En la planta de Obourg (Bélgica) del Groupe Comet Traitement, la mayor trituradora de automóviles de Europa, una máquina de 7.000 HP procesa 300 t de chatarra de coches por hora. Esto representa la manipulación de metales pesados en su máxima expresión. En las inmediaciones, se lleva a cabo un proceso de automatización de alta velocidad completamente diferente: la línea ‘Megapicker’, con 18 robots SCARA de Stäubli, clasifica las valiosas fracciones de metales no ferrosos (15.000 t al año) con un tiempo de ciclo de un segundo por robot. Esto es excepcional a nivel mundial.
Nadie esperaría encontrar automatización industrial basada en robots del más alto nivel en un lugar donde se trituran coches de desguace. Y, de hecho, esta situación es única: en la planta de Comet Metalsambre en Obourg, cerca de Mons (Bélgica), se lleva a cabo la manipulación de metales pesados. Se desmontan y trituran grandes cantidades de vehículos al final de su vida útil. Pero, en un edificio nuevo, se exige la máxima precisión. Es el final del proceso, como explica Grégory Lewis, responsable de I+D de Comet: “Aquí clasificamos las fracciones de metales no ferrosos triturados y las preparamos para su reutilización”.
Cerrando el círculo con la ‘metalurgia inversa’
Esto representa un gran avance en la cadena de valor del reciclaje de metales. Grégory Lewis comenta: “Parte de nuestro proceso de reciclaje de automóviles consiste en la concentración de los metales no ferrosos restantes en una fracción llamada ZORBA, que significa zinc, aluminio (esta es la parte más grande), cobre, latón, acero inoxidable y placas de circuito impreso. Estábamos acostumbrados a exportar este material a Asia, donde se clasificaba manualmente y se reintroducía en la fundición. A partir de 2017, empezamos a pensar: «¿Podríamos asegurar este tipo de material, valorizarlo y utilizarlo en Europa?»”.
Ese fue el punto de partida del proyecto de ‘metalurgia inversa’, que ahora se ha puesto en práctica con el Megapicker. Comet contactó con Cilyx, experto en automatización con sede en Lieja (Bélgica), con experiencia en el diseño de procesos altamente automatizados basados en robots, pero no en el reciclaje de metales. Gregory Reichling, CEO de Cilyx, comenta: “En primer lugar, necesitábamos encontrar una tecnología para caracterizar las fracciones metálicas individuales de piezas pequeñas en grandes cantidades".
Para lograr este objetivo, Cilyx y Comet colaboraron con la Universidad de Lieja, que desarrolló un sistema inteligente de clasificación de alto rendimiento que combina diferentes tecnologías de sensores: XRT (transmisión de rayos X) para medir la densidad del material, escaneo 3D para determinar los parámetros de forma (incluyendo el centro de gravedad) de los objetos triturados, sistemas láser LIBS y sensores de color hiperespectrales para medir su espectro de reflectancia. Todo esto ocurre en cuestión de segundos en el punto de inicio de la línea, y los datos de los sensores de cada pieza se combinan para determinar su recorrido a través de la línea.
Clasificación de 1.500 piezas metálicas de formas irregulares por minuto en una línea
Paralelamente, el ingeniero de Cilyx afrontó una segunda tarea: ¿Cómo se pueden seleccionar y clasificar 1.500 piezas de metal por minuto (es decir, 90.000 piezas por hora), teniendo en cuenta que las piezas tienen formas irregulares, pesos que oscilan entre 20 g y 1 kg y longitudes que varían entre 20 y 100 mm?
La respuesta, en pocas palabras: coger una cinta transportadora de 50 m de longitud, accionarla a una velocidad de 1 m/s, montar 18 robots Stäubli TS2-100 SCARA de 4 ejes sobre la cinta y crear un modo de control de ‘división del trabajo’ para garantizar que cada robot trabaje de forma continua, en modo 24/7, y que quede el mínimo de material sin clasificar ni recoger al final de la cinta. Además, también había que tomar consideración la rentabilidad. Gregory Lewis, responsable de I+D del Groupe Comet, explica: “Tenemos que ser competitivos en comparación con el negocio de la clasificación manual en Asia, que es muy económico”.
Retos: diseño de la pinza, concepto del sistema de control
Lo que es sencillo de describir con palabras tardó años en llevarse a la práctica. Grégory Reichling explica: “Comenzamos con una máquina de ensayos a escala de laboratorio, que mejoramos y probamos en numerosos circuitos antes de ampliar el proceso y diseñar la línea completa”.
¿Cómo comenzó el proceso de ingeniería? “Empezamos con la pinza, lo cual fue un verdadero reto. Cada pieza es diferente. La pinza debe agarrar la pieza por el centro de gravedad; debe sujetarla firmemente, pero sin tocar la cinta transportadora. De lo contrario, la vida útil de la cina transportadora y de la pinza se vería limitada”.
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