Soldadura respetuosa con el medio ambiente

En 1982, el huracán El Niño fue inusualmente intenso. La temperatura del agua en el Pacífico ecuatorial estaba 7 °C por encima de la media y la energía térmica se liberó a la atmósfera terrestre, lo que trastornó el clima de todo el planeta. Ese mismo año, el ingenioso inventor, Robert Bloos Senior, revolucionó la calefacción de leña, gracias a su creación de la alimentación automática de calderas con astillas de madera. En la actualidad, los pioneros de Alemania occidental Heizomat Gerätebau y Energiesysteme GmbH producen anualmente hasta 1600 sistemas de calefacción de astillas de madera ecológicos y personalizados. Para hacer frente al elevado número de pedidos, las calderas se sueldan con celdas robotizadas Fronius de última tecnología.

Como muchas grandes historias de éxito, la del antes camionero Robert Bloos Senior empezó en un garaje. Ya entonces lo tenía claro: “Solo hay que usar leña para la calefacción”; pero cada vez que llegaba a casa en invierno después de un duro día de trabajo, se encontraba que su casa estaba fría. En los años setenta, solo se vendían estufas de leña que necesitaban ser controladas manualmente durante el día; si no había nadie, no había fuego. Frustrado por la situación, se puso a experimentar en su pequeño taller. Bloos quería quemar la madera de su propio bosque con la comodidad que ofrece una calefacción de combustible fósil. Para ello, tenía que automatizar la alimentación de la estufa. El resultado, tras intensas pruebas, fue una auténtica innovación mundial: el primer sistema de descarga de astillas de madera.

Cómodo como la calefacción de gasóleo, pero de bajo mantenimiento y respetuoso con el medio ambiente.

Aunque los primeros sistemas de calefacción de astillas de madera con alimentador automático se construyeron en su garaje, esta empresa familiar alemana fabrica ahora en dos sedes, Gunzenhausen y Heidenheim. Con 330 empleados y un porcentaje de producción propia del 85 %, fabrican sistemas de calefacción a medida de 30 a 990 kW, con envíos a todo el mundo. En la actualidad, miles de clientes satisfechos en más de 40 países de todo el mundo se calientan con los sistemas fiables y de bajo mantenimiento de este ingenioso pionero de la calefacción. A partir de un combustible renovable y neutro para el clima, solo se genera el calor que realmente se necesita. No solo en Europa, Estados Unidos y Canadá, sino también en Malasia y Nueva Zelanda, la gente confía en la calidad “Made in Germany”. Heizomat cuenta con la certificación ASME, American Society of Mechanical Engineers (Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos), reconocida internacionalmente en más de 100 países y que garantiza que los productos cumplen los requisitos del estricto código ASME, incluidas las normas de seguridad que exige.

Calefacción innovadora y sostenible

Durante mucho tiempo, los sistemas de astillas de madera solo se usaban entre clientes particulares, comunidades de vecinos y agricultores, pero actualmente, las empresas comerciales e industriales también se benefician de la calefacción con madera, en gran medida neutra para el clima. Incluso los palés de madera “contaminados” con clavos pueden quemarse sin problemas con los sistemas Heizomat.

Eliminar los residuos de madera cuesta dinero, aunque solo sea para su transporte. En cambio, aquellos que se calientan con residuos de madera no solo se ahorran los costes de eliminación, sino también parte de los costes de la compra de leña; además, las cenizas resultantes contienen minerales valiosos y pueden utilizarse como abono natural. De este modo, la familia Bloos contribuye a la economía circular ecológica: plantar madera, recoger madera, quemar madera y abonar madera. En el idioma de Heizomat, se apoda cariñosamente como “ciclo de las astillas de madera”.

Manuel Vorbrugg, Production Manager de Heizomat, señala: “Somos el único fabricante que, además de sistemas de calefacción, suministramos todos los demás componentes periféricos, desde sistemas de recolección, picado y transporte, hasta de retirada de cenizas y limpieza de gases residuales. Nuestra última innovación son los sistemas de contenedores HeizoCont. Se tratan de soluciones completas que combinan todo el circuito de calefacción, desde el almacenamiento de astillas de madera hasta la retirada de cenizas, en una solución compacta Plug & Play: instalación, conexión y calefacción, sin necesidad de realizar amplios trabajos de transformación. Los contenedores de calefacción son especialmente interesantes para los clientes de los sectores industriales y comerciales, pero también para las cooperativas municipales de calefacción”.

Siempre orientado al futuro

La creciente escasez de trabajadores cualificados y el crecimiento continuo exigen soluciones de automatización en muchas empresas, entre ellas Heizomat. En la actualidad, cuentan con tres celdas de soldadura robotizadas Fronius equipadas con el software de programación y simulación offline Pathfinder para la soldadura de calderas.
“Sin la automatización, tendríamos que contratar a más soldadores cualificados, con la dificultad que eso conlleva en el mercado laboral. Por eso decidimos utilizar sistemas robotizados”, prosigue Vorbrugg. "Fronius nos convenció rápidamente. Desde el principio, la atención se centró en el reto de la soldadura. La cinemática se diseñó en función de su solución y no al revés. Ahora tenemos tres celdas de soldadura robotizadas con posicionadores de giro que hacen exactamente lo que necesitamos: soldar cordones perfectos de forma fiable”.

Para la construcción de los sistemas de calefacción de pellets, los componentes de serie (calderas) se fabrican con acero estructural no aleado S235JR laminado en caliente de 6 mm de grosor y con un peso de componente de 700 a 950 kg, que se unen de forma estanca al agua y al gas. Las unidades de los componentes individuales oscilan entre 300 y 700, en función de la demanda.

Christoph Stieglitz, Experto en Soldadura, resalta: “El proceso Pulse Multi Control (PMC) es ideal para soldar las calderas de acero. En comparación con la soldadura manual, alcanzamos velocidades significativamente superiores, de hasta 80 cm/min, con una penetración óptima de raíz. Los cordones son visualmente impecables y de gran calidad”.
El PMC es un proceso de arco voltaico pulsado modificado que se caracteriza por un arco potente y estable, y un desprendimiento de gota de bajas proyecciones regulado con gran precisión, combinado con una elevada tasa de deposición. Incluso los componentes con altas tolerancias y saltos muy acusados entre paredes de distintos grosores pueden soldarse sin problemas con PMC. Los estabilizadores de longitud de arco y de penetración garantizan un control preciso y, por tanto, una gran estabilidad del proceso con un aporte térmico reducido.

“La soldadura automatizada nos aporta ventajas decisivas”, afirma Vorbrugg. “En primer lugar, podemos instalarla en las plantas de forma paralela a la producción, lo que nos permite ahorrar tiempos de inactividad poco rentables. En segundo lugar, soldamos mucho más rápido que a mano. En lugar de 6 horas, el robot solo tarda 1 hora y 40 minutos en soldar una caldera. Y en tercer lugar, al utilizar el software de programación y simulación offline Pathfinder, necesitamos mucho menos tiempo para programar el robot de soldadura”.

Fronius Pathfinder para la secuencia de soldadura óptima

La mayor ventaja de la programación offline con Pathfinder es que permite crear todas las secuencias de soldadura fuera de los sistemas robotizados. Ya no es necesario detener los trabajos de soldadura en curso para programarlos, sino que con ayuda de simuladores, se identifican con antelación los posibles fallos y se optimizan las secuencias de soldadura. Por ejemplo, se detectan y visualizan las colisiones, y la superación de los límites de los ejes o las singularidades. Las funciones de copia, encadenado, agrupación y reflexión de cordones de soldadura son especialmente útiles para ahorrar tiempo. Las simulaciones de soldadura pueden realizarse en tiempo real o a velocidad de ajuste continuo durante la determinación simultánea del tiempo de ciclo (velocidad de soldadura, tiempo de flujo previo de gas, llenado de cráter final, etc.). Si el robot de soldadura se programara exclusivamente en el sistema, esto podría suponer un coste adicional hasta 10 veces superior.

Cordones de soldadura de gran precisión para calderas estancas

“Nuestro sistema suelda de forma constante en el centro del cordón”, explica Stieglitz. “Para ello, está equipado con un buscador automático de cordones de soldadura, que funciona de la siguiente manera: el robot se desplaza con el hilo de soldadura contra el componente, recuerda el punto y guarda sus coordenadas. Una vez medidos y registrados todos los puntos necesarios en las coordenadas X, Y y Z, se comparan con el componente virtual y, si hay desviaciones, se corrige la trayectoria de soldadura”.

La posición exacta de los cordones de soldadura es un requisito básico de las calderas estancas que ofrecen la apreciada calidad Heizomat. Por ello, cada caldera se somete a una prueba de estanqueidad de 24 horas a una presión de agua de entre 9 y 11 bares antes de instalarla en uno de los sistemas de calefacción de astillas más solicitados en todo el mundo. Los cordones de soldadura visualmente impecables tienen mucha importancia, sobre todo en Estados Unidos. Allí, la norma ASME exige un 100 % de cordones de soldadura perfectos, incluso en áreas no visibles de las calderas.

Todo bajo control

Además de todos los procesos de soldadura, el control del sistema HMI T21-RS supervisa y coordina cada uno de los componentes utilizados en la celda de soldadura robotizada: el robot, la fuente de potencia de soldadura, el posicionador de giro, la medición del punto central de la herramienta (TCP, por sus siglas en inglés) y la limpieza de la antorcha. Los aspectos más destacados son el editor de programas para la definición de todas las secuencias cinéticas y de soldadura, así como la visualización 3D en tiempo real. Dado que los soldadores de Heizomat necesitan una buena vista general del estado actual del sistema y de todas sus partes, se muestran todos los módulos y ámbitos de protección según el estado de la celda de soldadura. La gama de funciones del sistema de control incluye la gestión de usuarios y programas, la visualización de mensajes de error, los contadores de ciclos y piezas, el cambio de idioma, la visualización del estado del sistema y la gestión completa de la energía (alimentación de medios).

“Hemos encontrado el socio que buscábamos en Fronius”, resume Vorbrugg. “Al igual que nosotros, ven los problemas como retos y hacen hincapié en realizar sus actividades de forma respetuosa con el medio ambiente. Además, esta colaboración nos permite tener siempre a alguien disponible para ayudarnos. La comunicación es rápida y la cooperación es amistosa y agradable. En resumen, se trata de una empresa en la que podemos confiar. Estoy convencido de que, con los innovadores expertos austriacos en soldadura, estamos bien equipados para el futuro”.