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Sensores en la terminal de contenedores de Róterdam
Los modernos buques portacontenedores de hasta 400m de eslora pueden albergar más de 10000 contenedores. Una compleja tecnología garantiza que las operaciones de carga y descarga se realicen sin problemas.
En el mayor puerto de Europa se manipulan cada año más de 430 millones de toneladas de carga. Una sofisticada tecnología permite evitar la paralización de las operaciones logísticas. El impulso necesario para lograrlo es proporcionado por los sensores.
Más de 34000 buques marítimos y 100000 embarcaciones de navegación interior hacen escala en el puerto de Róterdam cada año. En Maasvlakte, una zona del puerto que da directamente al Mar del Norte, se encuentra esta enorme terminal de contenedores. Solo en 2010, se trasladaron allí 6,7 millones de contenedores. Pero quien espere encontrar ajetreo se equivoca. No hay apenas gente. Como por arte de magia, unos enormes puentes grúa elevan los contenedores del buque en cuestión de minutos y los colocan en los llamados AGV.
En cuestión de minutos, los contenedores se cargan en vehículos autoguiados (AGV), que los trasladan al punto de descarga correspondiente.
Estos vehículos autoguiados (abreviado como AGV) parecen camiones sin cabina. Y así es: estos vehículos funcionan sin conductor. En su lugar, un PLC para aplicaciones móviles controla el funcionamiento de la conducción autónoma con la ayuda de sensores.
Los AGV transportan los contenedores desde el puente grúa hasta el lugar de emplazamiento. Aquí, las llamadas grúas apiladoras levantan los contenedores y los apilan en enormes depósitos. Para el público general puede parecer a simple vista un colorido barullo, pero sí hay un orden: el ordenador logístico sabe exactamente dónde se ha colocado cada uno de los contenedores. Dependiendo del tiempo de permanencia, a menudo tan solo unas pocas horas, los contenedores se almacenan conforme a un sistema de clasificación optimizado. Esta es la única manera de poder garantizar un funcionamiento eficiente y eficaz. Pues los calendarios de trabajo para la manipulación internacional de contenedores son bastante ajustados. Cada minuto de retraso cuesta dinero. Por eso, la tecnología debe funcionar siempre: ya sea con el frío más intenso, con el calor del verano e incluso con la tormentosa lluvia del Mar del Norte.
Comprobación del twistlock del spreader
La herramienta principal para la manipulación de contenedores es el «spreader»: se trata de un sistema de elevación con el que se agarran los contenedores desde arriba. Estos bastidores telescópicos se pueden ajustar a las diferentes longitudes de los contenedores; de ahí el nombre de «spreader» (del inglés «spread», que significa «extender»). Se utilizan tanto en los puentes grúa de los buques como en las grúas apiladoras.
«Spreader» es el nombre que recibe el equipo de elevación utilizado para agarrar los contenedores por arriba. 40 detectores inductivos controlan el agarre de forma totalmente automática.
Los spreader cuentan en cada esquina con una pieza giratoria de sujeción que se engancha en los herrajes de las esquinas superiores de los contenedores y luego gira 90 grados (también conocido como «twistlock»). De esta forma, el contenedor queda firmemente sujeto al bastidor de elevación y se puede elevar con seguridad.
En cada una de las cuatro esquinas, los spreader disponen de una pieza giratoria de sujeción (twistlock), cuyo extremo inferior gira 90 grados para enganchar de forma segura el contenedor al mecanismo de elevación.
Para automatizar este proceso y comprobar el cierre «twistlock», se utilizan 40 detectores inductivos de ifm electronic en cada spreader.
Al colocar el spreader sobre el contenedor, unas guías angulares dispuestas en las esquinas, llamadas «flippers» (aletas), garantizan su posicionamiento centrado. Los pasadores de elevación, colocados en distintas posiciones del spreader, se retraen cuando el contenedor queda totalmente apoyado sobre el contenedor. De este modo, se detecta de forma fiable cualquier inclinación del spreader sobre el techo del contenedor. La supervisión de estos pasadores de elevación se realiza mediante detectores inductivos. La señal de bloqueo no se activará hasta que todos los pasadores de control estén retraídos por completo.
En este caso, los detectores inductivos también sirven para garantizar la seguridad: comprueban la posición de rotación de los pernos del cierre giratorio (twistlock). Así se garantiza que el contenedor esté bloqueado realmente y de forma segura en las cuatro esquinas antes de ser levantado.
En cada esquina del spreader: el detector inductivo izquierdo controla el pasador de elevación, que es empujado hacia arriba cuando se apoya. Los dos detectores de la derecha controlan el giro de 90 grados del cierre twistlock.
Tanto el bloqueo como el plegado de las aletas se realiza de forma hidráulica. La presión y la temperatura del grupo hidráulico se controlan con los correspondientes sensores para aplicaciones móviles de ifm electronic. Todos los detectores del spreader se conectan a través del sistema de bus AS-Interface. Se utilizan 17 esclavos en forma de módulos de E/S, lo que permite un cableado sencillo y bien estructurado.
Todas las señales de los detectores convergen en los módulos de E/S AS-i del armario eléctrico del spreader.
Logística de contenedores mediante vehículos autoguiados (AGV)
Como por arte de magia, los AGV transportan los contenedores desde la grúa de carga hasta la zona de almacenamiento. Un ordenador central determina el lugar de carga y descarga, así como la ruta de conducción, y transmite la información a los AGV por radio. Los bucles de inducción instalados por el suelo y los numerosos sensores garantizan una navegación con una precisión centimétrica por el terreno.
Sistema informatizado: gracias a la más moderna tecnología de control y a los sensores, los AGV encuentran de forma autónoma el camino hacia las grúas de carga.
En el corazón de estos vehículos se encuentran dos sistemas de control para aplicaciones móviles (ecomatmobile R360 Safety Controller) de ifm electronic. Estos equipos están especialmente diseñados para condiciones ambientales adversas. Su alto grado de protección y el amplio rango de temperatura y tensión de funcionamiento ofrecen la máxima seguridad. Por medio del bus CAN se comunican con los robustos módulos de E/S, totalmente metálicos, a los que se conectan los sensores.
El componente central de los AGV es el sistema de control para aplicaciones móviles ecomatmobile R360 de ifm electronic. La pantalla PDM360 proporciona información clara sobre el estado y el diagnóstico cuando es necesario.
En el armario eléctrico a un lado del vehículo se instala una pantalla PDM. Esta proporciona mensajes claros sobre el estado y el diagnóstico cuando es necesario.
Los sensores de presión de ifm controlan los sistemas hidráulicos del AGV. El sistema hidráulico y el armario eléctrico se monitorean mediante sensores de temperatura. Los detectores inductivos de los parachoques detectan una posible colisión y detienen el vehículo inmediatamente. Los encóders de ifm controlan la dirección.
En el exterior del AGV están instalados varios sensores para aplicaciones móviles. En la imagen se muestra un sensor de presión de ifm para el control del sistema hidráulico.
Transmisión segura de datos en cualquier condición climática
Una electrónica compleja y la utilización de numerosos sensores hacen posible que los spreader funcionen a la perfección. Para conseguir una transmisión segura de las señales del sensor, ifm electronic ha desarrollado un conector M12 que funciona de forma fiable incluso bajo condiciones difíciles. Variaciones de temperatura, humedad, suciedad, corrosión, choques y vibraciones influyen continuamente en el sistema. Los extraordinarios conectores ecolink funcionan de forma fiable en esta compleja aplicación.
Una característica especial es la robusta fijación de la rosca. Con el principio asimétrico de fácil apriete y difícil aflojamiento se garantiza una estanqueidad estable a largo plazo, factor vital para asegurar la transmisión de miles de señales de sensores a diario.
Conclusión
El transbordo de contenedores se debe llevar a cabo de forma rápida y segura, ya que de lo contrario se podría trastocar el itinerario fijo de los portacontenedores. El usuario de los sensores, los sistemas de control y los conectores de ifm tiene la certeza de que la aplicación va a funcionar correctamente. Solo entonces se podrá decir: ¡a toda máquina!