Introducción
El muestreo se utiliza por muchas razones, entre las que se incluyen:
- Verificar el valor o la composición de un material,
- Verificar el valor o la composición de un material comprado,
- Asegurarse de que se cumplan las especificaciones del producto,
- Establecer o confirmar el valor un material tal como se envía o se recibe,
- Verificar que el producto cumpla los requisitos contractuales.
El objetivo de todo programa de muestreo es producir muestras representativas. Estas porciones relativamente pequeñas de material deben reflejar con precisión la gran cantidad de material y hacerlo con repetibilidad.
El muestreo manual con bandas detenidas, acopios y puntos de transferencia es algo frecuente, pero no es necesariamente el método más eficiente, rentable, preciso o seguro para recolectar incrementos de muestra.
El muestreo automatizado con equipos instalados sobre bandas, acopios y puntos de transferencia ofrece un medio mecánico de recolectar muestras para un análisis de calidad con un mínimo de interacción humana.
Tipos de sistemas de muestreo automatizado
Existen diversos tipos de sistemas de muestreo automatizado, como los equipos de muestreo de banda transversal, los equipos de muestreo de trayectoria recta y los equipos de muestreo de tornillo, que son todos reemplazos mecánicos para métodos de muestreo manual.
Equipos de muestreo de banda transversal
Los equipos de muestreo de banda transversal recolectan un incremento de muestra girando una cortadora de muestras con contrapeso de forma perpendicular a través del flujo de material en movimiento en una banda transportadora. Son un medio de recolección de muestras rentable y fácil de implementar, comparable a la recolección de muestras manual con banda detenida, pero sin la mano de obra y sin interrumpir las operaciones de la planta. Los equipos de muestreo de banda transversal pueden aplicarse en casi cualquier sitio donde se transporten materiales a granel secos a través de bandas.
Equipos de muestreo de trayectoria recta
Los equipos de muestreo de trayectoria recta abarcan una amplia gama de diseños de equipos de muestreo. La característica clave que tienen en común todos estos diseños es que el material de muestra se recolecta a partir de un flujo de proceso principal, ya sea en un estado de caída libre o desplazándose a través de una determinada trayectoria, como en la descarga de una banda transportadora.
Estos tipos de equipos de muestreo tienden a ser más simples en términos de diseño y funciones, y, en general, ofrecen un funcionamiento muy fiable y requisitos de mantenimiento relativamente bajos. Son muy adecuados para aplicaciones de gran caudal en las que se requiere un tiempo de inactividad mínimo, como los sistemas de carga.
Según el estilo del equipo de muestreo de trayectoria recta que se analice, este tipo de equipo de muestreo suele requerir un espacio libre vertical más grande para la instalación y, por lo general, es más invasivo y costoso de instalar.
Sistemas de muestreo de tornillo
Los sistemas de muestreo de tornillo recolectan muestras de los contenedores de transporte y de almacenamiento mediante un tornillo giratorio. Este tipo de sistema de muestreo resulta ideal en situaciones en las que se necesita valorar el material tal como se envía y se recibe, cuando no hay otra opción para el muestreo que recolectar muestras del contenedor de transporte.
Chancadores de muestreo/de planta piloto
Los chancadores de muestreo/de planta piloto son versiones a pequeña escala de equipos de chancado que se utilizan a fin de reducir el tamaño de los incrementos de muestra para su posterior procesamiento y análisis. Entre los tipos de chancadores de muestreo, se incluyen:
- Chancadores Rockertooth
- Molinos de martillos de muestreo
- Chancadores de mandíbulas de muestreo
- Chancadores de rodillo/chancadores de rodillos de bajo perfil de muestreo
Ventajas del muestreo automatizado
El muestreo automatizado tiene numerosas ventajas con respecto al muestreo manual, entre ellas:
- Seguridad
- Mejor precisión y repetibilidad
- Mayor eficiencia
- Costos de muestreo más bajos a largo plazo, en particular, costos indirectos u ocultos
Seguridad
La seguridad es una de las mayores ventajas del muestreo automatizado con respecto a los métodos de muestreo manual. En el caso del muestreo automatizado, los equipos hacen todo el trabajo. El personal no tiene que estar encima ni cerca de acopios posiblemente inestables, trayectorias rectas de material o equipos en movimiento.
Los sistemas de muestreo automatizado limitan la exposición del personal a los equipos en funcionamiento y minimizan los requisitos de manipulación manual del material.
Mejor precisión y repetibilidad
Los sistemas de muestreo automatizado eliminan el criterio humano en la recolección de muestras y reducen la posibilidad de errores humanos en el proceso de muestreo. Permiten determinar correctamente la composición de un material y valorar correctamente el material tal como se envía o se recibe.
Mayor eficiencia
Con los sistemas de muestreo automatizados, los productores no tienen que detener la producción para extraer una muestra, lo que aumenta la eficiencia de su proceso de recolección de muestras. Los sistemas de muestreo automatizados recolectan el material de las bandas transportadoras en movimiento o del flujo de material, por lo que no se interrumpe la producción.
Costos de muestreo más bajos a largo plazo
Los costos del muestreo a largo plazo pueden adoptar varias formas. Hay que tener en cuenta la mano de obra asociada a la recolección física de las muestras por parte del personal y el posible tiempo de inactividad relacionado con la necesidad de detener la producción para recolectar las muestras. Los sistemas de muestreo automatizado reducen estos costos a largo plazo porque minimizan los costos de mano de obra y eliminan las interrupciones durante la producción.
También hay costos ocultos o indirectos que los sistemas de muestreo pueden ayudar a bajar. El muestreo puede ayudar a identificar cuando es necesario reemplazar los componentes de los equipos de producción y, con los sistemas de muestreo automatizado, es mucho más sencillo y fácil llevar a cabo ese proceso. Los sistemas de muestreo automatizado les ofrecen a los productores una forma de ser proactivos, en lugar de reactivos, cuando se trata de controlar el proceso o la calidad.
Ejemplos del retorno de la inversión del muestreo automatizado
En general, los equipos de muestreo no se consideran equipos de producción, directamente ligados a la producción de un producto terminado. Por lo tanto, no se los considera equipos que generen ganancias.
Si bien eso puede ser cierto desde el punto de vista técnico, los costos de no realizar el muestreo, o de no hacerlo correctamente, pueden tener un impacto significativo en el resultado final de una instalación de producción. Estos costos pueden no ser visibles de inmediato ni cuantificarse fácilmente, pero están presentes en los ahorros que pueden percibirse con la mayor seguridad para el personal de muestreo, un control de calidad más riguroso de los productos finales, la capacidad mejorada de asignar un valor preciso al producto vendido y la mayor eficiencia en la planta.
En este sentido, los sistemas de muestreo automatizado tienen un valor incalculable y pueden amortizarse con relativa rapidez. Estas son algunas de las formas en que los sistemas de muestreo automatizado rentabilizan la inversión.
1. Eliminar las interrupciones durante la producción
Supongamos que un productor de arena y grava que vende piedra chancada a $7,50 la tonelada produce 4.000 toneladas de producto en una jornada típica de 16 horas, es decir, 250 toneladas por hora. Toma una muestra cada 1.000 toneladas (o cada cuatro horas) y tarda 10 minutos en recolectar el incremento de muestra.
Tomar cuatro muestras por día supone 40 minutos de inactividad por día, lo que equivale a 167 toneladas de producción perdidas por día. En valor monetario, esas 167 toneladas equivalen a $1.253, lo que, en el transcurso de un año de operación estándar de 10 meses, asciende a un total de $250 600 en producción perdida.
La incorporación de un sistema de muestreo automatizado eliminaría la necesidad de detener la producción para recolectar las muestras, y el productor recuperaría esos $250 600.
2. Controlar el proceso para aumentar la eficiencia
Supongamos que un productor necesita chancar material hasta lograr un producto de –1" (–2,5 cm) y no dispone de un circuito de recirculación para tratar el exceso de tamaño. Su cliente no acepta material de más de 1" (–2,5 cm).
Un sistema de muestreo automatizado puede ayudar al productor a controlar el desgaste del chancador mediante el análisis del tamaño de las partículas. Una vez que el tamaño máximo de partícula alcance un valor predeterminado, el productor sabrá que necesita ajustar o dar mantenimiento al chancador. En este caso, el muestreo permite maximizar el control del desgaste del chancador y minimizar el mantenimiento. La idea de ahorrar costos minimizando los costos invisibles que son difíciles de cuantificar es un concepto común en las aplicaciones de muestreo.
3. Mejorar la precisión de las muestras
Imaginemos una aplicación en la que el valor del material que cumple la especificación A es de $10/tonelada y el valor de un material que cumple la especificación B es de $7/tonelada. El productor tiene la intención de entregarle a un cliente 10 000 toneladas del material que cumple la especificación A, pero debido a los resultados obtenidos con prácticas de muestreo incorrectas, parece que el material solo cumple la especificación B. El destinatario acepta el envío, pero solo por el valor de la especificación B, lo que significa que el productor pierde $30 000.
Los sistemas de muestreo automatizado ayudan a los productores a mejorar la eficiencia del muestreo mediante la eliminación de los sesgos o errores humanos.
4. Saber lo que envía
Supongamos que se contrata un envío de 15 000 toneladas de un producto valorado en $40/tonelada para que cumpla una determinada característica o, de lo contrario, se le aplicará una penalización del 25 % del valor del envío. El material se muestrea en el sitio del destinatario, pero no en el sitio del expedidor. El destinatario afirma que el material no cumple las especificaciones acordadas, y el expedidor no tiene forma de refutar esa afirmación, por lo que la pérdida del envío es de $150 000.
Efectuar el muestreo del material con antelación le habría permitido al expedidor verificar que el material cumplía las especificaciones antes de enviarlo, y así podría refutar cualquier reclamo por incumplimiento de contrato.
Comparación entre el muestreo automatizado y el manual
El muestreo automatizado es mucho más eficaz que el muestreo manual y, en la mayoría de los casos, ofrece mejores resultados. Es posible que los equipos de muestreo no contribuyan a la producción de ninguna materia prima en particular, pero son fundamentales a la hora de valorar correctamente esa materia prima. Los equipos de muestreo de calidad y el muestreo correcto permiten que una organización agilice y comprenda mejor su operación.
