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Desarrollo de un sistema avanzado de monitorización y adquisicón de datos para la mejora de las máquinas multihilo de corte de piedra


  • Inicio: 01/03/2018
  • Fin: 30/09/2020


La importancia del sector del granito en la economía gallega es fundamental. La industria gallega del granito es la 2ª más importante de Europa (tras Italia) y la 5ª del mundo, apareciendo por delante de potencias como Bélgica, Portugal o Alemania. En O Porriño (Pontevedra) existe una de las canteras de granito más importante del mundo donde cada año se extraen más de 600.000 toneladas de bloques de granito. El "Rosa Porriño" es un material líder en el mercado internacional. En lo que se refiere a facturación, las empresas del sector de la Piedra Natural en Galicia alcanzaron una facturación de 755 millones de euros durante 2016, un valor añadido bruto de 200M€ y dieron empleo a más de 4.700 personas .
Además, Galicia es líder en la transformación del granito en España. Los 11 millones de m2 de productos elaborados en Galicia cada año representan el 85% del total de la producción española. Las empresas gallegas transforman sobre todo bloques de granito procedentes de las canteras nacionales (600.000 toneladas aprox.), principalmente del área extractora de O Porriño en Pontevedra, pero también materiales importados (249.721 toneladas) de países como Portugal, Angola, Sudáfrica, India o Mozambique.

Figura 1. Máquina multihilo de corte de bloque de granito de Nodosafer (arriba Izda.), detalle de corte (arriba Dcha.) y almacén de láminas de granito procesadas (abajo).
La competencia global en el mercado de la piedra ha obligado a la industria de los países más desarrollados a buscar alternativas tecnológicas que le permitan producir productos pétreos con mayor calidad y a un menor precio (pese al superior coste de la mano de obra) que el de los países emergentes competidores. Esto provoca que la mayoría de las empresas del sector apuesten por estrategias de diferenciación, a través del proceso productivo, que permitan reducir costes.
Los principales factores que afectan a la competitividad del proceso de transformación del granito son el consumo de hilo diamantado (principal factor de coste) y los tiempos de operación de las máquinas multihilo trabajando en continuo (reduciendo paradas por averías y fallos imprevistos). Una empresa promedio del sector de transformación del granito, como GRANISA, que tenga una producción mensual de unos 45.000m2 de granito laminado, pierde por cada día de parada (fallo o avería imprevista) unos 150.000€ .
En cuanto al coste del hilo diamantado (puede representar más del 60% del coste del proceso productivo ), pudiendo llegar a representar unos 40-50k€/mes (frente a la inversión inicial de una máquina multihilo que representa unos 600.000€). El consumo excesivo de hilo se produce debido a que las máquinas vienen optimizadas para unos parámetros de operación fijos, mientras que las condiciones reales del proceso y de funcionamiento de las máquinas tienen una alta variabilidad (diferentes geometrías de bloques, diferentes durezas de material, diferente frente de corte de cada uno de los hilos que componen la máquina, etc.).
DIAMANTE supone una oportunidad para Galicia de incrementar la producción y mejorar la situación competitiva del sector productivo de la Piedra Natural, tras años de deslocalización a países de costes laborales más bajos, gracias a un innovador sistema de control desarrollado para las máquinas de corte multihilo. En concreto, DIAMANTE plantea el desarrollo de una solución centrada en el corte de bloques de granito, que sea capaz de analizar la realidad del proceso de corte gracias a la implementación de sistemas avanzados de sensorización y control, bajo el paradigma de la Industria 4.0. De este modo, se pretende alcanzar un salto cualitativo y cuantitativo en las capacidades productivas para operaciones de aserrado de bloques de granito, al disponer de un nuevo sistema de fabricación con las siguientes características:
 Sensorizado: obtención de información sobre los parámetros de funcionamiento de los diferentes elementos que intervienen en el proceso de corte.
 Automatizado: integra los elementos de comunicación y actuación necesarios para, de forma automática, recoger la información adquirida por los sistemas de sensorización, tratar y analizar dicha información y, por último, actuar sobre los parámetros de operación de la máquina de corte multihilo.
 Reconfigurable: es posible la adaptación de la solución a distintas máquinas o para nuevos materiales (diferentes propiedades y parámetros), con un nivel de esfuerzo menor.
 Adaptativo: Capaz de reajustarse ante variaciones/deformaciones del bloque a cortar, garantizando que la tensión de cada hilo de corte se adapta al valor óptimo para garantizar su vida útil.
 Predictivo: En base a la información obtenida por los sistemas de sensorización, el sistema será capaz de generar información relevante sobre el estado del equipo, anticipando fallos y averías.El objetivo de este proyecto es el desarrollo de una solución que permita mejorar la competitividad del sector de la Piedra Natural en Galicia. Para ello se debe optimizar los procesos de aserrado primario de bloques de piedra natural, de forma que las máquinas de corte multihilo puedan responder de forma adecuada ante las variaciones que se le presentan (diferentes geometrías del bloque, diferentes tensiones en cada hilo, diferentes durezas del material en diferentes regiones, etc). El proyecto DIAMANTE desarrollará una serie de novedosos sistemas de monitorización y análisis de datos que permitan conocer en tiempo real el comportamiento y el estado de las máquinas de corte multihilo, así como el de sus principales componentes, y poder de esta forma, en base a los datos obtenidos tras su implementación en una maquina real en funcionamiento, mejorar su operación. Además, el conocimiento adquirido servirá para el desarrollo y fabricación de nuevos prototipos y futuras generaciones de las máquinas de corte multihilo.
Las tecnologías desarrolladas impactarán positivamente en la operación de las máquinas de corte, reduciendo los costes productivos de los aserraderos de piedra y granito, debido a un mejor aprovechamiento del hilo adiamantado, a una mejor gestión de los tiempos productivos de las máquinas gracias a una reducción de los tiempos de parada por mantenimiento, al mejor aprovechamiento de la energía, y a una reducción en el consumo de agua.
Por último, el proyecto, permitirá extraer información sobre el comportamiento del hilo durante el proceso de corte (principal consumible y factor de coste de los aserraderos), a través de un sistema de sensorización del mismo, que servirá de base para la optimización del diseño del hilo de corte diamantado, aumentando su durabilidad y eficiencia.

  • Programa de financiación: PROGRAMA CONECTA PEME
  • I+D+i: Sistemas integrados de monitorización y control
  • Colaboradores: AIMEN Centro Tecnológico
  • Líder: Nodosafer
  • Socios: Syspro Engineering, W. DIAMANT HERRAMIENTAS, GRANISA
  • Acrónimo: DIAMANTE
  • Ámbito: Regional
 
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