Automatización higiénica exenta de lubricación

La pandemia de COVID-19, la escasez de mano de obra, el incremento de los costes... múltiples factores están impulsando el aumento de la automatización en la industria alimentaria. Para evitar comprometer la higiene de los productos, la empresa igus, con sede Colonia, está desarrollando componentes de plástico técnico libres de lubricación para la tecnología alimentaria.

Con su gama de productos para la automatización de procesos y la plataforma de robótica RBTX, la compañía alemana ofrece a las empresas más pequeñas la oportunidad de iniciarse en la automatización económica con el principio Plug and Play.

Robots que sueldan puertas, manipulan carrocerías o colocan ventanillas: la industria del automóvil es una de las pioneras en lo que se refiere a automatización y robótica. En cambio, la industria alimentaria, caracterizada tradicionalmente por pymes y considerada poco tecnológica, ha permanecido estancada. Afectadas por los efectos de la pandemia del coronavirus, las bajas por enfermedad y la inminente amenaza de una escasez de mano de obra debida a la jubilación de la generación del baby boom, las pymes también se interesan cada vez más por este tipo de tecnología.

En la actualidad, los sistemas robóticos se han implementado en numerosas empresas de la industria alimentaria. Así lo demuestra un análisis de la Sociedad Alemana de Agricultura de 2023, que revela que el 49% de las empresas encuestadas de la industria alimentaria y de las bebidas ya utilizan robots en sus procesos, los cuales les permiten mejorar la productividad y reducir costes de personal, especialmente en tareas repetitivas.

Además, la mayoría planea seguir invirtiendo en automatización. Por eso no es de extrañar que cada vez más fabricantes de sistemas de automatización entren en el mercado, incluyendo un creciente número de proveedores que ofrecen soluciones para principiantes en este sector. "Estamos observando un aumento constante de la demanda de componentes para tareas de ajuste y posicionamiento en máquinas, sistemas y robots para la tecnología alimentaria", confirma Lars Braun, responsable de la industria del packaging de igus. "Prácticamente todos los ingenieros buscan componentes que mejoren la higiene de las máquinas, aumenten la fiabilidad y reduzcan la necesidad de mantenimiento. Observamos esta tendencia hace un tiempo, con el incremento de la demanda de soluciones automatizadas para cambios de formato".[1]

Sin lubricación, resistentes a la corrosión y especialmente duraderos

Mejorar la higiene, aumentar la fiabilidad y reducir la necesidad de mantenimiento: estos son los objetivos de las empresas de este sector. Para que puedan alcanzarlos, igus utiliza plásticos de alto rendimiento en lugar de metal. Entre otros productos, la empresa desarrolla componentes de plástico específicos para la tecnología alimentaria, como cojinetes y rodamientos de bolas, los cuales cuentan con la aprobación de la FDA y el Reglamento (UE) n.º 10/2011 para el contacto directo con alimentos.

Su principal ventaja frente a sus homólogos en metal es que disponen de lubricantes sólidos integrados, lo que permite un funcionamiento higiénico y de baja fricción sin necesidad de lubricación externa, además de prevenir posibles riesgos de contaminación. Ni siquiera la limpieza diaria con agua, vapor y productos de limpieza agresivos les afecta, porque son insensibles a la corrosión y resistentes a los productos químicos.

Además, todos los plásticos de alto rendimiento de igus están optimizados para la fricción y el desgaste, lo que los hace especialmente duraderos, como han demostrado numerosas pruebas realizadas en nuestro laboratorio interno. En lo que respecta al color, como ocurre con todas las soluciones específicas para la industria alimentaria, son de color azul, no por motivos estéticos, sino porque este color permite una fácil detección en caso de fallos en la maquinaria.

Sin riesgo de bacterias y gérmenes gracias a su diseño higiénico

La gama de productos de igus para la industria alimentaria no solo se limita a cojinetes, también incluye otros componentes libres de lubricación que garantizan una seguridad alimentaria excelente gracias a su diseño higiénico, como las coronas giratorias iglidur PRT, la cadena portacables TH3 o los módulos lineales drylin. La geometría de estos componentes cumple con las directrices del Grupo Europeo de Ingeniería y Diseño Higiénicos (EHEDG), y su objetivo principal es reducir al mínimo las zonas en las que podrían acumularse bacterias y permitir una limpieza fácil y eficaz.

Por ejemplo, el carro drylin W apto para alimentos cuenta con un diseño sin cavidades, con amplias ranuras de enjuague, tornillos de fácil limpieza, material de sellado conforme a la FDA y bordes biselados. "Gracias a este diseño optimizado, el módulo lineal puede limpiarse de manera rápida, efectiva y en solo unos segundos. La posibilidad de bacterias es mínima en este caso", explica Braun. Y añade: "Cada vez recurrimos más a la impresión 3D para fabricar componentes especiales y poder realizar ciertos diseños. Como material de impresión para el sinterizado selectivo por láser (SLS) hemos desarrollado iglidur i6 BLUE, que cumple con el Reglamento (UE) n.º 10/2011 y se puede emplear para fabricar engranajes sin fin para la industria alimentaria, por ejemplo. Es de color azul y, por tanto, fácil de detectar visualmente".

Higiene automatizada: desde una cocina robotizada hasta una máquina expendedora de batidos

Roboeatz es una de las empresas que confía en los productos igus para la tecnología alimentaria. La start-up canadiense buscaba una solución para hacer frente a la escasez de mano de obra en el sector de la restauración manteniendo la calidad de sus platos. Para ello, desarrolló ARK, una cocina robotizada autónoma capaz de preparar hasta 70 platos por hora. En esta cocina, un robot coge los recipientes con los ingredientes necesarios de las estanterías y los vierte en ollas de cocción. Luego, se encarga de mezclarlos y cocinarlos.

Desde el punto de vista de la start-up, es una solución ideal para comedores, hospitales y aeropuertos. Sin embargo, ha requerido mucho trabajo de desarrollo. Los creadores confiaron en la vasta experiencia de igus en robótica y automatización. Como la celda robotizada experimenta muchos movimientos y cuenta con muchos puntos de fricción, Roboeatz utiliza una gran cantidad de componentes igus de alto rendimiento: cojinetes de fricción, módulos lineales, articulaciones rotatorias y cadena portacables.

Por ejemplo, los cojinetes con brida igubal y las cabezas de rótula permiten el movimiento pivotante del wok y los ingredientes, los módulos lineales drylin SLW garantizan un funcionamiento fiable de la pinza del robot, y un sistema de cadena portacables de radio de curvatura inverso proporciona energía y señales en un ángulo de rotación de 360° en el primer eje del robot. "Los cojinetes y módulos lineales no necesitan lubricación, un aspecto fundamental en el procesamiento de alimentos. Son muy resistentes al desgaste y su vida útil puede calcularse online", afirma el fundador de la empresa, Janis Poruks.

Los componentes de plástico técnico también se utilizan en máquinas expendedoras de alimentos. El fabricante belga Alberts, por ejemplo, ha desarrollado una máquina de vending de batidos que ofrece a los clientes de la tienda de deportes Decathlon de Amberes bebidas frescas mezcladas a base de fruta y productos lácteos. Detrás de un amplio cristal, se encuentran diez recipientes alargados y transparentes repletos de deliciosos ingredientes congelados, como mango y plátano, que los clientes pueden combinar a su gusto a través de una pantalla táctil.

Tras elegir la bebida, una pinza agarra un vaso de papel y se desplaza de un contenedor a otro sobre un módulo lineal drylin W. En menos de 90 segundos, el smoothie se encuentra listo en el compartimento dispensador. Aunque parece sencillo, en realidad supuso un auténtico reto de diseño. El módulo lineal de igus debía cumplir varios requisitos: "Buscábamos un módulo lineal que fuera compacto, silencioso, de bajo mantenimiento, resistente a las temperaturas, higiénico y rápido de limpiar. En otras palabras, un auténtico todoterreno", recuerda Cilia Van Vaerenbergh, Innovation Project Manager de la empresa Alberts. Y destaca: "En los sistemas rotatorios suele existir el riesgo de que la suciedad se combine con el aceite lubricante y forme una mezcla que reduzca la suavidad de funcionamiento y aumente el riesgo de contaminación".

Aparte del módulo lineal drylin W, la máquina también está equipada con un módulo lineal de correa dentada drylin ZLW, un módulo lineal de husillo SLW, un husillo dryspin y una cadena portacables igus con un cable de control chainflex. Todos estos componentes garantizan la fiabilidad operativa de la máquina.

Marketplace RBTX para una automatización sencilla y económica

igus® ofrece a empresas de todos los tamaños la oportunidad de crear por sí mismas soluciones de automatización sencillas sin necesidad de conocimientos previos. Aquí es donde entra en juego RBTX.com: una solución integral para la robótica a un precio moderado. Además de los robots de igus, como el brazo articulado ReBeL, los robots Delta, los robots cartesianos y los robots SCARA, en esta plataforma los interesados podrán encontrar componentes robóticos compatibles entre ellos de más de 100 fabricantes líderes.

Por ejemplo, por menos de 10.000 € es posible configurar un robot cartesiano para panaderías libre de lubricación y conforme con la FDA. En el futuro, también podría llegar a servirle una cerveza BierRobert, un robot ReBeL de seis ejes que trabaja incansablemente. La versión Plug and Play totalmente equipada del robot tiene un coste de tan solo 4.970 €, una mínima parte del precio de los robots industriales estándar. "Sabemos que a muchas pequeñas y medianas empresas también les gustaría experimentar con la automatización, pero en el pasado se vieron desanimadas por los elevados costes de inversión y las complejas tareas de programación", señala Braun. Y concluye: "Estamos eliminando estos obstáculos, con un coste accesible y sistemas simples que no requieren conocimientos de robótica".