Granallado

Posiblemente motivado por diferentes restricciones legales sobre el uso de t´ecnicas de granallado, el desarrollo de sistemas rob´oticos destinado para tal fin no ha sido muy abundante. Sin embargo, la calidad lograda en el acabado su- perficial mediante el empleo de esta tecnolog´ıa hace que todav´ıa algunos centros de investigaci´on, o empresas del sector, contin´uen la b´usqueda de soluciones que automaticen dicha tarea. Con este fin, en [Iborra et al., 2001] y [Ortiz Zaragoza et al., 2000] se propone un sistema rob´otico denominado “GOYA” que se basa en el uso de una plataforma m´ovil, extensible, y que porta un brazo que se encarga de posicionar la cabeza de granallado en la superficie del buque. La platafor- ma es controlada externamente y se mueve a lo largo de la longitud del barco pudiendo elevar el brazo a las posiciones donde debe operar. Esta soluci´on pro- puesta se trata de una soluci´on eficaz a la hora de evitar la intervenci´on directa del operario en este tipo de operaciones. Adem´as, parece razonable su uso en el granallado sobre barcos o estructuras de un tama˜no relativamente peque˜no. Sin embargo, la automatizaci´on de la tarea garantizando un acabado satisfactorio es muy dif´ıcil de llevar a cabo con este tipo de soluciones, fundamentalmente debido a la poca precisi´on en los movimientos del sistema. Otro inconveniente que presenta es que requieren de un espacio libre alrededor del barco para poder avanzar a medida que realizan el granallado. Esto puede interferir con otro tipo de elementos o maquinaria necesaria en el dique impidiendo una simultaneidad de tareas.

Un proyecto m´as ambicioso que ha tratado de automatizar el granallado en el sector naval ha sido el proyecto europeo “EFTCoR” [Iborra et al., 2010]. Uno de los principales objetivos de su equipo investigador consiste en la obtenci´on de una familia de sistemas rob´oticos capaces de abarcar las superficies de cada una de las zonas de un buque: superficies verticales, finos de proa y popa, fondos

y bulbo. Adem´as, consideran que para cada una de las superficies menciona- das el sistema pueda realizar la operaci´on de granallado en dos modos posibles de funcionamiento, a los que llaman full blasting yspot blasting. El primero de ellos, busca el granallado continuo de grandes superficies, tratando de optimizar el tiempo de operaci´on. El segundo, en cambio, busca granallar zonas concretas del buque, no contiguas, donde la precisi´on de chorreado prevalece frente a otros par´ametros. Todos estos requerimientos que se han impuesto, han provocado que desestimasen la opci´on de realizar un ´unico sistema rob´otico. Por lo tanto, la filosof´ıa seguida por el equipo investigador ha sido la de combinar diferentes tipos de sistemas rob´oticos donde cada uno de estos se compone de: un siste- ma primario de posicionamiento con, al menos, tres grados de libertad, y una cabeza de granallado. El tipo de cabeza de granallado variar´a dependiendo del modo de funcionamiento elegido, geometr´ıa o tama˜no de la superficie. Es decir, se utiliza un modelo adecuado de la misma: turbinas de granallado para super- ficies grandes y boquillas de granallado dentro de una campana de protecci´on para ´areas de trabajo m´as peque˜nas. De manera opcional, puede disponer de un sistema de posicionamiento secundario, que, junto con el primario, permite posicionar de modo m´as preciso la cabeza de chorreado sobre la superficie.

Como sistemas de posicionamiento primario proponen diferentes alternati- vas. En primer lugar, al igual que el sistema rob´otico “GOYA”, plantean para zonas concretas del buque el uso de sistemas comerciales de posicionamiento como gr´uas telesc´opicas, de tijera, articuladas (por ejemplo, cherry-picker) o, incluso, plataformas elevadoras. En cambio, pensando en granallado de gran- des superficies verticales, proponen el uso de una torre vertical rob´otica que se desplaza paralelamente al casco del barco sobre unos ra´ıles instalados en el suelo del astillero. ´Esta, a su vez, dispone de una subestructura que porta la cabeza de granallado, y que puede subir y bajar sobre la estructura principal, adem´as de poder aproximar al buque dicha cabeza. Por otro lado, como siste- ma de posicionamiento secundario han desarrollado una mesa XYZ robotizada formada por una serie de actuadores lineales que permite posicionar de manera m´as precisa y r´apida la cabeza de granallado.

Adem´as, han desarrollado dos sistemas rob´oticos escaladores “L´azaro 1” y “L´azaro 2”que se adhieren magn´eticamente al casco del barco mediante una serie de imanes permanentes y que se desplazan por medio de ruedas. El funcio- namiento de ambos es similar y solo se diferencian en su morfolog´ıa. Mientras que el primero de ellos, dispone de un sistema de desplazamiento basado en una

configuraci´on de cuatro ruedas, la segunda versi´on dispone de solo dos ruedas situadas ambos lados de la cabeza de chorreo. Estos robots tienen como objetivo realizar las operaciones de chorreado en aquellas zonas donde los sistemas an- tes descritos no pueden alcanzar. Las combinaciones estudiadas en el proyecto EFTCoR son las mostradas en la tabla 2.1.

Superficie de limpieza Modo de limpieza Superficies verticales Finos Bajos Full blasting

S. primario torre vertical torre vertical plataforma elevadora

Cabeza Turbinas manguera manguera

S. primario robot escalador robot escalador

Cabeza manguera manguera

Spotting

S. primario torre vertical torre vertical plataforma elevadora

S. secundario mesa XYZ mesa XYZ mesa XYZ

Cabeza manguera manguera manguera

S. primario robot escalador robot escalador robot escalador

Cabeza manguera manguera manguera

Tabla 2.1: Combinaciones propuestas en el proyecto EFTCoR para el chorreado de un buque

A la vista de sus investigaciones, este proyecto resuelve en gran medida la operaci´on de granallado, abarcando con el sistema m´as apropiado cada una de las zonas del casco de un barco. Sin embargo, el llevarlo a cabo requiere de la realizaci´on de una instalaci´on que ocupa un amplio espacio en el dique. Por otro lado, la utilizaci´on de una plataforma elevadora como sistema primario para los bajos del buque, trae consigo los mismos inconvenientes que el sistema “GOYA”.

En cambio, otros equipos investigadores se han alejado en la medida de lo posible de soluciones basadas en estructuras o plataformas auxiliares que act´uen como sistemas principales de posicionamiento de la cabeza de granallado, optando por desarrollar robots como ´unicos elementos de limpieza para todas

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

Figura 2.4: Diversos sistemas rob´oticos destinados al granallado. (a): Torre de granallado; (b): Robot Goya; (c): VA600; (d): L´azaro 2;(e): FasterBlaster; (f): RoboMate

las superficies del barco. Es el caso de la empresa URAKAMI Research and Development Co., que ha desarrollado una serie de soluciones rob´oticas para el granallado de superficies met´alicas de los buques. La primera de ellas, el VA600, consiste en un robot escalador destinado, principalmente, a operar en

las superficies verticales del buque. Se basa en un carro que se mueve por medio de cuatro ruedas motrices y que se adhiere a la superficie mediante succi´on [Moselhi, 1998]. Es en el interior de la campana de succi´on donde se realiza el granallado y donde se recogen autom´aticamente los residuos generados. En cambio, para los bajos del buque se apoyan en una plataforma que rueda sobre el suelo y ayuda a posicionar el sistema de chorreado en las superficies inferiores [Urakami, 2015].

Por otro lado,RBW Enterprises, Inc.propone un sistema llamado “Faster- Blaster”. Se trata de un sistema similar al anterior, donde, de nuevo, la fijaci´on se realiza mediante vac´ıo. En este caso, su sistema locomotor se compone de tres ruedas, de las cuales, dos de ellas son motrices. Este sistema difiere del pre- sentado anteriormente en que utiliza una turbina de granallado como sistema de limpieza [RBW Enterprises Inc, 2015]. Adem´as, requiere de una estructura colocada en la parte superior de la superficie a limpiar que se encarga de subir o bajar el sistema rob´otico mediante unos cables controlados por una serie de polipastos situados en la misma. Estos polipastos deben estar sincronizados con el movimiento de las ruedas del robot.

La eficiencia y el correcto funcionamiento de estas dos ´ultimas soluciones, sin tener en cuenta la desarrollada para la limpieza de los bajos de los buques, se limita a tareas de granallado en superficies amplias carentes de obst´aculos, por ejemplo, dep´ositos o tanques de gran tama˜no, o cascos de barcos que no presentan ap´endices o singularidades. Adem´as, dependen constantemente de un sistema de seguridad pasivo que debe acompa˜narlo a lo largo del casco del barco (en el caso del “FasterBlaster” este rol lo asumir´ıan los propios polipastos de izado), pues un fallo en la succi´on del sistema fijaci´on provocar´ıa una ca´ıda del robot.

Otro tipo de sistema rob´otico es el “TorboMate Crawler” [Torbo, 2015]. Se trata de un robot escalador con una morfolog´ıa muy simple y que utiliza dos sistemas de orugas magn´eticas dispuestas en paralelo como sistema locomotor que, a su vez, sirven de fijaci´on a las superficies del buque. Adem´as, dispone de un brazo en cuyo extremo se acoplan las cabezas de granallado. ´Este pivota en su otro extremo y, realizando movimientos alternativos, hace que las cabezas de granallado realicen la limpieza describiendo arcos en la superficie.

La utilizaci´on de un sistema de fijaci´on magn´etica suple la desventaja que presentan aquellos sistemas fijados mediante succi´on, sin embargo, el uso de ima-

nes permanentes puede ser un foco de acumulaci´on granalla y residuos met´alicos que han sido arrancados de la superficie durante la operaci´on.

Por otro lado, un ´ultimo tipo de aproximaci´on es la desarrollada porRauta- ruukki Corporation. En este caso han desarrollado un entorno confinado donde realizar la operaci´on de granallado. Dispone en el suelo de unos ra´ıles que per- miten desplazar la estructura a tratar hacia cada uno de los robots de chorreado “Blastman” [Blastman Robotics Ltd, 2015] que dispone a ambos lados de los ra´ıles, montados sobre una estructura que permite que se deslicen tanto vertical- mente como en paralelo a los ra´ıles. Esta soluci´on posibilita la automatizaci´on del chorreado con un resultado satisfactorio, sin embargo, este tipo de siste- mas est´a destinado a cierto tipo de estructuras o cascos de barcos de tama˜nos relativamente peque˜nos.