EQUIPO COMBINADO DE MICROONDAS Y AIRE CALIENTE PARA SECADO DE MATERIALES DE CONSTRUCCION.

Equipo combinado de microondas y aire caliente para secado de materiales de construcción.

Esta invención lleva a cabo el secado de materiales de construcción laminares o a granel para la eliminación de humedad y/o curado de resinas, esmaltes u otros tratamientos en soportes de alta absorción de humedad, tales como cerámicas, porcelanas, piedra natural, etc ... para un ahorro energético y económico mediante una cinta de transporte de pasaje de piezas de material transparente o de baja absorción a las microondas (1), que transcurre por una etapa de filtros de atenuación de entrada y salida (2) y una cámara de cerramiento (7). En esa cámara, se incorpora un mecanismo de extracción de aire húmedo (4), y un mecanismo de impulsión de aire seco (5). Este último permite introducir un volumen de aire variable y regulable en un régimen laminar o turbulento como convección forzada combinada con una o varias fuentes de microondas (3) que pueden contener un difusor, un isolauncher, y una guía tipo WR340.

Equipo combinado de microondas y aire caliente para secado de materiales de construcción. Sector técnico

En los procesos de fabricación de baldosas cerámicas, lístelos, cenefas de cerámica plana, cerámica estructural, porcelana, o piedra natural se requiere de una eliminación de la humedad en distintas etapas: previo a su tratamiento, durante o después del mismo y con la finalidad de eliminar el porcentaje de humedad sobrante para prepararlas o secarlas durante el proceso de producción. Dicho equipo compuesto de microondas combinado con generadores de aire caliente está preferentemente destinado a líneas de monococción, donde mejora la resistencia mecánica de la pieza, aumenta la densidad aparente y evita defectos por excesos de humedad, como microgrietas o desconchados. Técnica anterior

La tecnología de microondas es usada de modo convencional y habitual para el calentamiento de productos agroalimentarios o de cocción, tanto a nivel industrial como doméstico. Así como, también se emplea para la esterilización o higienización de productos agroalimentarios, e inclusive en otros usos y sectores tan diversos como es la sinterización de materiales destinados a la industria aeronáutica. Una aplicación muy reciente es incluir equipos microondas para el secado de materiales de construcción, como es ya conocida y se emplea para productos cerámicos y piedra natural en forma de materia atomizada o polvo con el fin de reducir su humedad. Todo más relacionado con el acondicionamiento de las piezas mediante su calentamiento, que para su deshidratación, pero siempre se aplica para situaciones de trabajo estáticas de las piezas tratadas.

Los tratamientos de deshidratación existentes, se basan en sistemas calor directo, o de radiación infrarroja y una convección forzada mediante aire procedente de combustión. Partiendo, en general, con valores iniciales de humedad sobre materiales porosos desde 0, 5 hasta 40% de humedad.

El uso de energía de microondas para la deshidratación ha sido estudiado y experimentado en los últimos años y a nivel mundial llegando a la conclusión de información relevante acerca de las propiedades físicas y dieléctricas de materiales de cerámica y piedra natural. Los microondas son radiaciones electromagnéticas con frecuencias entre 300 MHz y 300 GHz, utilizadas generalmente en radares, telecomunicaciones y calentamiento de materiales. Según determinados estudios es posible conseguir un sistema fiable con tratamientos de radiación de ondas electromagnéticas a 2, 45 GHz -única frecuencia autorizada para el uso industrial en la mayoría de países de la Unión Europea-en el uso de resinas para vencer la mala conductividad térmica del polímero garantizar el calentamiento volumétrico de la resina. Esta conclusión viene científicamente corroborada en las conclusiones de las ponencias ARQUIMACON 2008 de la 5ª Conferencia Internacional sobre Materiales compuestos en Arquitectura y Construcción (AIMPLAS, Instituto Tecnológico del Plástico. Valencia, 2008)

Parte de esos estudios han sido ya ensayados e iniciados en el sector del mármol, en España con los trabajos de investigación de la UNIVERSIDAD DEMURCIA a través de los investigadores GARCÍA RUIZ en la Patente española ES2160542 (2001) sobre un procedimiento de curado de resinas en mármoles, y por el Grupo de Electromagnetismo y Materia en sectores industriales de la región de Murcia tanto en la transformación agroalimentaria como en mármol. Estos últimos resultados son recopilados en la patente española ES224588Q (2004) de la ASO-CIACIÓN EMPRESARIAL DE INVESTIGACIÓN CENTRO TECNOLÓGICO DEL MÁRMOL Y LA PIEDRA (2004) sobre un procedimiento de polimerización de resinas aplicadas sobre el mármol mediante el uso de microondas.

De igual modo, las investigaciones divulgadas en la Patente internacional PCT WO04030882 por VE-KINIS y GYLLIS (2004) con respecto a un método y aparato para acondicionamiento térmico de productos cerámicos húmedos.

Las dos primeras patentes españolas mencionadas se refieren a procedimientos o métodos de técnicas aplicadas al mármol, mientras que la patente internacional se refiere también a un aparato destinado a productos cerámicos. Todas ellas no plantean los problemas subsecuentes y derivados del curado con resinas y las radiaciones electromagnéticas por microondas, en cuanto al diseño de equipos que resulten técnicamente viables, y económica y energéticamente eficientes.

Y eso, por cuanto, estos procedimientos deben de llevarse a la práctica con un salto cualitativo a los procedimientos ya divulgados en relación a la configuración de medios y distribución de elementos que hagan operativa y industrialmente aplicables al curado de resinas o esmaltes con microondas sobre materiales de construcción. Además de, solucionar los problemas derivados de procesos fabriles en continuo o líneas transporte de pasaje de fabricantes o transformadores de mármol y productos cerámicos, para los que resultan grandes exigencias de Habilidad técnica, y de viabilidad económica. No hay eficiencia, sin calidad de producto. Problema técnico

En determinados procesos de fabricación y tratamiento de materiales de construcción laminares se observa que por un exceso de humedad en la pieza o baldosa o en el propio esmalte de la misma, pueden provocarse defectos de calidad difíciles de corregir en línea, y que suponen productos finales de baja calidad

o destinados a su destrucción directa.

En el sector de la piedra natural y de la cerámica, las tecnologías utilizadas tradicionalmente de tratamientos o acondicionamientos por calentamiento están basadas en quemadores de gas, normalmente propano o gas natural que en forma de secadores verticales, u horizontales tipo llama directa, tubos y/o placas radiantes que son muy agresivas y perjudiciales. Estos sistemas no garantizan la evaporación previa de la humedad superficial, y no son adecuados para aplicaciones intermedias, ni para determinados tipos de materiales de construcción.

Otro gran problema en los procedimientos de curado con resinas y ondas electromagnéticas se produce por el efecto de la dispersión de ondas cuando se trabaja con espacios amplios o abiertos y/o en movimiento, lo que puede frustrar las operaciones de curado y derivar en productos inservibles o deteriorados. Por ello, se exige de diseños y configuraciones determinadas y precisas.

Solución técnica

Son varias las propuestas de mejoras técnicas susceptibles de constituir un propio concepto inventivo, y que enunciamos a continuación. En primer lugar, se trata de un equipo o aparato que implanta un sistema combinado de microondas y aire caliente forzado que acelera la evaporación del agua y de disolvente volátiles. Esta idea es muy importante, ya que la persistencia de restos o trazas de los mismos han hecho fracasar a sistemas no combinados, ya que, por sí sola, la energía de microondas solamente calienta.

De igual modo el equipo con dicha configuración de sistema combinado microondas-aire caliente resulta imprescindible para el curado de resinas base agua, donde es necesario extraer la humedad de los diferentes estratos. En ello, la tecnología combinada con aire caliente marca una diferencia importante.

Lo mismo ocurre al intentar deshidratar materiales laminados o a granel, si el agua se queda fuera, ésta, termina siendo absorbida por capilaridad.

Además, la utilización de polipropileno como banda de transporte hace que el calor o energía microondas no se acumule en el tapete de transporte alterando en exceso e irregularmente a los productos tratados.

Otro aspecto importante, junto con los arriba mencionados de un sistema mixto microondas-aire caliente, y de medios de polipropileno en las bandas de transporte, es el diseño de los difusores en el interior. Su perfecta y estudiada distribución hace que la energía se encuentre repartida por igual, lo que hace que seamos capaces de obtener un resultado homogéneo, usando el mismo sistema con el aire inyectado, que es previamente calentado hasta un rango de 20-600ºC.

Finalmente, el problema técnico de la dispersión de ondas se resuelve de forma que el equipo desarrollado para procesos industriales contiene un sistema de pasaje y filtros de atenuación que reduce y controla la dispersión de una manera eficaz -gracias a un diseño de filtros sintonizados a la frecuencia de trabajo en el llamado fenómeno de “trampa de ondas”evitando a pesar de ser estructuras...

1. Equipo combinado de microondas y aire caliente para secado de materiales de construcción laminares o a granel para la eliminación de humedad y/o curado de resinas, esmaltes u otros tratamientos en soportes de alta absorción de humedad caracterizado por una cinta de transporte de pasaje de piezas de material transparente o de baja absorción a las microondas (1) , que transcurre por una etapa de filtros de atenuación de entrada y salida (2) y una cámara de cerramiento (7) . En el interior de dicha cámara de cerramiento, se incorpora un mecanismo de extracción de aire húmedo (4) , y un mecanismo de impulsión de aire seco (5) . Este último permite introducir un volumen de aire variable regulable en temperatura desde el exterior, desde una temperatura ambiente hasta una temperatura de 600ºC en un régimen laminar o turbulento como convección forzada combinada con una o varias fuentes de microondas (3) .

2. Equipo combinado de microondas y aire caliente para secado de materiales de construcción laminares o a granel para la eliminación de humedad y/o curado de resinas, esmaltes u otros tratamientos en soportes de alta absorción de humedad conforme a la Reivindicación 1 caracterizado porque una o varias fuentes de microondas (3) contiene un difusor.

3. Equipo combinado de microondas y aire caliente para secado de materiales de construcción laminares o a granel para la eliminación de humedad y/o curado de resinas, esmaltes u otros tratamientos en soportes de alta absorción de humedad conforme a la Reivindicación1y2 caracterizado porque la fuente de microondas (3) incorpora un isolauncher o atenuador de onda reflejada con aislador y/o una brida del tipo R26.

4. Equipo combinado de microondas y aire caliente para secado de materiales de construcción laminares o a granel para la eliminación de humedad y/o curado de resinas, esmaltes u otros tratamientos en soportes de alta absorción de humedad conforme a la Reivindicación 1, 2 y 3 caracterizado porque la fuente de microondas (3) , y el isolauncher o atenuador de onda reflejada con aislador se encuentran refrigerados por medio de aire y/o agua.

5. Equipo combinado de microondas y aire caliente para secado de materiales de construcción laminares o a granel para la eliminación de humedad y/o curado de resinas, esmaltes u otros tratamientos en soportes de alta absorción de humedad conforme a la Reivindicación 2, 3 y 4 caracterizado porque se incorporar una guía del tipo WR340, para uniformizar las ondas electromagnéticas en el interior de la cámara de cerramiento (7) .

6. Equipo combinado de microondas y aire caliente para secado de materiales de construcción laminares o a granel para la eliminación de humedad y/o curado de resinas, esmaltes u otros tratamientos en soportes de alta absorción de humedad conforme a la Reivindicación 1, 2, 3, 4, y 5 caracterizado porque los filtros de atenuación (2) son modales o geométricos, mantas filtrantes, o conductos de agua, o todos o algunos de ellos combinados entre sí.

7. Equipo combinado de microondas y aire caliente para secado de materiales de construcción laminares o a granel para la eliminación de humedad y/o curado de resinas, esmaltes u otros tratamientos en soportes de alta absorción de humedad conforme a la Reivindicación 1, 2, 3, 4, 5 y 6 caracterizado porque los filtros de atenuación (2) incorporan un sistema de medición de fugas en las bocas de salida como elemento de seguridad.