el almacén se mueve sobre electrovías

al día I Electrovías
EL ALMACÉN SE MUEVE
SOBRE ELECTROVÍAS
¿Qué ocurre cuando se determina que los componentes físicos de una
instalación deben ser flexibles? ¿Cómo conseguir un elemento de transporte
versátil y modificable para que las instalaciones funcionen sin problemas
cuando haya un cambio en el layout (plano) producido por una variación en la
operativa? La respuesta está en las electrovías.
En primer término
se observa en detalle un
carro provisto de un
transportador de cadenas
sobre el que descansa
la carga.
Texto: Antonio Alonso
y Pau Orrit, departamento
soporte técnico de Mecalux
l diseño de los centros de almacenamiento actuales debe contar con algunas características que
resulten novedosas, como son la fle-
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xibilidad y la posibilidad de cambiar
la forma de trabajo y de organización
en muy poco tiempo. De hecho, estos rasgos se están empezando a
aplicar a todas las partes integrantes
de este tipo de instalaciones. Esta filosofía, que se está reflejando en herramientas que se muestran capitales para la actividad operativa de los
almacenes, constituye uno de los
principales retos que ha superado,
por ejemplo, el nuevo software de
Mecalux en lo que a la programación
de las instalaciones se refiere (ver número 80 de esta publicación).
Pero ¿y si además de un software
adaptable y flexible, que es un componente intangible (no físico), es necesario contar también con elementos del hardware de la instalación sobre los que poder efectuar cambios
y modificaciones? ¿Y si ya se sabe
que dentro de cinco años se tendrá
que realizar una modificación en el
plano de la instalación cuando se
haya inaugurado un nuevo centro
de producción anexo al almacén?
Qué son las electrovías
Una de las respuestas más competentes para hacer frente a este tipo
de cuestiones son las electrovías. Se
LA ELECTROVÍA
ES UN ELEMENTO
DE TRANSPORTE
MUY VERSÁTIL Y
ADECUADO EN
INSTALACIONES
QUE PREVEAN
MODIFICACIONES O
AMPLIACIONES
TIPOS DE MANDOS
Los mandos del carro y su
bastidor asociado se clasifican
en tres grupos:
Electromecánicos: son aptos
para tareas de mando sencillas y
se emplean en instalaciones de
transporte simples donde no es
preciso un seguimiento (tracking)
de la carga.
Electrónicos simples: son
necesarios cuando hay dos
velocidades, un cambio de
sentido, un aviso de avería o un
paso suave al cambio de
velocidades. Pueden proporcionar
datos del bastidor y su carga
asociada. En instalaciones
complejas, el seguimiento lo
efectúa un autómata programable
superpuesto.
Totalmente electrónicos con
microprocesador, variador de
frecuencia o autómata
programable: estos mandos se
emplean cuando se tienen que
suministrar los datos del bastidor
y su carga asociada. Así, por
ejemplo, disponen el número del
bastidor, el de posición en el
almacén o el código del material.
Se usan en el momento en el que
los bastidores contienen
mercancía para abastecer a varias
plantas o zonas de trabajo
distintas, o si hay tramos con
velocidades de trabajo muy lentas
y/o regulables.
trata de unos elementos de transporte automatizado que presentan una
gran versatilidad y capacidad de
adaptación siempre que se requiera
emprender un cambio en el diseño
de la planta.
La electrovía se usa en el entorno de
la producción industrial para trabajos tan variados como el transporte
de vehículos a lo largo de una cadena de montaje o el desplazamiento
de materiales dentro de una fábrica,
por ejemplo. Y también es de gran
utilidad para el movimiento de mercancías en el interior de un centro de
almacenaje. Dado que una electrovía puede transportar cargas de todos los tamaños, pesos, estructuras,
formas, en unos u otros soportes
(como paletas o contenedores), etc.,
y a través de los más enrevesados
recorridos, resulta un dispositivo de
Se pueden crear pulmones
y zonas de espera de las
cargas, como las de esta
imagen.
transporte muy versátil y adecuado
para emplearse en plantas que prevean modificaciones o ampliaciones.
Económicas y versátiles
Este tipo de instalaciones se optimiza aún más desde un punto de vista
económico cuando las distancias
entre los diferentes puntos de trabajo
son considerables o cuando hay una
gran cantidad de puntos de destino
y las necesidades de flujo no son demasiado exigentes.
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al día I Electrovías
LOS CARRILES SIRVEN COMO CAMINO POR EL
QUE CIRCULAN LOS CARROS Y SON EL SOPORTE
PARA LOS CABLES DE CORRIENTE ELÉCTRICA
Y DE COMUNICACIÓN
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Los carriles de guiado
acoplados a la estructura o a
pórticos permiten desplazar
la carga en altura o a ras del
suelo.
cambiarlas. Además, se pueden variar aspectos como la velocidad o el
número de carros específicamente
en cada zona, así como cambiar el
recorrido de las mercancías mediante tramos de enlace o de atajo.
El despliegue de una solución de esta clase, dada su apariencia, puede
dar la idea de que es una tecnología
cara. No es así por dos razones. En
primer lugar, se utilizan materiales y
piezas estándar, con lo que los costes no se disparan. En segundo, las
electrovías suponen una reducción
en los gastos de funcionamiento del
transporte de mercancías dentro del
almacén o la planta de fabricación,
ya que se ponen en movimiento solamente en los momentos en los que la
mercancía se tiene que transportar,
cuando los vehículos (carros de
transporte) vacíos vuelven hacia el
tramo de acúmulo o cuando deben
pasar al siguiente puesto de trabajo;
por ello se optimiza el consumo de
energía, el desgaste de las piezas,
los requisitos de mantenimiento y los
consumos en repuestos.
Esta facilidad en las modificaciones
se refuerza por la singularidad que
tienen los vehículos empleados en las
electrovías: son capaces de trasladarse de forma autónoma desde el lugar de partida al de destino una vez
conocido éste. La tracción individualizada permite trasladar un carro hasta
el punto siguiente sin tener que mover
toda la línea que viene detrás, propiedad que le confiere flexibilidad.
Configuración a la carta
Esa flexibilidad que plantean las
electrovías también se refleja en las
distintas configuraciones y tipologías dependiendo de las necesidades
de transporte que haya que cubrir, a
la vez que en la organización planteada en la operativa de la empresa, la
carga que es preciso mover, etc.
Las rutas de transporte pueden asimismo acomodarse a las exigencias
impuestas por la obra civil de la empresa o por la organización física de
la producción o de la operativa. Por
ejemplo, pueden adaptarse a un paso entre edificios aunque éste sea en
curva o es posible instalar desvíos de
entrada o de salida, cruces giratorios
o elevadores verticales en cualquier
lugar del recorrido.
La electrovía aérea es la más conocida. Se caracteriza por un sistema de
guiado de los carros desde su parte
superior. La guía por la que discurren
esos carros está fijada a la estructura
del edificio, aunque si esto no fuera
posible también se puede acoplar a
pórticos que, en ese caso, realizarían
las funciones de forjado. Este tipo de
transporte tiene una velocidad máxima de unos 120 m/min. y puede desplazar 1.000 kg de carga.
Otra de las ventajas que se transfiere
a la operativa es una mejora en el uso
del espacio disponible en la nave o
planta. Estos sistemas no interfieren
en el tráfico o en el paso realizado a
nivel del suelo ni tampoco en las zonas de trabajo, ya que el transporte
puede ir en altura, bajo el techo. Esta
característica permite, por lo tanto,
aplicar esta tecnología en áreas de
trabajo ya existentes y en funcionamiento sin tener que moverlas o
Un segundo tipo de electrovía es la invertida monorraíl o birraíl, similar a la
de tipo aéreo, pero con la particularidad de que la guía para carros no
cuelga del techo, sino que está instalada en el suelo. Se utiliza en edificios
cuya altura libre no es suficiente para
colocar un sistema aéreo. El problema de este modelo es que la guía representa una barrera al paso, justo al
contrario de lo que sucede en el sistema aéreo. La velocidad de estas elec-
ALMACENES VERTICALES PARA CARGA
LAS RUTAS DE TRANSPORTE SE PUEDEN
ADAPTAR A LAS EXIGENCIAS IMPUESTAS
POR LA OBRA CIVIL DE LA EMPRESA O POR
LA OPERATIVA
Los elevadores verticales se
emplean para superar diferencias
de alturas entre los trayectos del
recorrido o entre dos plantas
CROQUIS DE UN ALMACÉN CON ELECTROVÍAS
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–almacenaje y producción–. Hay
distintas posibilidades para
manejar los ganchos
verticalmente, dependiendo de
las necesidades de la instalación y
de los carros que se usen. Así, el
elevador puede disponer de una
columna de elevación simple o
doble, con carril elevador para
uno o dos vehículos y tracción por
cable o cadena. Dado que la
seguridad es una exigencia en
todas las instalaciones, los
elevadores tienen una protección
de caída y bloqueo mecánico en el
caso de una rotura del cable. Los
vehículos sólo pueden entrar o
salir del elevador cuando la cuna
elevadora (que es un tramo de
carril) se encuentra posicionada y
enclavada, y durante el transporte
los carros quedan bloqueados
electromecánicamente.
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trovías es la mitad que la de las aéreas
–60 m/min–, si bien pueden manejar
el doble de peso, hasta 2.000 kg.
Hay un tercer tipo de electrovía denominado power&free que puede
ser aéreo o invertido. La diferencia
principal respecto a los otros dos
modelos consiste en que el carril de
guiado incluye, si se requiere, una
cadena de arrastre a la que se enganchan los vehículos, en lugar de
usar, como en las otras modalidades, un sistema de tracción en cada
uno de ellos. Al igual que en el resto
de variaciones de las electrovías,
las power&free pueden manejar
cargas pesadas de hasta 2.000 kg.
Atentos al cliente
Ya se trate de electrovías aéreas, invertidas o power&free, el recorrido que se
puede desplegar para este tipo de instalaciones depende sólo de las exigencias que el cliente tenga en la planta.
Aparte, es posible emplear rectas, curvas, tramos con rampa, tramos de acúmulo, desvíos, elevadores verticales,
etc. En el caso de la modalidad aérea,
los carriles se cuelgan en altura y en las
zonas de carga el tramo queda a un nivel que facilita cargar o descargar la
mercancía con comodidad (por ejemplo, mediante transportadores).
utilizan estrategias basadas en tramos
en donde pueden quedar los carros
automotores acumulados (por lo que
se denominan “de acúmulo”), uno tras
otro. Estos puntos sirven para almacenar carros vacíos a la espera de que se
necesiten, al igual que para generar
pulmones para la carga y también como almacenes provisionales. Además
se usan siempre en instalaciones en
las que se producen fases de fabricación con tiempos de ciclo diferentes,
como pulmones entre estaciones de
trabajo con ciclos distintos y delante de
desvíos o de elevadores verticales.
Por otra parte, para disponer de una
mayor flexibilidad en la operativa, se
El interior del sistema
Todas las ventajas de las electrovías
1. Carril
2. Curva
3. Desvío de salida
4. Desvío de entrada
5. Desvío giratorio
6. Pulmón de articulación
7. Cambio de vía paralela
8,9 y 10. Elevador vertical
tienen su punto de partida en el diseño de estos sistemas y de sus partes
integrantes, un conjunto de tecnologías que conforman una solución
de transporte de cargas muy interesante.
El distintivo más destacable de una
electrovía es el medio de transporte
que emplea. Los carriles cumplen
una doble función, ya que además
de servir como camino por el que circulan los carros que transportan la
carga, también son el soporte para
los cables que llevan la corriente
eléctrica y la comunicación con los
vehículos. Están constituidos por
una pieza estándar como es un perfil
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extrusionado de aleación de aluminio, con ranuras continuas y simétricas al eje horizontal, a lo largo del
mismo, para facilitar su montaje.
Los tramos se hallan afianzados al techo a través de los denominados yugos de suspensión, a los que se
unen mediante unos taladros practicados en el centro del alma de la vía
de transporte. En la misma cara de
los yugos se fijan los soportes de los
componentes eléctricos de adquisición de señales y, por el otro lado del
carril, se aseguran los soportes de
las piezas aislantes que contienen
las líneas de cobre.
Los carriles de alimentación eléctrica
están compuestos por un conductor
de cobre en forma semicircular con
una sección especialmente diseñada para garantizar el contacto con el
patín de toma de corriente situado
sobre el carro. Los bordes libres del
perfil semicircular encajan en una
funda aislante de protección, con lo
que se configura un conjunto resistente y seguro, que a pesar de su diseño abierto está protegido contra
contactos accidentales. Su sujeción
al carril de la electrovía se realiza con
Desvío de entrada o salida
(ver carril superior) en el
momento de cambio entre los
dos segmentos de los que
consta.
TIPOS DE DESVÍOS
Cambio de vía paralela
Desvíos
de entrada
y salida
Cruce giratorio
Cambio
de tres vías
Cambio de vía de cambio de sentido
de automotor (desvío inversor)
Infografía: Mecalux.
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Los carros pueden ir
equipados con compartimentos
como los de la imagen para trasladar
pequeñas piezas en orden.
soportes aislantes que se fijan al carril
por una cara, insertándose sobre la
otra los portaconductores a presión.
Los carriles combinan tramos rectos
con curvos para conformar la vía de
transporte. De cara a conferir a esa
vía la mayor versatilidad posible, se
emplean también otros sistemas algo
más especiales que cumplen la función de desvíos en el recorrido de los
carros. Los desvíos de entrada a una
vía o de salida de la misma se diferencian sólo en cómo están colocados
para que cumplan una u otra finalidad, ya que desde el punto de vista
constructivo son iguales. Están formados por dos bastidores fabricados con perfiles de aluminio. Uno de
ellos es fijo y el otro, colocado en su
interior, móvil. El bastidor se desplaza
por medio de ruedas de apoyo y dispone de otras laterales de contraste.
Los desvíos de salida permiten desplazar la carga a otros carriles laterales, por lo que son útiles en labores
de selección y distribución de las
mercancías. La vía principal se bifurca en varias secundarias utilizando
este tipo de desvíos y, en función del
destino del carro, se activarán o no
para sacarlo del flujo principal.
Pulmones de acúmulo
Los desvíos de entrada sirven para
exactamente lo contrario que los de
salida, es decir, para aunar en la vía
principal los carros que discurren
por las secundarias. También son los
que controlan el abastecimiento de
carros desde los pulmones al carril
central. Esos pulmones de acúmulo
se forman con un desvío de salida,
un tramo recto —que puede quedar
perpendicular o paralelo a la vía principal— y un desvío de entrada para
volver a la vía principal.
Aunque esos son los tres principales
componentes del carril, en las electrovías se pueden encontrar otras herramientas con las que es posible casi cualquier combinación de movimientos y organización en un determinado espacio de operaciones. En
ciertas situaciones, cuando una ruta
debe atravesar el camino de otra se
usa un cruce giratorio, con lo que se
evita tener que cambiar una de las
dos vías de nivel. Este tipo de cruce
consiste en un tramo de carril acoplado a una plataforma giratoria. Cuando se halla en una posición permite el
paso por una de las vías y cuando gira 90º hace lo propio en la otra.
Otro elemento especial pero corriente en las instalaciones es el desvío
paralelo, también denominado de
extracción. Tal y como su nombre indica, consiste en dos tramos de carril
paralelos con un bastidor de desplazamiento que, mediante un movimiento perpendicular a la vía, coloca
uno u otro tramo. En el caso de que
se quiera realizar el mantenimiento
de un carro, sin estorbar el normal
discurrir de los demás, se puede llevar hasta este desvío, accionar el
mecanismo que extrae el tramo activo con el vehículo parado sobre él
y dejarlo paralelo a la vía principal
para iniciar las tareas que sean menester.
Un último componente también utiliza una pareja de tramos paralelos,
pero esta vez acoplados a una plataforma giratoria, que se coloca con
los tramos dispuestos a continuación de dos vías (que circulan en direcciones opuestas). De esta manera, cuando un carro se para en uno
de los tramos, la plataforma gira
180º y los tramos quedan unidos a la
vía opuesta a la que estaban inicial-
Si, por cualquier razón,
no se pueden acoplar los
carriles al techo, es posible
utilizar pórticos como los de
la imagen.
al día I Electrovías
mente. Así también, en el momento
en que el carro emprende de nuevo
la marcha lo hace circulando por la
vía paralela en dirección contraria. A
este tipo de soluciones se les denomina “desvío inversor”.
Carros inteligentes
Las vías y los desvíos son piezas fundamentales del esqueleto de las electrovías, pero el cerebro de las mismas
PARA QUE LOS
VEHÍCULOS
ENCUENTREN
EL CAMINO HASTA SU
DESTINO ÉSTE SE
CODIFICA EN
EL CARRO O EN SU
PORTADOR DE DATOS
ESTACIONES DE DIAGNÓSTICO
Las estaciones de diagnóstico
evitan numerosos problemas, ya
que se encargan de inspeccionar
la funcionalidad y el estado de los
vehículos antes de iniciar un
transporte. El diagnóstico se
realiza de manera automática y
en caso necesario el sistema
envía el carro a mantenimiento
para su reparación. Mediante
estas estaciones se controla el
recorrido de frenado del vehículo,
el retardo del arranque, los
contornos del gancho portador y
de su mesa de rodillos, cadenas, o
elemento de amarre de carga
asociado, el estado de los
detectores de paro por acúmulo,
el desgaste de las escobillas de
carbón… Si una estación registra
un defecto en un vehículo, éste se
retira a un tramo de reparación.
Tras llevar a cabo los trabajos
precisos y una vez que se ha visado
de nuevo para su utilización en el
sistema, la estación de
diagnostico efectúa una nueva
comprobación y, si todo está
absolutamente correcto, devuelve
el carro al flujo de trabajo.
es otro. Los mandos centralizados
conducen las electrovías de modo inteligente gracias a un código de información que incluye el destino y que
está presente en todo el recorrido,
desde la salida hasta el punto de llegada. El recorrido que el vehículo o
carro debe seguir se determina en
función de reglas que optimizan el
movimiento, tales como cuál es el camino más corto; la distribución de los
vehículos libres entre los distintos
puntos de carga y si se debe pasar o
no por determinados desvíos; estaciones de carga y descarga; elevadores verticales, etc.
con protección y elementos de conexión y desconexión para un vehículo
único de ida y vuelta sobre el mismo
tramo de carril, a mandos con PLC o
PC en el caso de electrovías unidas a
otros sistemas de transporte o almacenaje. Cuando el recorrido es muy
enrevesado o si es preciso dotar a la
instalación de otro tipo de información, como por ejemplo el tiempo de
funcionamiento de los vehículos, éstos se equipan con un portador de
datos móvil, sobre el que se puede
leer y escribir automáticamente sin
contacto alguno con las estaciones
correspondientes.
Es posible hacer el control de los carros en las electrovías con distintos
equipos, en función de las necesidades de la instalación y de la tipología
de la misma. Se puede encontrar
desde una simple caja de acometida
Vehículos en camino
Para que los vehículos hallen el camino hasta el punto en el que deben recoger o dejar la carga, el destino se
codifica en el carro o en su portador
de datos por medios mecánicos (me-
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diante levas), fotoeléctricos (reflectores) o electromagnéticos (placas
magnéticas codificadas que no precisan contacto).
Las electrovías se pueden
conectar con otros elementos
automáticos del almacén como por
ejemplo estos transportadores.
En cuanto a los propios vehículos, utilizan una rueda motriz y, en el caso de
los dobles, otra rueda libre unida a la
primera por un travesaño. La tracción
de los vehículos se lleva a cabo a través de motores reductores con cambio de sentido. Estos motores están
sujetos en los vehículos por medio de
un eje y su potencia dependerá del
peso de carga y de la velocidad de
transporte que se quiera conseguir.
Del travesaño, cuyo tamaño depende
del tipo de mercancía que se necesite
transportar, cuelgan los denominados ganchos, que son los portadores
de la carga.
Gracias a la automatización y a los
mandos de control de los carros resulta factible, por ejemplo, servirse de un
gancho con un transportador de rodillos incorporado (lo que sería un tramo de una línea de transporte) capaz
de acoplarse a una salida o entrada
de un camino. Así, un solo tramo de
transportador sobre una electrovía
puede sustituir a una larga línea de rodillos o cadenas automatizada, sin suponer una barrera física al movimiento de las máquinas de manutención ni
a las personas en la instalación.
Los ganchos pueden ser fijos, móviles, giratorios y pendulares, dependiendo de la mercancía que se
transporte y de la manera en que se
cargue y descargue los vehículos. Estas operaciones se efectúan de forma
manual o automática mediante los
portadores de carga que es posible
colocar en los ganchos, como los
transportadores de rodillos o de cadenas, elevadores, etc.
En definitiva, la electrovía crea un sistema de transporte versátil, adaptable a casi cualquier planificación y
muy flexible en comparación con
otras máquinas para movimiento de
mercancías. Estamos frente a un elemento que se usa profusamente en
instalaciones de producción y que
puede solventar limitaciones de espacio y organización en los almacenes en donde otras soluciones fracasan o no son tan competitivas.