Robótica industrial: una buena pieza

El negocio de la robótica industrial y la automatización crece al año entre un 7% y un 8%. España tiene más de 22.000 robots operativos, una cifra sólo un poco inferior a la de países tecnológicamente más adelantados como Japón. Estos buenos datos se explican por el empuje de la automoción y el uso generalizado de estos dispositivos.

¿Qué sería de la producción masiva sin robots? Por supuesto que la industria podría vivir sin ellos, pero a cambio de una inmensa plantilla de operarios para alcanzar los niveles de fabricación oportunos. Eso sin entrar a valorar la reducción de la siniestralidad laboral, la flexibilidad y la altísima calidad que posibilita la robotización.

Además, las compañías dedicadas a la robótica no solamente producen sistemas, equipos, hardware y software, sino que también diseñan e integran métodos para soluciones llave en mano y desarrollan numerosas aplicaciones de servicios, como el mantenimiento y la actualización.

La Fundación Cotec ha publicado recientemente el documento “Robótica y automatización” (el número 23 de su Colección de Documentos sobre oportunidades tecnológicas). El informe remarca que España es uno de los países industrializados que más está apostando por la robótica y la automatización. Con más de 22.000 robots operativos en 2004 y una cifra superior a los 24.000 durante 2005, nuestro país se sitúa en el séptimo lugar mundial en cuanto a número de unidades detrás de Japón, Estados Unidos, Alemania, Corea, Italia y Francia.

Carlos Balaguer, catedrático de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Universidad Carlos III de Madrid, nos acerca un poco más a la realidad de este sector con otros datos. “Es representativa la densidad de robots en la industria española por número de empleados, con 1.000 máquinas de este tipo por cada 10.000 trabajadores. En Japón, por ejemplo, hay 1.600 robots por cada 10.000”, dice Carlos Balaguer. Y añade que además ambos países son consumidores aunque limitados productores. Según un informe elaborado por UNECE/IFR, en 2004 la población de robots industriales en el mundo era de cerca de 850.000, de los cuales un 42% se encontraba en el citado país asiático.

Más que robots
Hay que tener presente esta realidad y destacar que a la industria de la robótica y la automatización se le asocia un completo tejido empresarial con los correspondientes empleos que genera. Porque tras la investigación y el desarrollo de un nuevo robot le siguen la realización del proyecto y el estudio para su instalación en casa del cliente, el montaje, el mantenimiento, la reparación, la formación, etc.

El volumen de negocio mundial que genera esta actividad es para recordar. La consultora americana ACR ha presentado recientemente los datos del sector y subraya que la cantidad es de unos cuatro billones de dólares, con un posible crecimiento a cinco billones. “Sin embargo creo que es una cifra bastante conservadora porque en torno a la automatización están esas empresas subsidiarias de mantenimiento y de contratación que también participan”, opina Carlos Balaguer. Además, el catedrático apunta dos hechos que no hay que perder de vista: el negocio de la robótica industrial y la automatización crece anualmente entre el 7% y 8%, y la robótica y la automatización son claves para la industria moderna, que no puede obviar esta tecnología.

Hace 15 años esta tecnología no era accesible al resultar demasiado reciente y por tanto muy cara, pero hoy ya es barata y de fácil aplicación en cualquier centro productivo. El consumidor de robots por excelencia es el sector de la automoción, con porcentajes de entre el 60 y el 70%. No obstante, otros ámbitos, como el metálico, el químico y el textil, también tienen un consumo notable. Pero aquí, prácticamente, concluye la lista de clientes. En realidad, se trata de una tecnología muy nueva que todavía no ha calado en todo el espacio empresarial. La alimentación, la construcción, la asistencia a discapacitados y enfermos, la medicina, la construcción, etc. no se plantean robotizar y automatizar tareas y eso que podrían aportarles multitud de ventajas. Y en el caso de que sí las apliquen se encuentran a unos niveles muy bajos.

Nuevos aires robóticos
Lo positivo es que las cosas están cambiando y desde los centros e institutos de investigación nacionales e internacionales se ha abandonado el terreno puramente industrial y las cadenas de producción para pasar a bucear precisamente en la aplicación de la robótica en campos muy diversos.

En este ámbito, para el área de la construcción, Manuel A. Armada, miembro de la Academia Rusa de Ciencias Naturales y jefe del departamento de Control Automático del Instituto de Automática Industrial, del CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas), explica el funcionamiento del Roboclimber: un robot escalador de grandes dimensiones en el que está trabajando junto a su equipo.

El cometido de este enorme artilugio “es ocuparse de las tareas necesarias para la consolidación de las laderas de las montañas”, analiza Manuel Armada. En ocasiones, en la construcción de carreteras, puentes, edificaciones, etc. hay que reforzar una montaña y hacer muros de contención para evitar desprendimientos. El robot, que pesa 4.000 kg, se cuelga de cables de acero desde la cima de la ladera y se ocupa de realizar taladros en la montaña de hasta 20 m de profundidad y 10 cm de diámetro para después rellenar de hormigón estos huecos. Armada asegura que “ya se ha probado con éxito en los Alpes italianos y se está optimizando el sistema para después fabricarlo. El prototipo estará disponible en un año y en dos se podría comercializar”.

Otra aportación a la construcción también ha corrido a cargo del Instituto de Automática Industrial. En este caso ha sido una empresa española, Tabiquería 2.000, fabricante de paneles para construir tabiques, la que ha financiado la investigación y el desarrollo del prototipo. “Es el Robotab –cuenta Armada–, un robot de servicios para ayudar en el manejo de cargas pesadas que es guiado directamente por el usuario”. Estos paneles tienen un peso de entre 60 a 70 kg, lo que complica y ralentiza el montaje por parte del operario. Evidentemente, un robot de estas características es la solución; es como un brazo asistencial que se ocupa de trasladar a la posición deseada el panel y de su colocación bajo las órdenes del empleado que guía su trayectoria.

Descontaminación de vehículos
Martín Mellado, del Instituto Universitario de Automática e Informática Industrial (ai2) de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV), nos adentra en la robótica aplicada a la automoción pero no en el área ampliamente conocida de la fabricación sino en la descontaminación automática de los vehículos fuera de uso, al final de su vida útil.

“El tratamiento de estos coches es un problema acuciante en la industria y sociedad actual, ya que los riesgos de contaminación son cada vez mayores por el creciente número de ellos en retirada”, explica Martín Mellado. Para llevar a cabo un reciclado completo de sus componentes el desensamblado se hace de forma manual. “La automatización de este proceso es un problema realmente complejo”, añade Mellado. Y continúa: “Debido a la gran variabilidad (muchas marcas y modelos) y al estado en el que se reciben los vehículos (en perfectas condiciones o afectados en mayor o menor medida por algún accidente), resulta necesario el desarrollo de un sistema robotizado extremadamente potente y flexible, con capacidades sensoriales muy completas, para que pueda realizar el desensamblaje completo, comprendido como tal la descontaminación y retirada de piezas”.

El grupo de robótica del Instituto ai2 está diseñando un sistema de extracción de combustible que, mediante sensores automáticos o semiautomáticos (con cierta intervención de un operario), alcance el depósito, lo agujeree con una herramienta específica, según el material del que esté hecho, y succione el carburante, detectando cuándo se ha vaciado. “De este modo, se mejora el rendimiento y la seguridad, ya que mientras el robot lleva a cabo esta tarea, que además supone un riesgo para el operario, éste puede seguir trabajando en otra función del desmontaje del vehículo”, sostiene Mellado.

Desde el Instituto ai2 prevén contar con un prototipo para final del presente año de cara a plantear su posible comercialización el próximo ejercicio. Mellado matiza que en principio “se pretende aplicar el sistema a cuatro modelos concretos, que representan casi una cuarta parte de los vehículos en proceso de retirada actualmente”. Además, insiste en que “es transferible a diversos sectores, como los electrodomésticos, los aparatos electrónicos, la maquinaria industrial u otros campos de la automoción”.

De la agricultura al volante
Manuel Armada, del Instituto de Automática Industrial, resalta que la robotización también está saltando a sectores tan tradicionales como la agricultura. Por ejemplo, constata, “se ha desarrollado un robot que se ocupa de la plantación de las cepas y un pequeño tractor automatizado y guiado por GPS, que tiene la función de realizar una fumigación selectiva”.

Armada también recuerda que la robotización puede encargarse de operaciones que son realmente peligrosas para los operarios. Un ejemplo es un robot caminante o escalador que se sujeta a las paredes con imanes, diseñado para soldar en el interior del doble casco de los buques en construcción. Un caso distinto es el del proyecto español Dylema, subvencionado por la Administración, otro robot caminante pero equipado con sensores para la detección y localización de minas antipersona.

En otros sectores nos adentra Carlos Balaguer, de la Universidad Carlos III, quien adelanta que ya existen robots que se ocupan de distribuir las medicinas y las bandejas de comida en los hospitales o de la limpieza de las fachadas de los edificios. Estos últimos incluso detectan el grado de suciedad para después insistir más en determinadas zonas. En relación con este mismo campo están a la venta aspiradores automáticos para el hogar y robots encargados de la limpieza exterior de los aviones. “Un avión limpio ahorra un 7% de combustible”, recalca Carlos Balaguer.

Humanoides capaces de manejar maquinaria hidráulica; “es más rentable un robot que sepa conducir diversas máquinas que automatizar, por ejemplo, una excavadora”, matiza Balaguer. Vehículos que se mueven solos, incluso aéreos, y que son manejados a distancia. Robots de cuatro patas para transportar cargas muy pesadas. Otros capaces de transitar en zonas pantanosas. La lista es muy extensa, pero queda lo más importante: que realmente empiecen a ser partícipes del día a día.

Robotizar el almacenaje
Al igual que la robótica y la automatización ya forman parte de la producción, esta industria es responsable de otros cometidos que arrancan cuando el producto atraviesa las puertas de la planta fabril. “Los artículos tienen que llegar al cliente en las mismas condiciones de calidad que se han fabricado”, dice Rafael Salichs, director general de Mecalux, Ingeniería y Sistemas.

Para ello, los almacenes no tienen por qué seguir siendo gestionados de forma manual. Las tradicionales carretillas elevadoras pueden ser sustituidas por transelevadores automáticos, que circulan por los pasillos de las estanterías. Su misión es colocar la carga en la ubicación que corresponda o extraerla con la ventaja de que tales estanterías pueden elevarse hasta los 40 m de altura. Y no sólo es posible robotizar el almacenaje sino que en muchas compañías los pedidos de los clientes o los que abastecen una fábrica hoy día se preparan de forma totalmente automática, al igual que los traslados hasta el muelle de carga de la mercancía que está lista para entregar. Incluso, en ocasiones, los operarios sólo entran en las instalaciones para las rutinarias operaciones de mantenimiento o las esporádicas reparaciones.

Tal como subraya Rafael Salichs: “En España el negocio de la automatización industrial sí está en pleno desarrollo y cualquier empresa, independientemente de su sector, se puede permitir automatizar, con el objetivo de mover cajas o resolver la distribución”. En este caso, lo más significativo, concluye Salichs, “es que un almacén automático tiene un rendimiento cinco veces superior al de uno convencional. Como ventajas principales: ofrece una seguridad extrema, un funcionamiento correcto, un número de errores mínimo y una elevada productividad”.