Topo Chico innova en pegado y cerrado de cajas con EcoStitch de Valco Melton
En su planta en Monterrey, Topo Chico innova y reduce consumo de adhesivo en el pegado hot melt de cajas de sus botellas de agua mineral en cerca del 55%, gracias a la implementación de equipos EcoStitch de Valco Melton.
Topo Chico, es una marca icónica con 130 años de historia presente en los mercados de México y Estados Unidos. Su historia está íntimamente ligada a un manantial de aguas cristalinas que dio origen a una de las marcas de agua mineral más emblemáticas de México. El Cerro del Topo Chico, donde está ubicada esta planta, está localizado entre los municipios de Escobedo, San Nicolás y la ciudad de Monterrey, Nuevo León.
Hoy la planta de Topo Chico cuenta con seis (6) líneas de producción, en las cuales se llevan a cabo los procesos de embotellado, llenado, tapado, y armado de cajas y charolas con las botellas, en configuraciones de 4, 6, 12, 18 y 24 unidades, según sean las demandas del mercado.
Transformación en marcha en el proceso de pegado y cerrado de cajas
En su planta de Monterrey, Topo Chico implementó una importante innovación tecnológica, alineada con su compromiso ambiental y la optimización operativa. La empresa incorporó en 2023 dos sistemas de aplicación eléctrica de adhesivo hot melt EcoStitch de Valco Melton para mejorar la eficiencia en el pegado/cerrado de las cajas, generar grandes ahorros económicos y reducir el desperdicio.
La implementación del sistema EcoStitch le ha permitido a Topo Chico optimizar la dosificación y aplicación de pegamento en las cajas, reducir el consumo en un 55% y mejorar la precisión en el proceso de pegado, lo que no solo ha generado ahorros operativos y mayor eficiencia general de la planta, también ha reforzado el compromiso de la empresa con la sostenibilidad ambiental, minimizando los residuos y la huella de carbono.
“El equipo EcoStitch de Valco Melton permite estabilidad en el proceso, beneficios económicos y alcanzar empaques de alta calidad que satisfacen las expectativas del consumidor norteamericano. Ahora priorizamos un empaque sólido, funcional para transporte y visualmente atractivo, adaptado a las demandas del mercado”, nos dijo Federico Arámbula, gerente de producción de la planta de Topo Chico.
Esta innovación convierte a esta planta de Monterrey en pionera en México, al ser la primera en el sector de producción de bebidas en utilizar esta tecnología de Valco Melton, consolidando su liderazgo tanto en la industria como en prácticas sostenibles.
El reto de mejorar eficiencia y calidad en embalaje secundario
El principal objetivo del cambio emprendido por Topo Chico fue eliminar las quejas del mercado norteamericano sobre cajas de cartón laminado despegadas en los empaques de 500 ml de 18 unidades en 3 sabores, especialmente las que contenían botellas de vidrio de alto volumen y peso (de 15 kg en promedio), lo que comprometía la seguridad y generaba mermas para los clientes. Además, se buscaba reducir los altos costos asociados al exceso de pegamento en el sistema anterior que consistía en pistolas neumáticas, ya que este no contaba con una opción para optimizar su consumo sin afectar la calidad del empaque. “La implementación del sistema EcoStitch redujo las quejas por mal pegado de cajas a cero, mejorando significativamente la eficiencia de la línea. La dosificación electrónica garantiza una aplicación constante del adhesivo, a diferencia del sistema neumático anterior, que era propenso a taponamientos”, nos dijo Roberto Iván Ontiveros, gerente corporativo de Estrategias de Manufactura, Mantenimiento y Digitalización de Arca Continental.
De izquierda a derecha, Roberto Iván Ontiveros, gerente corporativo de Estrategias de Manufactura, Mantenimiento y Digitalización de Arca Continental; Federico Arámbula, gerente de producción de la planta de Topo Chico; y Salvador Rodríguez, Especialista de Empaque con Hot melt de Valco Melton.Mundo EXPO PACK
En la planta, los problemas con el sistema anterior de aplicación de adhesivos eran evidentes y hacía necesario que se buscara una solución que no solo redujera los costos operativos, sino que también mejorara la precisión y la confiabilidad en el proceso de armado y cerrado de las cajas con las botellas.
Para cumplir con estos objetivos, la adquisición de dos sistemas EcoStitch de Valco Melton fue decisiva. El primer equipo, instalado en marzo de 2023, es un sistema en modalidad Gun Conversion para envoltura, con 6 válvulas y 4 módulos de disparo controlados por VD2, utilizado para aplicar hot melt en el armado y cerrado de cajas para botellas de vidrio de 12 y 18 unidades.
El segundo equipo cuenta igualmente con una configuración Gun Conversion, con 2 válvulas de un módulo de disparo, y está instalado en una máquina formadora de bandejas para botellas de 600 ml. “La tecnología Gun Conversion permite mantener el tanque fusor original y solo cambiar las pistolas y agregar controladores de disparo: además, las válvulas EcoStitch son compatibles con tanques de otras marcas”, explicó Salvador Rodríguez, Especialista de Empaque con Hot melt de Valco Melton.
Una implementación muy exitosa
Un primer paso en esta implementación fue realizar en enero de 2023 una auditoría de los adhesivos para recopilar información sobre el uso que se estaba haciendo en la Línea 4 de la máquina formadora en cajas OCME con el sistema de pegado neumático anterior. "El sistema que utilizábamos no tenía la opción de actualización para hacer un uso más eficiente del adhesivo sin comprometer la calidad del cierre de las cajas", comentó el Ingeniero Arámbula. Esta evaluación nos permitió que los equipos de trabajo de Topo Chico y Valco Melton acordaran y realizaran previamente los ajustes técnicos necesarios en el nuevo sistema.
Para medir el peso preciso del adhesivo, se utilizó cinta de enmascarar en el área de aplicación en cajas de 18 botellas, de manera que se pudiera retirar el adhesivo sin cartón. Este método facilitó la comparación entre válvulas neumáticas del sistema anterior y las válvulas eléctricas de Valco Melton.
En pruebas realizadas en la máquina formadora de cajas OCME de la Línea 4 en la planta que opera a una velocidad de 18 cajas por minuto (1.080 cajas por hora), las válvulas neumáticas consumían en promedio 1,65 gramos de adhesivo por válvula, totalizando 9,9 gramos por caja con seis válvulas. En contraste, las válvulas eléctricas EcoStitch de Valco Melton promediaron 0,85 gramos por válvula, reduciendo el consumo total a 4,95 gramos por caja, lo que demuestra una significativa optimización del adhesivo.
El análisis de la prueba destacó que el sistema EcoStitch ofrecía ventajas funcionales y estéticas significativas gracias a su precisión y flexibilidad en la aplicación de adhesivo. A diferencia del sistema neumático, que genera desperdicio y grandes cantidades de "pelo de ángel", EcoStitch eliminó este problema mediante un control independiente de los módulos de válvula, con lo que redujo la presión del tanque de pegamento y se lograron aplicaciones más precisas. Además, el diseño eléctrico del sistema de Valco Melton permitió ajustar el tamaño y el espacio entre los puntos de adhesivo, optimizando el consumo y reduciendo el desperdicio de hot melt.
En marzo de 2023, se completó una segunda instalación que incluyó la conversión completa de seis válvulas (cuatro laterales y dos superiores), para mejorar la primera instalación limitada a solo dos válvulas. Durante esta implementación, se recopiló información clave, como el gramaje total de adhesivo aplicado en cajas de 12 y 18 botellas, y la reducción del tiempo de inactividad por ajustes en el sistema neumático.
Retos superados a partir de EcoStitch de Valco Melton
El desafío principal durante el proceso de instalación, además de demostrar que cambiar los aplicadores neumáticos por el sistema EcoStitch garantizaba un mejor cerrado de las cajas, era confirmar que los ahorros obtenidos podrían traducirse en un retorno de inversión del 100% en menos de seis meses.
En el cumplimiento de este propósito, las válvulas eléctricas han jugado un papel determinante, ya que pueden disparar hasta diez veces más rápido que las neumáticas y no requieren o-rings para mantener el aire comprimido, lo que permite un ciclo continuo y una mayor durabilidad. Al controlar electrónicamente el flujo de adhesivo, se logran aplicaciones precisas de gramajes pequeños y controlados. Esto posibilita la reducción del uso de material de pegado sin comprometer la calidad del cierre, asegurando repetibilidad y confiabilidad en su posicionamiento en el empaque. EcoStitch ofrece además una unión superior en comparación con los patrones de cordones tradicionales, mejorando la integridad y flexibilidad de cada caja, además de reducir los tiempos de secado.
Al controlar electrónicamente el flujo de adhesivo, se logran aplicaciones precisas de gramajes pequeños y controlados. Esto posibilita la reducción del uso de material de pegado sin comprometer la calidad del cierre, asegurando repetibilidad y confiabilidad en su posicionamiento en el empaque.Mundo EXPO PACK
Ajustes técnicos para la implementación del sistema hot melt eléctrico
En mayo de 2023 se llevaron a cabo diversas pruebas con tamaños de boquillas en válvulas neumáticas para optimizar el uso de adhesivo. Inicialmente, se probaron boquillas de medidas .016, .018 y .020 pulgadas recomendadas por Valco Melton, y se confirmó que las de 0.020 pulgadas ofrecían los mejores resultados en términos de rendimiento y consistencia en el disparo de adhesivo. “Los tiempos de inactividad por taponamientos de boquillas disminuyeron un 80-85%”, explica el Ingeniero Ontiveros.
Paralelamente, se realizaron ajustes en las temperaturas de las válvulas, configurándolas uniformemente a 170 °C tras detectar variaciones que afectaban el rendimiento del adhesivo. Asimismo, se concluyó una prueba de 45 días con el sistema EcoStitch, que permitió confirmar las ventajas en el ahorro de adhesivo, la eliminación de disparos fuera de las cajas y la reducción de paros por ajustes en válvulas neumáticas.
El proceso de instalación, realizado a mediados de 2023, incluyó también la integración de un armario de acero inoxidable con control digital, que permite hoy gestionar de forma eficiente los sistemas de las pistolas eléctricas EcoStitch. Las pruebas iniciales, realizadas durante un período de 60 días, permitieron realizar ajustes en los parámetros de presión, boquillas y temperatura, y observar que el sistema de pistolas eléctricas era compatible con diferentes adhesivos termofusibles.
Beneficios evidentes
Considerado bajo una perspectiva amplia, el sistema EcoStitch ha mejorado en la planta de Topo Chico la eficiencia general del equipo (OEE), permitió reducir los costos totales de propiedad (TCO) y minimizar los paros de máquina al eliminar la necesidad de ajustes electroneumáticos en el sistema de adhesivo, optimizando así la productividad y confiabilidad del proceso.
Al migrar a este sistema, se eliminaron los kits de reparación de válvulas, lo cual redujo los costos de mantenimiento. Como nos explicó el ingeniero Salvador Rodríguez, Especialista de Empaque con Hotmelt de Valco Melton, el sistema EcoStitch ha mejorado la eficiencia al eliminar el aire comprimido, las piezas de repuesto, la obstrucción de boquillas, los tiempos de inactividad, los problemas de adhesivo deficiente y el mantenimiento rutinario.
El volumen de adhesivo es controlado electrónicamente ahora con los nuevos equipos mediante señales de 24V, para activar las válvulas eléctricas. En lugar de ajustar el volumen mediante boquillas y presión neumática, el sistema permite cambiar el tamaño de los puntos electrónicamente (2mm-9mm) con solo presionar un botón. Con un controlador que recibe la señal del PLC se regula el volumen y el patrón de aplicación del adhesivo con patrones de cordón continuo, puntos, espacios entre puntos, o conteo de puntos uniformes, según la señal de entrada.
Una propiedad especial del sistema EcoStitch es que dosifica el pegamento en forma de "puntos", lo que evita el escurrimiento común en el sistema anterior. Esto reduce los residuos en los sistemas de transporte y en la máquina de formación del empaque, eliminando el tiempo adicional necesario para limpiar el remanente, explica el gerente de producción de Topo Chico, el Ingeniero Federico Arámbula. El Ingeniero Ontiveros, destaca por su parte que la reducción en el consumo de adhesivo también tuvo un efecto directo en la calidad del empaque.
Impacto ambiental y sostenible
Además de los beneficios operativos y económicos, el cambio hacia el sistema EcoStitch también tuvo un impacto positivo en términos de sostenibilidad ambiental. La reducción del uso de adhesivos químicos y la eliminación de residuos no solo contribuyeron a disminuir el impacto ambiental, también le permitieron a Topo Chico cumplir con sus objetivos de reducción de la huella de carbono y mejorar la eficiencia en el uso de recursos.
"Desde la implementación del sistema hemos reducido el consumo de adhesivo y, con ello, la cantidad de residuos generados. Esto refuerza nuestro compromiso con la sostenibilidad", explica el Ingeniero Arámbula. Esta transformación tecnológica se enmarca en los esfuerzos de Topo Chico para alinearse con las mejores prácticas de sostenibilidad, como lo demuestra su plan de expansión de estos sistemas de adhesivos hot melt a otras líneas de producción de Arca Continental.
Capacitación y soporte técnico
La integración de la nueva tecnología además de implicar cambios en los equipos también requirió un enfoque integral de capacitación. Valco Melton ofreció un entrenamiento exhaustivo para el personal operativo y mecánico, asegurando que el uso del sistema EcoStitch fuera eficiente y optimizado. "Las capacitaciones tanto teóricas como prácticas nos permitieron adaptarnos rápidamente a los nuevos sistemas, lo cual fue fundamental para el éxito del proyecto", comenta el Ingeniero Roberto Ontiveros.
"Desde la implementación del sistema hemos reducido el consumo de adhesivo y, con ello, la cantidad de residuos generados. Esto refuerza nuestro compromiso con la sostenibilidad", explica el Ingeniero Arámbula, en la foto.Mundo EXPO PACK
Valco Melton también proporcionó soporte técnico continuo, incluyendo visitas periódicas de mantenimiento preventivo y recomendaciones para el almacenamiento de repuestos críticos, lo que ha garantizado la continuidad operativa de las operaciones en la planta.
Mirando hacia el futuro
Con la experiencia de los primeros resultados exitosos, la planta de Topo Chico planea expandir el uso de los sistemas EcoStitch a otras líneas de empaque, incluyendo aquellas de mayor velocidad de producción, como las de 1.000 bpm. "Estamos considerando implementar estos sistemas en nuestras líneas de mayor velocidad, lo que nos permitirá continuar mejorando la eficiencia y reduciendo costos", concluyó Arámbula.
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De izquierda a derecha, Roberto Iván Ontiveros, gerente corporativo de Estrategias de Manufactura, Mantenimiento y Digitalización de Arca Continental; Federico Arámbula, gerente de producción de la planta de Topo Chico; y Salvador Rodríguez, Especialista de Empaque con Hot melt de Valco Melton.Mundo EXPO PACK
