suficientemente largo como para que los departamentos de recepción y expedición puedan situarse en extremos opuestos o a lo largo de una ruta logística despejada.

Ventajas: una orientación del material fácil de entender, menos puntos de cruce y una futura ampliación sencilla en un extremo.

A tener en cuenta: tramos largos de cables o conductos y una longitud excesiva del edificio si todas las instalaciones se sitúan en un solo extremo.

Disposición en forma de L o de U

Ideal para: un edificio ya existente tiene una longitud limitada o el proyecto requiere que la recepción y la expedición se realicen por el mismo lado.

Ventajas: puede acortar algunas rutas logísticas y adaptarse al contorno de las columnas o de las estancias ya existentes.

A tener en cuenta: las esquinas de trasvase, los movimientos de carretillas elevadoras en espacios reducidos y la tentación de situar el acceso para el mantenimiento en el tramo de retorno.

Diseño por zonas separadas

Ideal para: La descontaminación y el tratamiento mecánico requieren salas, controles ambientales o condiciones de trabajo diferentes.

Ventajas: aclara los límites del suministro y las zonas de limpieza.

A tener en cuenta: la cinta transportadora de traspaso o el método de transporte entre zonas, las interfaces entre el sistema contra incendios y las puertas, la responsabilidad sobre las zonas de amortiguación y la comunicación entre los operadores.

Cómo calcular el espacio necesario sin establecer una superficie fija

Una estimación útil en las primeras fases se basa en la configuración aprobada de los equipos, y no en una regla genérica de “m² por tonelada”.

Superficie de construcción necesaria = superficie ocupada por los equipos + espacios libres de maniobra + espacio para el mantenimiento + reservas para productos en proceso + almacenamiento de productos + vías de circulación y salidas + instalaciones de servicios públicos + sistemas medioambientales + margen de ampliación.

A continuación, comprueba el plan en tres momentos operativos:

1. Producción normal: Todos los almacenes intermedios y envases de producto previstos están parcialmente ocupados.
2. Parada en sentido descendente: identificar los puntos en los que el material se acumula de forma segura sin bloquear los procesos de descontaminación situados aguas arriba ni el acceso de emergencia.
3. Mantenimiento importante: Mostrar las protecciones abiertas, el componente más grande retirado y el equipo de elevación en su posición.

Este enfoque suele poner de manifiesto espacios que no se tenían en cuenta en una propuesta basada únicamente en la maquinaria. Además, proporciona al proveedor una base concreta para revisar las longitudes de las cintas transportadoras, las alturas de descarga y la ubicación de las plataformas.

Qué incluir en la solicitud de presupuesto para el diseño

Un proveedor solo puede elaborar un diseño adecuado si la información sobre la obra y el suministro es concreta. Enviar:

Pide al proveedor que te envíe un plano de disposición general en el que figuren los contornos de la maquinaria, las plataformas, los espacios libres principales para el mantenimiento, las flechas de flujo de materiales, los puntos de conexión de los servicios, el trazado de los conductos, las zonas de acceso para el mantenimiento y un cuadro de cargas de los servicios.

Errores de maquetación que suelen aparecer en las últimas fases

Revisión final del diseño antes de la instalación

Antes de comenzar con las obras de obra civil y la instalación, revisa el plano con los responsables de operaciones, mantenimiento, instalaciones eléctricas, seguridad, salud y medio ambiente (EHS) y protección contra incendios, así como con el proveedor del equipo. Repase el proceso como si la planta ya estuviera en funcionamiento. ¿Dónde se espera un equipo cuya ubicación no está clara? ¿A dónde se lleva un compresor que se ha retirado? ¿Qué ocurre si la trituradora se detiene mientras continúa el proceso de descontaminación? ¿Qué punto de aislamiento se utiliza antes de la inspección de una trituradora? ¿Cómo se sustituye un contenedor de acero lleno? ¿Cómo se accede al colector de polvo?

El plano definitivo debería responder a esas preguntas sin recurrir a soluciones provisionales.

PREGUNTAS FRECUENTES

Referencias

1. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) — eliminación de electrodomésticos.
2. Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) - RAD — Orientaciones sobre el reciclaje de electrodomésticos.
3. El mundo de la gestión de residuos — en el contexto de una planta de reciclaje de frigoríficos.
4. Planta de SIC — Descripción de la disposición de la planta frigorífica.
5. OSHA 1910.147 — bloqueo y etiquetado.
6. OSHA 1910.22 — superficies transitables y de trabajo.