Desarrollo de calor solar para su uso en instalaciones de fabricación

El fomento de una fabricación respetuosa con el medio ambiente ha llevado a las principales empresas relacionadas con los sistemas de calor a buscar formas de reducir el consumo de energía, así como de las emisiones de sus fábricas, provocando cierta inclinación por aquellos sistemas de calor solar que utilizan la energía térmica capturada para proporcionar transferencia de calor.

En la actualidad los sistemas de calor para poder llevar a cabo una mejor eficiencia han incorporado nuevos elementos, como por ejemplo los denominados sensores inteligentes, ayudando así a la industria a reducir aquellas emisiones relacionadas con la calefacción.   

Calor industrial y los desafíos de la descarbonización de las fábricas

Los artefactos de calentamiento solar para capturar la energía del sol utilizan distintas configuraciones, así como distintos diseños destinados a  secar, calentar o enfriar además de aportar calor al proceso. 

En la industria actual, el denominado calor de proceso es un consumo importante de electricidad. Sin acceso a fuentes de energía sostenibles, los negocios tienen pocas opciones de bajas emisiones para producir dicho calor.

La energía solar puede aportar una opción más sostenible y confiable para diversas necesidades de calefacción, el sistema adecuado podría ayudar a las fábricas a reducir la energía necesaria para proporcionar calor para la fabricación.

Por ejemplo, un sistema de calefacción solar puede recolectar energía térmica para calentar agua o regular la temperatura de una instalación interior. 

Aplicaciones comunes del calor solar en la fabricación

Los sistemas de calefacción y refrigeración de aire solar pueden proporcionar un control medioambiental más ecológico y sostenible para edificios comerciales e industriales. Ofreciendo una calefacción eficaz que no depende de combustibles fósiles. 

Además, la energía solar térmica es eficaz para calentar materiales en la fabricación. Los motores modernos utilizados en la captura y conversión de energía solar a menudo operan a temperaturas superiores a 800 grados centígrados. Sistemas similares pueden proporcionar directamente energía térmica para instalaciones industriales.

Por ejemplo, los colectores de plato y canal parabólicos, que utilizan espejos parabólicos para capturar el calor térmico, son una opción.

En términos generales, estos espejos son fijos, limitando así su capacidad para recolectar energía térmica durante el día a medida que se mueve el sol. Las aplicaciones más avanzadas de estos colectores utilizan nueva tecnología inteligente para gestionar este problema. Por ejemplo, la startup estadounidense de energía solar Skyven Technologies desarrolla Intelligent Mirror Arrays (IMA) que se mueven a lo largo del día, rastreando el movimiento del sol para una máxima recolección de energía térmica. 

En la industria agrícola, los secadores solares directos se utilizan a gran escala, ayudando a secar y conservar los alimentos con el calor capturado. Ofrecen algunas ventajas sobre otros sistemas de secado además de pueden los alimentos de la lluvia, la nieve etc. La velocidad de secado que proporcionan también puede reducir la posibilidad de que los artículos se estropeen durante este proceso.

Sin embargo, estos sistemas suelen tener algunas limitaciones, ya que son menos efectivos que las secadoras modernas y pueden necesitar de un sistema de calefacción de respaldo.

No obstante, las fábricas y otras instalaciones que necesitan agua caliente o sistemas de control ambiental sostenibles pueden encontrar que estas aplicaciones modernas de tecnología de calefacción térmica son las más útiles.

 

Cómo la industria manufacturera puede aprovechar los sistemas de calor solar

Los fabricantes que deseen reducir su huella de carbono pueden probar nuevos sistemas de calor solar como opción ecológica. Pese a que no pueden ser un reemplazo para todos los sistemas de calefacción, pueden ofrecer una alternativa a las soluciones de calefacción que dependen de la madera o los combustibles fósiles. La nueva tecnología, como los IMA, citado anteriormente, hace que los sistemas tradicionales de recolección de energía térmica sean más efectivos que nunca. 

 

Fuente: https://www.manufacturingtomorrow.com/article/2020/11/developing-solar-heat-for-use-in-manufacturing-facilities/16103

Impresión 3D de titanio: ¿el futuro en el sector médico?

Un grupo de ingeniería global y de alta tecnología de Sandvik (Suecia), especializado en polvo de metal y fabricación aditiva, se prepara para el futuro médico descubriendo el potencial del que disponen los dispositivos de titanio creados por impresión 3D dentro de esta industria. En concreto durante el verano de 2020 una de sus plantas especializada en polvos recibió la certificación médica ISO 13485:2016 para sus polvos Osprey, lo cual situó su altamente automatizado proceso de producción a la cabeza del desarrollo de dispositivos médicos.

En los últimos años, la tecnología de implantes médicos ha supuesto uno de los grandes avances de la medicina. Actualmente  la fabricación aditiva tiene potencial suficiente para mejorar el trato a los pacientes y de hecho ofrece la velocidad, individualización y capacidad que requiere el diseño de implantes complejos. Si a las capacidades de la fabricación 3D le sumamos el uso de materiales biocompatibles, como el titanio, se demuestra el evidente potencial que tiene esta tecnología para aportar soluciones que puedan cambiar la vida de los pacientes.

Impresión 3D de titanio

Harald Kissel, director de I+D de Sandvik Additive Manufacturing explica que "El titanio, la impresión 3D y el sector médico son la combinación perfecta. El titanio tiene propiedades excelentes y es uno de los pocos metales aceptados por el cuerpo humano, mientras que la impresión 3D puede ofrecer rápidamente resultados personalizados para una industria en la que actuar rápidamente podría ser la diferencia entre la vida y la muerte".

Harald Kissel, director de I+D de Sandvik Additive Manufacturing

Con avances en software como es la tomografía computarizada, es posible optimizar diseños que otras tecnologías no pueden producir, de manera que se aprovechan aún más los beneficios de la impresión 3D. "Podemos hacer que nuestros diseños sean más ligeros, con menos desperdicio de material y en plazos de entrega más cortos", añade Harald Kissel, es decir, los dispositivos se adaptarían al paciente perfectamente, empleando menos tiempo y usando un material más ligero con alto rendimiento.

Los implantes craneales personalizados y las prótesis médicas a medida no son un futuro lejano para Sandvik, pues la tecnología necesaria para elaborar estos elementos ya existe. Todo lo anterior, unido a la certificación médica obtenida en su planta, permitiría a los clientes médicos de la compañía superar los trámites necesarios para lanzar una aplicación médica al mercado.

A continuación se muestra un vídeo que aporta una idea sobre el impacto de la combinación de titanio e impresión 3D en el sector médico; se puede obtener mayor información sobre futuros proyectos de la empresa Sandvik en el sector médico aquí.

→ FUENTE

FIAT CHRYSLER AUTOMOVILES UTILIZA LA FABRICACIÓN ADITIVA PARA DISEÑAR UN SISTEMA DE SUSPENSIÓN

Un equipo de ingenieros de Fiat Chrysler Automoviles (FCA) colaboró con investigadores de instituto Fraunhofer para diseñar un soporte de rueda impreso en 3D con una pinza de freno integrada para uno de sus coches deportivos. 

Aún en la etapa de prototipado, esta pieza, originalmente formada por 12 componentes separados, fue consolidada en una sola pieza, reduciendo no solo el tiempo de fabricación sino también su peso total. Gracias a la fabricación aditiva, los equipos lograron reducirlo en un 36%, lo que mejorará el rendimiento del vehículo. Sin embargo, los investigadores no especificaron para qué modelo de automóvil podría ser este sistema de suspensión. 

Durante muchos años, la fabricación aditiva ha demostrado su utilidad en el sector de la automoción, ya sea para el desarrollo de nuevos vehículos o para optimizar el diseño de algunos repuestos, Casi todos los fabricantes de automóviles han invertido en tecnología de impresión 3D, convencidos de que representan un método más ágil de prototipado y producción de algunas piezas. Hoy, el grupo FCA incluye una serie de marcas como Alfa Romeo, Jeep, Maserati y Ram, filiales que ya han demostrado interés en la fabricación aditiva.

Esta vez, el fabricante de automóviles buscó reducir el número total de componentes utilizados en la fabricación de un sistema de suspensión. En ese caso, estamos hablando de 12 componentes separados que incluyen un soporte de rueda, un sistema hidráulico, un escudo térmico y una pinza de freno. Son componentes tradicionalmente complejos de producir, ya que requieren muchos pasos de ensamblaje con múltiple juntas y tornillos. "El enfoque general está en la reducción de los costes de fabricación, por ejemplo, aumentando significativamente la velocidad de producción. Este proyecto de innovación es un excelente ejemplo de colaboración entra la industria y la investigación. Este componente muestra como se puede implementar la fabricación aditiva en la producción en serie de automóviles deportivos de lujo".

Proceso de fabricación simplificado para FCA

El objetivo principal era reducir al máximo la fase de montaje de la pieza, un objetivo ambicioso ya que tenía que cumplir varios requisitos concretos. Yanik Senkel, ingeniero de diseño industrial del Instituto Fraunhofer IAPT, explica: "Junto con nuestros socio de innovación Fraunhofer IAPT, estamos reduciendo los costes y el esfuerzo de producción de las piezas clave de los vehículos. La transferencia de conocimientos nos ayudará a mejorar la competencia de fabricación aditiva en los campos del diseño integrado, materiales y tecnología de procesos en todo el grupo".

El quipo recurrió a la optimización topológica, un método de diseño que consiste en usar un software para eliminar el material donde la tensión mecánica es baja. El proceso permitió a los investigadores combinar doce componentes en una sola pieza única. Afirman que pasa un 36% menos que la original y tiene mejor resistencia a la carga. El soporte de rueda impreso en 3D con pinza de freno integrada también podrían mostrar un mejor rendimiento en términos de vibración, dureza, ruido, con el objetivo de mejorar significativamente la experiencia de conducción de un automóvil deportivo de lujo. Según el equipo, la fabricación aditiva también podría extender la vida útil de la pieza, que aún debe probarse en condiciones reales. 

Fuente: Fiat Chrysler Automobiles utiliza la fabricación aditiva para diseñar un sistema de suspensión - 3Dnatives

Programa ACTIVA Industria 4.0 del ministerioa de industria

ACTIVA Industria 4.0 es un programa de asesoramiento especializado y personalizado, realizado por consultoras acreditadas y con experiencia en implantación de proyectos de Industria 4.0 y se realiza con la metodología desarrollada por la Secretaría General de Industria y de la PYME. Este programa permite a las empresas disponer de un diagnóstico de situación y de un plan de transformación que identifique los habilitadores digitales necesarios en ese proceso de transformación y establezca la hoja de ruta para su implantación. El asesoramiento se complementa con talleres demostrativos sobre tecnologías

IndustriaConectada 4.0

Impulsa la transformación digital de la industria española mediante la actuación conjunta y coordinada del sector público y privado de todas las empresas.

Un caso de éxito

https://www.youtube.com/watch?list=PLIaCHO19tFYbRYTItST_Fv7EpVEVQnYXU&v=cf5-cFVo3Mk

Terracotta Biennal y el potencial de la impresión cerámica

 

La Bisbal de l’Empordá es una localidad catalana muy importante en la historia de la artesanía cerámica de esta región. Su artesanía local aún está activa, a pesar de estos tiempos centrados en la productividad. Existe un tejido asociativo, educacional y empresarial.

Innovación y artesanía

La artesanía con cerámica no está anclada en unos procesos tradicionales. Hay muchos artesanos que han adoptado la impresión 3D, dada su afinidad con el movimiento maker y DIY. Y también paralelamente diseñadores e investigadores se han interesado por las posibles aplicaciones de este material.

Así tenemos una conjunción de artesanía e innovación con mucho recorrido en este ámbito. Teniendo presente que la cerámica ya se utilizaba como material arquitectónico. Con esta tecnología se tiene la capacidad de volver con fuerza a desarrollarse como industria. Sea tanto como material de construcción en sí, como para hacer piezas funcionales dentro de las edificaciones (como por ejemplo para la canalización del agua).

Puesto que es un material que se puede obtener localmente sin mucho esfuerzo, no genera impacto ecológico, ni en su obtención ni como residuo. Y tiene unas propiedades tanto útiles como estéticas muy buenas.

 

Además empleando el escaneado en 3D y la impresión 3D para hacer réplicas, virtuales y físicas, para la preservación cultural.

Explican que en estos ámbitos cuesta aún más desprenderse de lo que supone la parte humana: la intervención con habilidades manuales. Pero se destaca que hay en juego otro conjunto de habilidades necesarias. Y los objetivos y criterios no están tanto en crear, como en preservar la memoria histórica, recreándola por otros medios.

3D Potter

Esta es una máquina pensada específicamente para ceramistas. Trabaja con una mezcla poco húmeda y más sólida. Por lo que no se derrama tanto al salir de la boquilla y mantiene mejor la forma. Así puede conseguir formas más inusuales, e incluso más precisas.

El movimiento en el plano XY lo hace la base. Mientras la boquilla se va levantando. Eso tiene una limitación importante en el peso que puede aguantar. En general las impresoras 3D de cerámica tienen sus limitaciones. Y específicamente esta es ideal para imprimir en vertical y en modo vaso.

No es una máquina barata, pero un ceramista profesional le puede encontrar utilidad, como complemento. Sobre todo para crear una nueva posibilidad: pieza seriada y a la vez única. 

Posibilidades y potencial

También existen resinas para imprimir en SLA o DLP con polvo cerámico en suspensión. Este material al meterlo al horno queda como la cerámica, obteniendo así piezas con mucho detalle y precisión.

Otra tecnología que puede imprimir cerámica es la SLS, o sinterización de polvo, el cual puede ser cerámico. Con resultados similares a la resina con cerámica.

Así que las posibilidades, y aplicaciones de esta gama de material son enormes. Estamos hablando de cerámica, pero también podemos incluir la porcelana y el gres.

Además, estos materiales permiten acabados de engobes y esmaltes, que dan mucho juego, tanto a nivel estético como funcional. El engobe permite esconder las capas de la impresión cubriendo la pieza con más material. Haciendo las piezas aptas para el uso alimenticio.

Pero si en la impresión 3D se ha tratado mucho de esconder las líneas de las capas, vemos que en realidad pueden dar mucho juego: Ya desde el diseño del modelo, de forma paramétrica, se pueden crear pieles, para darle texturas, darle vibraciones superficiales y formales, puede dejar material colgante, dar forma tridimensional con alturas de capa variables… y son solo unos ejemplos.

Y entrando en el campo de la arquitectura se presentó una pieza de grandes dimensiones pensada para la auto-cocción. Proceso que realizaron durante todo el sábado, y finalizaron junto a la clausura de la jornada. Dejando una pieza funcional arquitectónica in-situ.

Pero viéndolo en global, el matrimonio entre cerámica e impresión 3D es perfecto por las características del material. Las cuales van muy acorde con filosofía maker.

El nombre de artesanía digital cobra el máximo sentido aquí.

 

 Fuentes: https://capasobrecapa.com/terracotta-biennal-y-el-potencial-de-la-impresion-ceramica/

 

 

Héctor Dominguis (GDES): "Entramos a la industria 4.0 para liderar la tecnología aplicada a analítica y predicción"

Héctor Dominguis, CEO de GDES. Foto: GDES

13/11/2020 - 

VALÈNCIA. La decisión de GDES de entrar en el accionariado de la empresa tecnológica xabet es un paso más en su apuesta por la innovación y por los servicios de alto valor añadido. “Hemos invertido en un vehículo muy potente, que nos permitirá hacer frente al tsunami que supone la industria 4.0 y el mundo digital”, explica Héctor Dominguis, CEO de GDES.

La transformación de la industria hacia la industria 4.0 va a significar un antes y un después en los procesos y en la gestión de las empresas. La utilización de la inteligencia artificial y Data Analytics ayudarán a mejorar la eficiencia y productividad, así como reducir los riesgos y los costes. Tal y como destaca Héctor Dominguis, “la tecnología, el 5G y la industria 4.0 generan acceso a una gran cantidad de información en tiempo real, estos datos son una materia prima, que bien gestionada puede aportar un valor diferencial a las empresas en forma de mayor agilidad y efectividad en la toma de decisiones de negocio y de optimización de recursos empresariales”.

Una apuesta que nace desde el convencimiento de que «la digitalización es un campo en el que teníamos que estar. Pero queríamos aportar valor añadido a nuestro negocio y también a los sectores con los que trabajamos. Y eso es lo que aporta xabet. Con esta alianza vamos a incorporarnos a la industria 4.0 como impulsores, donde queremos liderar la tecnología del dato aplicada a la analítica y los modelos predictivos, como pilar fundamental de la competitividad de la industria en el futuro inmediato».

Los fundadores de xabet, Xabier Etxeberria Muguruza y Alberto Conde Mellado.

El hecho de que xabet esté especializada en soluciones digitales en el área de la inteligencia artificial y Data Analytics les permite acceder y ofrecer una herramienta clave para la industria 4.0: el proceso de refino de los datos para convertirlos en conocimiento. Tal y como señala Héctor Dominguis, los datos tienen un valor tremendo si se gestionan bien, es decir, si se sabe cómo interpretarlos, relacionarlos y cómo traducirlos para extraer la información relevante, en tiempo real, para saber qué está pasando y, sobre todo, para predecir el futuro y así tomar decisiones de negocio que permitan adaptarse más rápidamente y optimizar sus recursos empresariales. «Ese es el valor diferencial de Xabet, sus capacidades en tratamiento avanzado de datos permiten predecir escenarios que ayudan a planificar estrategias mirando al futuro y, a la vez, incrementar la eficiencia, optimizar el rendimiento y reducir los costes de una compañía».

Xabet ha desarrollado y trabaja con una plataforma digital basada en un sistema de diseño propio, con avanzados motores de análisis de datos e inteligencia artificial que permiten ofrecer a sus clientes un entorno más competitivo. Además, lo hacen de una manera rápida, clara y asistida por la tecnología, lo cual impulsa la automatización de los procesos, facilitando aspectos como el mantenimiento predictivo, reducción de mermas, mejora de productividad, eficiencia energética y la planificación logística o compras entre otros casos de negocio. Y estas capacidades aplicadas a la industria energética, donde GDES trabaja desde hace más de 50 años, servirán para impulsar su transformación digital, potenciar los servicios del grupo y además pueden identificar y generar oportunidades en proyectos como la movilidad eléctrica o el control inteligente de activos en el mundo de la energía.

Acompañar en la transformación digital de sus clientes

A todo ello se une la posibilidad de ampliar su ámbito de negocio al incorporar un servicio complementario a su actividad en el sector energético. “Es una evolución de la oferta de servicios para nuestros clientes, con servicios tecnológicos de gran valor añadido que aportan rentabilidad a muy corto plazo. Tras analizar los distintos proyectos realizados en los últimos años, el retorno medio de la inversión llega a ser de 5 veces la inversión inicial y en un plazo alrededor de 12 meses, dependiendo de la madurez digital y las necesidades de cada empresa», asegura el CEO de GDES.

De esta forma xabet trabaja con el objetivo de garantizar el éxito operativo y económico del proceso de transformación digital de sus clientes, analizando el índice de madurez digital de la empresa para determinar el salto necesario y definir la hoja de ruta. Trabajando en el ciclo completo la garantía de éxito y de retorno es mucho mayor.

Y no solo en sus sectores históricos. La entrada en xabet permite a GDES acceder a nuevos sectores, ya que la compañía vasca, además de trabajar en los sectores energético e industrial con clientes como Repsol, Arcelor Mittal, GKN Automotive, Fagor Ederlan o Siemens Gamesa, también diseña soluciones personalizadas en otros sectores en los que la apuesta por la transformación digital va a ser un factor diferencial, como el agroalimentario, de la mano de clientes como Ferrero (ICFC), Grupo Uvesco o Angulas Aguinaga.

 Además, en la decisión también ha pesado el perfil profesional de los dos socios fundadores de esta compañía. Alberto Conde Mellado y Xabier Etxeberria Muguruza, cuentan una experiencia conjunta de más de 50 años en ámbitos industriales y productivos, y de más de 20 años trabajando con datos y con herramientas predictivas. «Hay mucha similitud entre nosotros, en la manera de entender el negocio, la cultura empresarial y la forma de relacionarnos con los clientes. Ambos equipos juntos van a generar grandes oportunidades. Estamos muy confiados en el potencial de esta unión».

Aplicación de las técnicas de Manufactura al sector de la Construcción – Residencia estudiantil Brock Commons Tallwood House

Brock Commons Tallwood House es un innovador edificio híbrido de madera de 18 plantas de altura en la Universidad de Columbia Británica (UBC). Gran parte del edificio fue prefabricado en diferentes plantas de producción y posteriormente ensamblado in situ. La estructura de madera fue completada menos de 70 días después de que los componentes prefabricados fueron descargados in situ, aproximadamente cuatro meses más rápido que un proyecto típico de este tamaño.

Vista del Edificio Brock Commons Tallwood House.

Fuente: [1]

Partiendo del principio, que si queremos aplicar las técnicas de manufactura a la construcción, debemos aplicar principios, técnicas y software de manufactura. Una característica única de los procesos de diseño y construcción del Edificio Brock Commons fue el uso intensivo de herramientas y métodos de diseño y construcción virtual (VDC en sus siglas en ingles).

El modelado de VDC se apoya a través del modelado de la información de construcción, que es un proceso de entrega de proyectos basado en datos y centrado en el desarrollo colaborativo y multidisciplinario de un modelo digital integrado del edificio, y sus componentes y sistemas. El modelo sirve como una herramienta para apoyar las decisiones de diseño, coordinación y planificación de la construcción, y más tarde se puede utilizar para administrar la operación y el mantenimiento del edificio, así como las renovaciones y el desmantelamiento al final de su vida útil.

 

Comparación de detalles del edificio en el modelo y durante la construcción.              Fuente: [2]

 

 

Fuentes:

 [1] https://www.thinkwood.com/projects/brock-commons-tallwood-house

[2] https://www.naturallywood.com/resource/brock-commons-construction-modelling-case-study/