20/9/2023 Barneveld, Netherlands

Producción automatizada de elementos de armadura para muros de contención con una flexible máquina soldadora y dobladora de mallas

Puede que los muros de contención sean un producto nicho en el mercado de los prefabricados de hormigón, pero se considera que son los elementos más habituales y más difundidos en la construcción no residencial. 
Se fabrican con diferentes formas y tamaños y se utilizan en numerosas aplicaciones. Por ejemplo, en la agricultura, en la ges-tión suelos y terrenos, en las canalizaciones de agua, vallados, trabajos de construcción de carreteras, contención de ensilados, naves de almacenamiento, etc. A pesar de que estos elementos puedan parecer muy sencillos en cuanto a su forma geométrica como a su composición, su planificación y fabricación pueden llegar a ser muy exigentes, ya que a menudo deben cumplir tolerancias estrictas y deben soportar grandes cargas, esfuerzos de flexión, entornos húmedos o químicos y el contacto con el suelo, además están sometidos a los efectos de la intemperie.

Para alcanzar una elevada durabilidad (50 años o más) bajo estas circunstancias, la calidad del hormigón debe ser muy alta y la armadura se tienen que colocar con minuciosidad, especialmente en puntos débiles del elemento como el ángulo de 90° afilado de la zona del suelo. Asimismo, al igual que con otros tipos de elementos prefabricados de hormigón (muros, losas, etc.), es importante reducir el peso y, de paso, disminuir la cantidad de materias primas, con el fin de ahorrar costes y ser competitivos, sin afectar al rendimiento de estos elementos.

Bosch Beton

En el campo de los muros de contención, no cabe duda de que los Países Bajos y sus países vecinos son un mercado de referencia en Europa debido a su situación geográfica, a los numerosos canales y vías navegables, la agricultura, tan importante para el país, la explotación del suelo y las redes de carreteras y de ferrocarriles tan altamente desarrolladas. Y en este mercado, seguramente Bosch Beton sea un fabricante y proveedor de referencia.

Bosch Beton es una empresa familiar fundada en 1968 que, actualmente, se ubica en una bonita fábrica ultramoderna en la ciudad de Barneveld (Países Bajos), que se construyó hace cinco años y se equipó con las tecnologías más modernas para la producción de prefabricados de hormigón. Con cerca de 100 empleados, esta empresa lleva a cabo todos los años más de 4500 proyectos por toda la región noroeste de Europa, lo que equivale a más de 50 000 muros de contención. Para los tipos más utilizados y habituales, en el almacén siempre hay elementos para unos 7000 muros listos para ser suministrados a las obras, pero también existen proyectos específicos de los clientes, en los que los muros se planifican y se fabrican para cumplir requisitos especiales.



La sostenibilidad y la innovación gozan de la máxima priori-dad en la empresa: el tejado de la fábrica está cubierto con paneles solares, que abastecen de electricidad a toda la fá-brica. El agua de la lluvia se recoge y se utiliza si es necesa-rio, y el departamento de investigación propio de la empresa persigue una producción de economía circular al 100 %, para lo cual ya se han dado importantes pasos con los productos sin cemento. La calidad resultante de los muros de conten-ción es extraordinaria, y por este motivo, Bosch Beton puede ofrecer para sus productos garantías muy largas de hasta 20 años.

Armadura

En cuanto a la armadura, hasta ahora, Bosch compraba todas las mallas en el mercado y por eso mantenía una gran reserva en el almacén de la fábrica. Todas las mallas son fabricaciones especiales con distancias variables entre alambres, diámetros diferentes y longitudes diferentes en una misma malla. Una gran parte de los productos se dobla en diversas estaciones de doblado manuales, aunque algunos equipos de doblado eran tan especiales que no estaban disponibles en el mercado, sino que habían sido fabricados especialmente a mano por los trabajadores de Bosch para poder fabricar las formas especiales.

Como, con respecto a los tipos de mallas especiales y el encargo de pequeños lotes, era obvio que los grandes fabricantes no estaban bien preparados, con el paso del tiempo, los plazos de entrega eran cada vez más largos. Con la intención de reducir las existencias del almacén, crear espacio en la fábrica y reducir el porcentaje de trabajo manual del perso-nal, finalmente, entre 2020 y 2021 Bosch tomó la decisión de invertir en una máquina soldadora y dobladora de mallas completamente automática, a pesar de la pandemia mundial. 

Como la empresa solo mantenía contacto con unos pocos proveedores seleccionados, que podían construir una máquina tan exigente, las discusiones técnicas duraron una eternidad. Los planos de la armadura para los muros de con-tención se analizaron y comprobaron minuciosamente, para entender mejor su viabilidad y encontrar la mejor configuración de la máquina, para optimizar los procesos de trabajo y reducir al máximo los tiempos de parada

Finalmente, el encargo se adjudicó al fabricante italiano AWM Srl.




La máquina

AWM fabricó el modelo de máquina Flexiweld SF, que pertenece a la conocida familia Flexiweld, que goza de una gran historia de innovaciones, cuyo prototipo data del año 1991.

Las características principales de esta máquina son las siguientes: alimentación de alambres de diferentes diámetros mediante bobinas compactas de 5 toneladas; los alambres se enderezan con rotores y se cortan con cuchillas aéreas, para separar la cruz de las barras largas y aumentar la productividad. Al proceso de soldadura le sigue inmediatamente el doblado con la unidad Autobend, y al final de la máquina se encuentra un transportador de rodillos largo en el que se apilan los productos.

Actualmente, este tipo de máquina es completamente automático y funciona casi sin intervención del personal, solamente se necesita un mínimo de supervisión y unas pocas intervenciones manuales, como el cambio de bobina y la descarga de los productos listos.

A pesar de que las máquinas a medida y las soluciones individualizadas siguen siendo el negocio cotidiano de AWM, este proyecto planteó algunos retos técnicos y se desarrollaron nuevas funciones de gran éxito. 

En primer lugar, debido a la construcción especial de los muros de contención, la armadura suele ser complicada en la zona de la base, además de que la cuantía de acero es elevada en donde se combinan las mallas; por este motivo, la máquina puede soldar los alambres longitudinales con una división gradual («libre» o «sin retícula»), es decir, el posicionamiento de las barras se lleva a cabo milímetro a milímetro

La unidad de soldadura puede soldar las barras transversales bajo las barras longitudinales, pero como la mayoría de mallas que utiliza Bosch en su producción se doblan, evidentemente, de forma manual en línea, a veces, las barras transversales se mantienen unas veces fuera y otras dentro de la forma doblada. 

Por ello, la máquina cuenta con un dispositivo de giro de mallas longitudinales, que puede doblar mallas de hasta 8 metros de largo. AWM ha desarrollado esta unidad especialmente de cara a su elevada velocidad y para evitar posibles tiempos de parada. No obstante, las mallas muy cortas se sueldan tan rápido que el giro se traslada cómodamente a otro dispositivo de manipulación situado debajo de la línea, que incluso es más rápido. 

Otro problema que hubo que solucionar en el marco de este proyecto consistía en la gran variedad de espigas de curvar necesarias, porque también aquí, la armadura de la base de los muros de contención debe ajustarse exactamente a los patrones de tensión-dilatación y permanecer en una posición exacta para evitar la formación de fisuras. Finalmente, se utilizaron siete tipos de espigas de curvar y se guardaron sobre un banco móvil, de las cuales una se reservó para el curvado virtual. Para lograr cualquier tipo de configuración de los alambres longitudinales con la división gradual mencionada arriba, también fue necesario adaptar la posición de cada una de las espigas de curvar. El resto del proceso, que requiere la separación manual y el apriete de un tornillo para cada una de las espigas de curvar y el reajuste con un dibujo en la mano a lo largo de un cordón métrico, no era aceptable para Bosch. Ya solo este proceso habría dado lugar a continuos tiempos de parada, ya que se fabrican numerosos productos en pequeños lotes de, a veces, tan solo 5 o 10 piezas, lo que no le daría el tiempo suficiente al personal para ajustar la nueva viga de flexión. AWM solucionó el problema desarrollando un sistema de robot, que modifica automáticamente la posición de todas las espigas instaladas en la viga de flexión y que también puede cambiarla, para guardar los tamaños que aún no se han utilizado a un lado del banco móvil.

En total, con una superficie aproximada de 1200 m2, la máquina es muy grande y ofrece numerosas funciones innovadoras diseñadas a medida. Se está utilizando a pleno rendimiento desde hace muchos meses y se ha ajustado con una precisión extrema para incrementar su fiabilidad. 

Hoy en día, por término medio, alcanza un 90 % del tiempo de producción neto a lo largo de un turno.


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