Si preguntamos a ChatGPT por la definición de desarrollo tecnológico, entre otras cosas nos dirá que se refiere "al progreso o mejora en el desarrollo y aplicación de tecnologías (…) que implica la creación de nuevos dispositivos, herramientas, métodos o sistemas que hacen más eficientes, rápidas o accesibles las actividades humanas". En otras palabras, el desarrollo tecnológico se consigue cuando la ciencia y la ingeniería se combinan para crear soluciones innovadoras que transforman el modo en que vivimos, trabajamos o nos comunicamos. En definitiva, es aquello en lo que el Grupo GEA viene trabajando desde hace más de 130 años, promoviendo ese desarrollo para cada uno de los sectores en los que está involucrado y, en el caso del sector de extracción de aceite de oliva, siendo el último desarrollo tecnológico propuesto una nueva generación de centrífugas.
El nuevo modelo VSE tiene como principal novedad el Accionamiento Directo Integrado, un sistema revolucionario de transmisión de movimiento al tambor de la forma más eficiente y silenciosa que actualmente es posible conseguir.
Tipos de transmisión en centrífugas
Muy atrás quedan los tiempos en los que las centrífugas desnatadoras se accionaban mediante una manivela que movía un sistema más parecido al de una bicicleta que al de una máquina industrial.
Primera Centrifuga Westfalia Separator desnatadora de leche.
Posteriormente, a estas máquinas accionadas manualmente o con vapor se les incorporó un motor eléctrico y a partir de ese momento su utilización aumentó significativamente, porque al poder alcanzar revoluciones muchos más altas, se abría el abanico de aplicaciones en las que se podía utilizar este tipo de máquinas.
Una de las primeras centrífugas con motor eléctrico.
Al repasar las diferentes generaciones dentro de los accionamientos, desde la incorporación del motor eléctrico en centrífugas, se aprecia una evolución bastante notable. Claramente, el principio básico de separación mediante fuerza centrífuga se ha mantenido, pero se ha mejorado en gran medida la forma en que se aplica el movimiento al tambor para conseguir los efectos de la fuerza centrífuga en el producto.
- Accionamiento por engranaje
Tal y como se aprecia en la figura anterior, inicialmente el acoplamiento del motor en el chasis de estas centrífugas se realizaba en posición horizontal (según el eje del motor). Debido a que el eje acoplado al tambor está situado de forma vertical, se hace necesario un elemento intermediario que transforme el giro original del motor (horizontal) en el que necesita el tambor (vertical). Para ello, se utiliza un sistema de engranajes helicoidales con el que no sólo conseguimos transformar el eje de giro, sino que además se multiplican las revoluciones que el motor aporta, de manera que se alcancen aquellas que necesita el producto a separar.
Centrífugas Accionadas mediante Engranaje.
Para conseguir esta transformación se juega con los diámetros y número de dientes de estos engranajes, consiguiendo una adaptación limitada y apta sólo para determinadas aplicaciones con un número medio de revoluciones. El aceite de oliva se encuentra dentro de este grupo de aplicaciones y, desde la introducción de este desarrollo tecnológico, las centrífugas accionadas mediante engranaje se convirtieron en esenciales y aún hoy sigue siendo una máquina muy extendida en el sector, sobre todo en producciones bajas o medias.
Esquema de Accionamiento por Engranaje (piñón-corona).
- Accionamiento por Correa Plana
Aunque el accionamiento por engranaje supuso un cambio sustancial en las posibilidades de las centrífugas, la realidad es que estas máquinas aún tenían bastantes limitaciones. Debido a la cantidad de piezas necesarias para cambiar la dirección de giro, el peso y la fricción que se produce entre ellas, la eficiencia de este sistema se puede calificar como media, no llegando a superar el 76% aun estando en perfecto estado. A esta limitación hay que añadir que son precisos unos mantenimientos bastante especializados y regulares, ya que existen muchas piezas de desgaste en el engranaje que pueden afectar a su correcto funcionamiento, con la consecuente reducción de eficiencia, y el hecho de que la potencia del motor, debido a esta configuración, no puede ser superior a 45KW.
Centrífuga accionada mediante Correa Plana.
Para solventar estas limitaciones, años más tarde, desde GEA se introdujo una variación en la forma de transmitir el movimiento al tambor, reduciendo en gran medida los elementos que intervienen en esta transmisión. La modificación se refiere a la localización del motor, que se coloca en posición vertical invertido. De esta forma, ambos ejes (motor y tambor) giran en el mismo plano, de manera que solo es necesario un elemento que transmita el movimiento de uno a otro. La solución fue la introducción de una correa plana acoplada entre ambas piezas reduciéndose mucho los elementos de fricción, simplificando en gran medida el desmontaje y el montaje, lo que se tradujo adicionalmente en una minimización de los costes de mantenimiento.
Esquema del Accionamiento por Correa Plana.
En cuanto a la potencia máxima que permite este sistema aumenta en gran medida respecto al anterior modelo, ya que se pueden acoplar motores de hasta 250KW. Estos motores se pueden ayudar de un embrague centrífugo, siendo la principal ventaja que se pueden accionar con variador de velocidad, que permite un arranque progresivo y la posibilidad de establecer el régimen justo de giro para cada aplicación. En cuanto a la eficiencia energética, pasamos de un valor medio a un valor alto, siendo aproximadamente del 90% gracias a la baja resistencia que se produce entre la correa y los elementos accionador y accionado.
A pesar de todo este sistema también presenta algunas desventajas, como el hecho de que para mantener la tensión de la correa los rodamientos que facilitan el giro de ambos ejes están sometidos a unos esfuerzos radiales que pueden comprometer el perfecto funcionamiento del equipo, además se siguen manteniendo elementos como el embrague centrífugo, que da soporte durante el arranque y estabilidad durante la operación, pero que supone continuar teniendo partes móviles de desgaste dentro del equipo, lo que implica más mantenimiento y riesgos de averías durante la campaña.
- Accionamiento Directo Integrado
La propuesta de GEA para reducir estos hándicaps es una nueva generación de centrífugas con Accionamiento Directo Integrado, que llegarán al mercado de aceite de oliva en 2025. Esta innovación mejora a las generaciones anteriores en cuanto a eficiencia energética, emisión de ruidos, costes de mantenimiento y simplicidad durante el proceso.
Nueva centrífuga Accionamiento Directo Integrado.
En esta nueva generación de centrífugas el motor eléctrico pasa de ser un elemento “externo” a formar parte integrada del bastidor de la máquina. El estator del motor se sitúa en el interior del chasis y el rotor se convierte en el propio eje de accionamiento del tambor. Se eliminan por completo los elementos intermedios entre el accionamiento y la parte útil de la máquina, siendo ambos una misma pieza.
Gracias a esta “compleja simplicidad” se obtienen grandes beneficios, como la reducción al máximo de los costes de mantenimiento, ya que apenas existen materiales de desgaste en toda la transmisión, la desaparición de los rodamientos del motor o, mejor dicho, la unificación de los rodamientos del motor y del eje de accionamiento, que ahora son los mismos, o el hecho de que ya no sea necesario utilizar embrague o motores complejos, puesto que todo queda integrado en la centrífuga, por lo que el sistema se simplifica notablemente.
La alimentación del motor se realiza mediante variador de velocidad, lo que ofrece una gran versatilidad de aprovechamiento energético aumentando aún más la eficiencia de la máquina, que se sitúa en unos valores muy altos que llegan al 96%, y reduciendo notablemente los ruidos generados por los sistemas anteriores, haciendo del modelo VSF el más silencioso de los equipos.
En cuanto al proceso, la ausencia de fricciones internas reduce la temperatura del equipo, por lo que se minimizan los incrementos de temperatura que sufren los aceites y, al poder regular la velocidad de giro, podemos adaptarnos de forma óptima a las condiciones del aceite de oliva que queremos conseguir.
Accionamiento directo integrado.
Adicionalmente, el sistema de accionamiento directo integrado reduce en un 35% el tamaño actual de las centrífugas, por lo que la superficie ocupada es mucho menor, lo que supone un mejor aprovechamiento del espacio dentro de la instalación.
Reducción del 35% de la superficie ocupada.
Comparativa entre generación de accionamientos.
La generación de centrífugas VSF con Accionamiento Directo Integrado ha llegado para mejorar un producto que ya de por sí es realmente eficiente, como las centrífugas del modelo VSE, capaces de cubrir las más altas exigencias de las almazaras, de manera que GEA vuelve a dar un paso más en la optimización del proceso de extracción de aceite de oliva introduciendo un nuevo desarrollo tecnológico que, con toda certeza, no dejará indiferente ni a la propia Inteligencia Artificial de ChatGPT.
