Hacia la grúa inteligente

Algunos de los potenciales clientes de GH CRANES & COMPONENTS, en el momento de la compra, dicen considerar que las grúas son unos aparatos clásicos, que sirven para elevar y trasladar cargas, y que mientras realicen esa función, todas las grúas son iguales.

Pero quienes pelean todos los días en el sector, saben que dentro del pasado siglo y en lo que va de este, las grúas han tenido muchas mejoras y que unos y otros fabricantes las aplican o no a sus estándares de fabricación.

LA PRIMERA REVOLUCIÓN FUE EN TORNO A LA TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES

En las primeras tres cuartas partes del siglo pasado el reto se basó en el desarrollo de la tecnología de materiales, buscando reducir el dimensionamiento y los pesos de los mecanismos para optimizar de esta forma el aprovechamiento de las naves industriales y reducir las cargas y esfuerzos sobre las mismas.

Nacen así cambios en el material de estructuras pasando de la utilización del A-37 o ST-37, hoy S235JR, a la utilización mayoritaria en Europa del Acero. A-44 o ST44, hoy S275JR.

En cables de acero, se pasa de cables con alambres de resistencia de 1770N/mm2 y composición WS 6x36 o WS 8x36, a cables con alambres de 1960N/mm2 y 2160N/ mm2, con mayor número de hilos para lograr mantener la flexibilidad. Compactados para conseguir mayor carga de rotura con un mismo diámetro de cable, y mejor comportamiento ante la abrasión. Posteriormente se va imponiendo la infiltración plástica en los cables para dar mayor vida a los mismos y protegerlos mejor contra la corrosión interior y contra la fatiga.

En poleas se empiezan a utilizar poleas partiendo de acero estructural, que se utilizaban en grúas de proceso y su uso en grúas estándar se universaliza, reemplazando a las poleas de fundición más frágiles. Otras novedades, como el intento de implantar poleas de derivados del plástico, son desechados ante problemas de seguridad del cable.

En tambores se pasa desde tambores de fundición a primeros de siglo, a tambores de chapa curvada o tubos de material S275 y S355, con una vida considerablemente mayor al desgaste. En guías de cable se empiezan a utilizar materiales plásticos y también fundición modular para no dañar el cable.

En los ganchos se va pasando de utilizarse materiales como ASt41 o ASt52 a utilizarse forjados de acero aleado 34CrMo4 y más recientemente 34CrNiMo6. 

En reductoras se evoluciona de utilizar para los engranes, aceros no aleados como C45 y aleados como 34CrMo4 y 35CrNiMo7 a utilizar aceros de cementación.15CrMo5 (F-1550) o 15CrNi6 (F-158). Con mejores prestaciones a fatiga y a desgaste. Se pasa también a utilizar mayoritariamente cajas reductoras cerradas, evitando los trenes al aire.

En motores pasamos de los rotores cónicos de un solo devanado a motores freno clásicos de rotor cilíndrico y doble devanado para conseguir sólo con un motor una velocidad reducida aparte de la nominal.

En los frenos desaparece el amianto de la composición de los ferodos.

En las ruedas de traslación se pasa de ruedas con dentado exterior a ruedas con accionamiento por eje. 

De materiales para ruedas como el C45, a prácticamente generalizarse la fundición modular, con la ventaja de mayor resistencia EN-J51060 y EN-J51070, y mejores propiedades de autolubricación, para las Grúas estándares.

En grúas especiales, materiales de forja, y con procesos de templado superficial por inducción.

En la cuarta parte del siglo pasado es cuando se hace un aprovechamiento común por parte de los fabricantes de grúas del desarrollo de las tecnologías eléctricas, electrónicas, de automatismos y de comunicación.

Se asiste al uso estandarizado de finales de carrera, también en las traslaciones, radio mandos, e incluso control de motores por variadores.

SIGLO XXI: TECNOLOGÍAS DE LA COMUNICACIÓN

A finales de este siglo, en GH vieron muy claro por donde se producirá la evolución: las tecnologías de la comunicación.

Entramos así en el siglo XXI con el resultado y el desarrollo todavía vivo, de las tecnologías de la electrónica y de la comunicación, que posibilitaran una nueva perspectiva al desarrollo de la industria en el sigo XXI, lo que algunos llaman industria 4.0, otros nueva Revolución Industrial y otros desarrollo de máquinas inteligentes.

Todas las innovaciones tecnológicas siguen su desarrollo y ninguna sustituye a la otra.

La de los materiales avanza, entre otras cosas, con el desarrollo de la fabricación aditiva junto a la impresión 3D nos permite la fabricación de cuerpos sólidos tridimensionales a partir de la superposición de capas sucesivas de polvo en finas capas hasta conformar la figura deseada.

Las innovaciones basadas en la tecnología eléctrica y electrónica, con el tema de control y sensores y la de la comunicación con tecnologías más simples y accesibles.

¿Cómo está afectando todo este desarrollo y como afectará al futuro del mundo de las grúas?

Hay temas que se vislumbran claros para las máquinas y que nos acercan al concepto de “grúa inteligente”:

Eficiencia energética

La utilización de motores de alta eficiencia de nuevo desarrollo puede reducir las pérdidas de energía considerablemente, con el consiguiente ahorro a lo largo de la vida de la máquina. De igual modo la utilización de variadores regenerativos permite recuperar la energía proveniente del proceso de frenado en vez de disiparla a modo de calor.

Autodiagnóstico

En la medida que se desarrollan los sensores, y el control de los accionamientos, la máquina será capaz de autodiagnosticarse.
Las células de pesaje nos indicarán la carga que estamos manipulando, además indicarán el número de sobrecargas.
Junto con un contador de tiempo y de ciclos nos indicarán si están trabajando dentro de los parámetros para los que han sido diseñadas o si estos deben ser otros.

Comunicarse con las personas de forma interactiva e inmediata

Nos indicarán cuando les toca una revisión o cuando deberemos reemplazar alguna de sus piezas.

Los sensores de temperatura y de intensidad nos indicarán que algo no esta bien y debe de ser revisado.

Incluso podrá adoptar soluciones en caso de haber previsto redundancias.

La máquina será capaz de comunicarse con el operario, con el servicio de asistencia, vía Radio, vía Smartphone, vía GPRS.

Podremos incluso actuar sobre ella a distancia, o en su lugar diagnosticar y poner en marcha soluciones para su funcionamiento óptimo.

Comunicarse con otras máquinas. Recibir la repuesta del operario del servicio de asistencia acortando los tiempos de actuacion

Algunos definirán la grúa inteligente como aquella que sepa detectar su problema y sea capaz de repararlo.

Pues bien, es evidente que una máquina por ella misma carece de inteligencia.

Pero también no es menos cierto que con la ayuda de sensores programados por el hombre, será capaz de autodiagnosticarse e incluso de impedir maniobras que sean peligrosas para las personas y para ellas mismas.

¿HACIA LA GRÚA INTELIGENTE?

Hasta aquí, está todo en el mercado y todos intentamos incorporar estas innovaciones a nuestros procesos productivos. En GH procuramos estandarizarlo e integrarlos lo máximo posible en nuestras máquinas.

Ahora bien la máquina es capaz de conocer sus problemas de autodiagnosticarse - incluso de indicarnos posibles soluciones – incluso de poner en marcha redundancias para evitar peligros o seguir funcionando, pero como decía alguno su final de una u otra manera la programará y realizará el hombre.

Esta es para la siguiente cuestión: cómo se comunica con nosotros, con el operario, con su servicio de asistencia técnica, o incluso con otras grúas y  cómo nos comunicamos el hombre con ella. Aquí es donde entra la tecnología de la comunicación. Podemos tener la información descentralizada o incluso centralizada dentro de la misma grúa, vía modbus, wifi o radio, y desde el centro de control de la grúa poder disponer de la información a través de algún puerto USB, ordenador, vía radio a la pantalla del radio mando del operador o vía wifi a un Smartphone o vía telefónica a un Smartphone o a la central de servicio de asistencia homologado.