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Automatización de corte
Una pregunta habitual es cuánto cuesta utilizar chorro de agua, ya que la gente trata de comprender la diferencia entre utilizar una máquina de corte por plasma típica y una máquina de corte por chorro de agua. Se utilizan diferentes consumibles, diferentes requisitos de potencia, costes de agua y, lo más importante, el coste del abrasivo. El granate abrasivo puede representar hasta el 75 por ciento del coste operativo total por hora de un sistema de corte por chorro de agua. Por lo tanto, comprender qué se usa para accionarla y cuánto cuesta es importante para un cliente que está considerando utilizar una máquina de chorro de agua.
Para profundizar un poco más en esta cuestión, veamos seis configuraciones diferentes de sistemas de chorro de agua:
Para cada una de ellas, el coste de la energía, las piezas de desgaste, el agua y el abrasivo por hora se muestra en la siguiente tabla. Cada uno de estos costes representa el caudal máximo de agua y abrasivo para realizar el orificio más grande por cada bomba con su presión máxima.
Si se utilizan los mismos datos y se observa cada número como un porcentaje del coste total, se obtiene lo siguiente:
Debemos tener en cuenta todos los componentes operativos para comprender cómo se calcula el coste del corte por chorro de agua. Los diversos componentes operativos involucrados en el corte por chorro de agua son:
El menor porcentaje del coste corresponde al agua. Usamos un promedio nacional de 0,83 € por cada 1000 litros. Incluyamos tanto el caudal máximo de agua de corte como el agua de refrigeración para el sistema hidráulico. El coste oscilaría entre 1080 y 2250 € al año. No se incluye ningún coste adicional de alcantarillado, por lo que el coste podría ser mayor en función de la ubicación.
El siguiente porcentaje del coste es la energía necesaria para que funcione la bomba intensificadora. Tomando como referencia un promedio de 7,46 centavos por KWh, el coste oscilaría entre 3336 y 8472 € al año. Se supone, en este caso, que la bomba funciona 6 horas al día y son bombas entre 50 CV y 125 CV.
El siguiente coste con mayor porcentaje son las piezas de desgaste. Este grupo de piezas incluye la sustitución de la boca, los tubos de enfoque, las juntas de la bomba y el coste de diversas piezas de la bomba calculado sobre una base de coste por hora. Oscila entre 4,5 y 20 € por hora, por lo que asumiendo los mismos supuestos, asciende a un total entre 7000 y 29 000 € al año.
El mayor porcentaje del coste corresponde al abrasivo. El granate abrasivo típico cuesta alrededor de 44 a 60 céntimos de euro por kg, dependiendo del tipo de abrasivo, el volumen de compra y el descuento negociado.
Hay dos tipos principales de granate: de roca dura y aluvial. La roca dura o roca triturada es roca que se tritura a un tamaño de malla específico de trozos grandes de roca de granate. El granate de roca dura es más afilado, por lo que suele cortar un poco más rápido. El granate aluvial se extrae de playas y lechos de ríos, cuando ya se ha desgastado hasta formar arena por fuerzas naturales. Por lo tanto, sus granos son redondeados y cortan un poco más despacio. Por este motivo el abrasivo de roca dura es más caro que el aluvial. Como promedio, calculemos unos 49 céntimos de euro por kg.
También debemos tener en cuenta el caudal de abrasivo. La mayoría de los cortes de chapas de metal requieren entre 0,45 y 1 kg por minuto. Por lo tanto, va a gastar de media entre 16 y 32 € por hora en abrasivo. Tomando como referencia 6 horas de corte al día, es decir, de 99 a 198 € de abrasivo al día, o de 494 a 988 € a la semana, de 1977 a 3950 € al mes, de 23 350 a 49 400 € al año.
Para que estas cifras sean útiles, debemos tener en cuenta las diferencias en la velocidad de corte, para que podamos calcular el coste por centímetro, o el coste por pieza, lo que resulta mucho más útil para comparar un proceso con el siguiente. Para realizar este cálculo, supongamos que se trata de una pieza de 10 x 10 cm cortada de acero dulce de 2,54 cm de espesor, para un total de 40,6 cm de longitud de corte. El coste por pieza resultante se muestra a continuación.
Los valores reales varían en función del tipo de material y del tamaño de la pieza, pero el coste relativo seguirá siendo el mismo. El gráfico anterior puede ser útil para ilustrar la ventaja en ahorro de costes de las bombas de alta presión: a pesar de que el coste real por hora es mayor, el coste por pieza resultante es menor.
Sin embargo, todavía falta una pieza importante del rompecabezas que marca una diferencia significativa. El gráfico anterior no incluye las tarifas de mano de obra, gastos generales o costes laborales. Una vez incluida una tarifa por hora de esos factores, podemos calcular la diferencia en el ROI (rentabilidad de la inversión) entre un tipo de bomba y la siguiente, lo que ayuda a justificar la compra de las bombas con un precio superior.
El siguiente gráfico muestra una tarifa por hora que representa la mano de obra y los gastos generales. La tarifa se distribuye sobre el número total de piezas que podrían cortarse en un período de tiempo. El siguiente gráfico resultante muestra cómo el aumento de la velocidad de corte con las bombas de alta presión afecta al coste total.
Por supuesto, los cálculos no tienen por qué detenerse ahí. Hay otros factores cruciales que también deben tenerse en cuenta. El aumento del número de piezas que se pueden cortar en un día y el aumento de los beneficios que se podrían obtener de esas piezas. También debemos tener en cuenta la diferencia en el coste de equipamiento, produciendo en conjunto un resultado final de ROI. Pero eso se tratará en otro artículo más adelante.