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Robots ensamblarían torres para líneas de transmisión

La automatización del ensamble a escala de una torre de celosía para una línea de transmisión eléctrica de 115.000 voltios, marca la primera fase del proyecto de prototipo de modelo constructivo de subestación de potencia totalmente robotizada bajo estándares de la industria 4.0.

Medellín, 29 de mayo de 2020Agencia de Noticias UN-

El proyecto automatizó el ensamble a escala de una torre de celosía para una línea de transmisión. Fotos e imágenes: Grupo T&T.

Para el diseño se seleccionó la torre 4BR2: se ensamblaron las piezas de la parte azul.

El modelo de ensamble mediante moldes para el soporte de la estructura metálica se trabajó sobre la cara X.

Brazo robótico IRM 120 usado para el ensamble.

Para el montaje de los moldes se toman las medidas del CAD y se ubican con el brazo robótico.

Este proyecto, desarrollado por medio de herramientas robotizadas y tecnología Open Source, propone alternativas para automatizar la construcción de una torre de transmisión eléctrica de manera mecanizada, usando un brazo robótico de seis ejes y algunos prototipos de sistemas mecánicos automatizados que ayudan a ensamblar las piezas.

La propuesta forma parte de la línea de investigación desarrollada hace poco más de 10 años por el Grupo T&T (Investigación en Teleinformática y Teleautomática) de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín y la Empresa de Distribución de Energía (ESP) Enel - Codensa.

La iniciativa surge de esta última compañía, que buscaba resolver problemas de control de calidad y suplir la falta de mano de obra calificada para construir estas torres de transmisión en alturas.

Con la intención de mejorar los tiempos y disminuir los riesgos laborales, el proyecto propone crear tres prototipos, diseñados para la construcción modular de la torre, la cual se debe planear con mucho detalle, porque cuenta con decenas de piezas de diferentes medidas y perforaciones que se deben calcular milimétricamente, pues la falla en una sola de ellas traería retrasos y dificultades.

El profesor Germán Zapata, ingeniero electricista y coordinador del Laboratorio de Automatización y Comunicaciones Industriales del Grupo T&T, indica es un proyecto a largo plazo, pues se trabaja hacia un horizonte de 25 años cuando se requieran líneas robotizadas para construir las estructuras de subestaciones y líneas de transmisión, ante una posible escasez de mano de obra.

Como la automatización y el robotizado consisten en implementar tecnologías inteligentes que operen las maquinarias y controlen un proceso, para trabajar se escogió el diseño de la torre 4BR2 de 400 KV en su tensión de operación, la más empleada en el sector eléctrico.

Después se seleccionó un robot industrial para construir un modelo a escala, se hizo una misión tecnológica a Japón, país líder en desarrollo y aplicaciones robóticas, y se adquirió un brazo robótico industrial que hoy está en el Laboratorio de Automatización en la Facultad de Minas.

También se adquirió una impresora 3D para imprimir las piezas de plástico del prototipo (en el escalado industrial será con piezas metálicas). Un criterio fue no cambiar el diseño actual de las torres y las líneas ni el método de fabricación por ensamble.

“Estamos avanzando en el prototipo, ya tenemos todo el diseño de las piezas, la estrategia de ensamble, estamos articulando la torre de la línea de transmisión y esperamos continuar para el piloto del pórtico de la subestación y la torre completa. En 3, 4 o 5 años vendrá un escalado industrial rediseñado, y se construirá un brazo robótico para tareas de ensamble”, detalla el docente.

Agregó que se espera darle continuidad al proyecto con recursos para 2020 y 2021, con un alto impacto en la construcción de obras civiles y mecánicas.

Robots colaborativos

Entre los aprendizajes, el profesor Zapata destaca la apertura de la línea de trabajo en robótica, pues “teníamos un laboratorio de automatización sin un robot; el brazo robótico adquirido fue una contraprestación del proyecto, que queda de propiedad de la Universidad, para su aplicación en docencia, investigación y extensión”.

También recuerda que tuvieron que diseñar las piezas de agarre del manipulador para hacer las tareas e integrar otras tecnologías de inteligencia artificial.

Y como la idea es emular al máximo el comportamiento del brazo humano, una dificultad fue disponer de un solo brazo robótico, por lo que se requerirán cobots o robots colaborativos que, de manera sincronizada y sin riesgos de colisiones ni golpes a humanos, realicen el ensamble.

El profesor Zapata destacó además el apoyo de la empresa privada a través de Codensa ESP, la vinculación del Estado mediante las convocatorias de beneficios tributarios qué coordina Minciencias, y el aporte de la Universidad Nacional con los estudiantes de pregrado que desarrollaron el proyecto: Doris Steffanía Obando y Andrés Felipe Mejía de Ingeniería de Control, con doble titulación en Ingeniería de Sistemas, y Luis Felipe Martínez de Ingeniería Mecánica.

(Por: fin/OLML/MLA/LOF
)
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