domingo, 28 de agosto de 2022

LA TORMENTA PERFECTA EN LAS LÍNEAS DE FABRICACIÓN DE MAQUINARIA Y LA DESLOCALIZACIÓN DE EMPRESAS (Parte I)

Y LA CONSECUENCIA ES… ¡LÍNEAS PARADAS!

Desde el 2020, pero sobre todo en 2021, muchas líneas de montaje, ya sean de automoción o de tractores, tuvieron que detenerse durante uno, o incluso varios periodos. Las causas hay que buscarlas en la ausencia de algunas materias primas necesarias, sobre todo componentes de microelectrónica. 

El artículo se vuelve además de actualidad por las tensiones, en aumento, de las relaciones entre China y Taiwan (la China continental, comunista, contra la China "insular" capitalista)

Resulta que Taiwan es rey indiscutible en la fabricación de microelectrónica de altísimo valor añadido, y justo este poder, es el que le está sirviendo de escudo a la más que posible invasión de la china comunista continental. 

Pero ¿y todo esto en que puede afectar a la maquinaria agrícola? Pues resulta que en mucho debido a lo que se ha convertido actualmente el mundo de la manufactura.

La escasez de materias primas ha provocado, primero que se “disparen” los costes de producción, y segundo que incluso se paren líneas de montaje: Por centrar nuestra visión a España; en enero del 2021 ya SEAT hizo un ERTE y paró la producción durante varios días; ídem, pero con Ford en la planta de Almussafes y en febrero, llegando a cerrar por 2 semanas; más de lo mismo para el grupo Stellantis (Citroën-Peugeot, Fiat-Chrysler) y en varias ocasiones…

Si me ciño al mundo de la maquinaria agrícola, y en concreto del tractor, pues más de lo mismo y los ejemplos de diferentes fabricantes son numerosos. Y desde el punto de vista del cliente final, cuando vas a la concesión a comprar un tractor, te dicen que o lo que pides está en stock o tu deseo va a tener que esperar mucho.

La falta de semiconductores ha obligado a parar líneas de montaje de todo tipo: yo no tengo enrutadores de internet, yo no tengo la última consola de videojuegos, yo no tengo el modelo de teléfono que había prometido sacar al mercado; yo no puedo sacar la lavadora que me iba a salvar los números del ejercicio…

Y con subidas desorbitadas

Y es que en realidad un tractor solo es la suma de hierro, cobre, plásticos, caucho y microchip; y esto o bien ha subido enormemente o incluso, directamente no hay.

Un tractor está fabricado con componentes derivados del hierro (cuerpo, engranajes, rodamientos, ejes…); de “plásticos” (capós, pasos de rueda, interiores de cabina…); derivados del caucho (mangueras, manguitos, retenes, tóricas…); cobre (instalaciones eléctricas) y ahora, si le sumas la dependencia electrónica, ya tienes “la tormenta perfecta”. Y que aún puedes empeorar algo más si todo lo anterior lo aliñas con el aumento de precio del transporte, por los aumentos en la energía y “salpimentado” con el, descabellado, aumento del precio de los contenedores utilizados en el transporte mundial…

El acero en máximos históricos: Los desequilibrios provocados por la pandemia han contribuido a provocar “picos” en la demanda que han alterado el precio del acero con notables subidas. El 2021 ha observado precios en los aceros de “escándalo” ¡se han superado los máximos anteriores al 2008!

Los plásticos, PVC, PE… suben ¡a ritmo de una revisión, al alza, de tarifa por mes! Que han llevado a los plásticos más “populares” a estar un 40 % más altos que en enero 2021.

El cobre con subidas del 65 % desde mayo del 2020…

Y LOS CHIPS DESENCADENARON EL MOVIMIENTO

Chips: Decisión geoestrategia

Los semiconductores están en el centro de fuertes intereses geoestratégicos y en el núcleo de la carrera tecnológica global. Las superpotencias están ansiosas por asegurar su suministro de los chips más avanzados. En la tecnología actual, no disponer de chips, significa condicionar toda tu capacidad de actuación a nivel económico, industrial, e incluso militar.

Estados Unidos se ha dado cuenta de la dependencia que tenía de estos microcomponentes y ha desencadenado una inversión masiva para financiar la creación de un centro de investigación estadounidense e incentivar a las empresas a poner su producción en suelo norteamericano (en concreto es Arizona quien se está convirtiendo en el centro productivo)

"Fendt" chino de Ensign Heavy Industries
(foto de Dautel Landtechnik)
Taiwán, la china nacionalista, que sabe que tiene a su enemigo número uno a pocos kilómetros y con un afán militar beligerante que está poniendo en jaque a la isla de Formosa, conoce que una de sus principales bazas para asegurar su independencia política, es continuar siendo líderes en la fabricación de semiconductores; y es que mientras Taiwán tenga los “chips por el mango”, puede decir a los países occidentales: “si yo caigo, los chips caen conmigo, y vosotros tendréis un problema de narices”.

China, que no es tonta y sabe que tecnológicamente en esta industria está detrás de sus “hermanos nacionalistas” (y quizá por eso ahora son más beligerantes con su “provincia revoltosa” …) tiende a solventar la brecha de forma “contundente” (al menos es lo que se intuye en los comunicados de los miembros del “democrático” politburó partido comunista chino)

Europa, ¡pobre Europa!, que si ahora se queda atrás “apaga y vámonos”, quiere seguir siendo alguien además de la unión de países de “viejos”. Europa debe intentar recuperar su soberanía tecnológica; para ello debe disminuir la enorme dependencia actual que tiene de capacidad fabril asiática (no digo ya de chips…)

Y Sony quiere terminar con su dependencia: Si tu hijo te pide la PS5, casi seguro que no podrás comprarla y todo porque Sony no tiene microchips… El gigante japonés se ha cansado de su “dependencia” y según el diario económico Nikkei, ha llegado a un acuerdo con TSMC para fabricar chips conjuntamente en 2024

Lo mismo quizá te haya pasado si quería el iPhone 13 y es que también Apple está sin microchips, su intención también es la de reducir dependencias.

Algunos dirigentes europeos, con la presidenta Ursula von der Leyen a la cabeza, lo tienen claro, pero otros han dicho que preferían enfocar esta cuestión desde “una perspectiva de género inclusiva anticapitalista”… En cualquier caso, la European Chips Act, intenta canalizar los esfuerzos particulares nacionales en una acción europea común. Europa dispone de buenos institutos (destaco el IMEC en Bélgica, la LETI / CEA en Francia o Fraunhofer en Alemania) que están a la vanguardia en nanotecnología.

¿Dónde se fabrican?

La mayor concentración de empresas especializadas en la fabricación de microchips se encuentra en el continente asiático, con la excepción de Intel.

¿Qué es un microchip?: Son pequeñas piezas planas de material semiconductor, como el silicio, sobre las que se montan un conjunto de circuitos electrónicos (transistores, resistencias, condensadores…)

Empresas más potentes en la fabricación de microchips

Intel (Integrated Electronics Corporation): Empresa estadounidense fundada en 1968. Su fama internacional le viene de ser la inventora de la arquitectura x86 que es la que puso a nuestro alcance los ordenadores tal y como hoy los conocemos. En 2020 fue la 1ª empresa en ventas de chips del mundo.

Actualmente está construyendo dos enormes plantas de semiconductores en Arizona (EEUU) con previsiones de entrada en producción en 2024. También tiene fábricas en Irlanda y busca nuevas ubicaciones en Europa (parece que España no está en su campo de visión… ¿por qué será?)

¿Valtra?
Samsung: Empresa surcoreana fundada en 1938. En 2020 fue la 2ª compañía que más chips vendió a nivel mundial.

TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing): Empresa taiwanesa (China nacionalista) fundada en 1987. En 2020 fue la 3ª compañía con más ventas de chips del mundo. Según el prestigioso The Wall Street Journal, TSMC es una de las 10 empresas más valiosas del mundo (su valor de mercado es de unos 500.000 millones de euros. También dispone de fábricas en Arizona (EEUU)

Entradas relacionadas


By: Catalán Mogorrón, H.

sábado, 20 de agosto de 2022

CATEGORÍAS DEL TRIPUNTAL DEL TRACTOR ¿QUÉ SIGNIFICAN?

EL ENGANCHE TRIPUNTAL, ALGO DE HISTORIA

El tripuntal es uno de los aspectos que más distingue al tractor de otro tipo de vehículos. Es quizá, el tripuntal, el sistema más usado, y más útil, del tractor.

Su invención supuso toda una revolución y es que desde que Harry Ferguson, fundador de lo que hoy es la marca Massey Ferguson, lo montó en el primer tractor, se comprobó del enorme paso adelante en la mecanización agraria y en el aprovechamiento de potencia de los tractores. Y es que el concepto de tripuntal que hoy conocemos convierte en una única unidad de trabajo el conjunto tractor-apero.

La patente de este tipo de enganche que hoy conocemos comúnmente como tripuntal, tiene más de un siglo (1918 dice la bibliografía) Diferentes ensayos, prueba y error, se suceden entre los años 1920-1930. Incluso hubo “evoluciones” en las cuales los tres brazos se fabricaban con eslabones tipo cadena, pero eso si, ya con ayuda hidráulica para la elevación.

El negocio es el negocio: y es que el mundo mercantil no suele ser un mundo de caballeros. Con el prototipo de Ferguson desarrollado tocaba mostrarlo a los fabricantes. Harry Ferguson repetía su idea de forma machacona: transferencia de peso al tractor por la resistencia del apero, mejor tracción, mayor eficiencia…

El primer acuerdo lo firma con David Brown en 1933. El primer tractor que saldrá con el tripuntal Ferguson será el Ferguson-Brown modelo A. Pero las malas ventas y desacuerdos entre ambas firmas, hace que en 1937 se rompa la relación.

Dimensiones de referencia tripuntal trasero (tabla 1)

Es el turno de Henry Ford, que adquiere el compromiso, 1938, con Harry Ferguson de fabricar sus tractores con el sistema. Un acuerdo que se firma con un apretón de manos, como es habitual cuando hablamos de esos nombres históricos, espíritus emprendedores, sin “dobleces”. En 1939 sale ya el primer tractor Ford 9N con el sistema. Pero llegará la 2ª guerra mundial y cuando acaba entonces el control de la Ford ha pasado al nieto de Henry Ford (también llamado Henry Ford II)

Pero aquel acuerdo entre caballeros, que ningún papel sostiene se convierte en “humo”. Pero Ferguson desde su empresa Ferguson Tractor, no se amilana y recurre a la ayuda de otro grande: Massey-Harris. Pero los “nuevos tiempos”, de cohortes de abogados, litigios millonarios, hace que Henry Ford II demande a Ferguson con más de 9 millones de dólares (una auténtica burrada en aquellos años) Sería el principio del fin del control exclusivo de Ferguson sobre su sistema de tres puntos. El tripuntal pasará a ser “universal”. En realidad, las patentes de Ferguson expiraron en 1960 y ya no se extendieron en el tiempo por entender el valor universal del sistema y su contribución a la agricultura mundial.


Desde su presentación, el sistema maravilló a los técnicos de entonces que veían como con “poca potencia” se conseguía una eficiencia que tractores mucho más grandes no conseguían con los sistemas de “arrastre” imperante por aquel entonces.

Hasta la introducción del sistema tripuntal los implementos, viejos aperos heredados de la conviviente tracción animal, se arrastraban, normalmente tirados por una cadena. Un sistema de “tiro bruto”, muy poco eficiente, que obligaba a tractores enormemente pesados, con ruedas y garras de hierro… En poco tiempo, todos los fabricantes pasaron a diseñar sus tractores con este novedoso sistema tripuntal, su utilidad y simplicidad lo ha convertido en un estándar de la industria.

Dimensiones referencia, apero (tabla 2)
El tripuntal a día de hoy: El sistema original Ferguson ha ido evolucionando, pero no pensemos que ha sufrido una gran evolución. La idea sigue siendo la misma: un enganche semejante a un triángulo y que como defendía su creador, es la manera más sencilla y estáticamente fija para enlazar dos cuerpos mecánicos. Con el tripuntal se enlaza el apero al tractor de forma que la orientación del apero queda fija con respecto al tractor que puede arrastrar, parte o el total, del peso del apero.

Componentes: De forma general, el enganche tripuntal está constituido por unos componentes mecánicos que trabajan unidos: el sistema hidráulico del tractor, los brazos portantes (2 inferiores y uno superior), las rótulas de enganche (una en cada brazo) y los estabilizadores.

NORMALIZACIÓN

Pero claro, con muchos fabricantes, era necesario imponer una normalización para que así un apero pudiese engancharse en diferentes tractores. Además, el sistema puede aplicarse tanto a tractores muy grandes como a los más pequeños…

Así que, a todas luces, se hace necesario una estandarización para “normalizar el cabezal” y que se puedan compatibilizar los tres bulones con la geometría de los "puntos de enganche".

De bulones y “agujeros”: Como es natural los bulones de enganche será de diámetro ligeramente inferior al diámetro de la rótula de enganche. Por ejemplo, en la categoría 2, el bulón de las barras inferiores es de 28 mm mientras que el diámetro de la rótula es de 28,7 mm

La diferencia de tamaño de los tractores, así como de las potencias de tiro, obliga a que se establezcan distintas categorías y así conseguir adecuar el sistema al tamaño del tractor con el de los aperos. La categoría afecta a las dimensiones del enganche, diámetro de paso, distancia del extremo de la TDF al centro de los brazos inferiores…


Especificaciones: Se recogen y estandarizan a través de la ASAE S217 (Sociedad Americana de Ingenieros Agrícolas) y más tarde por la ISO 730:2009 (Organización Internacional de Normalización) y la correspondiente norma española UNE 68006-1 (2003)

Aunque en esta entrada no se ha hablado del tripuntal delantero, también hay una normativa para las dimensiones del mismo. En el caso del tripuntal delantero los requisitos están recogidos en la ISO 8759-2

Categorías

Diámetro bulones según categorías (0 a 3) tripuntal

La norma UNE 68006 recoge las 4 categorías para tractores agrícolas de ruedas:

  • Cat. 1: < 48 kW de potencia nominal al eje de la tdf
  • Cat. 2: < 92 kW
  • Cat. 3: De 80 a 185 kW
  • Cat. 4: De 150 a 350 kW

Entradas relacionadas y bibliografía

By: Catalán Mogorrón, H.

Dimensiones "torreta" según categorías (0 a 3)


miércoles, 10 de agosto de 2022

CARDAN Y JUNTA HOMOCINÉTICA

Bomba de pistones movida desde el cigüeñal 
con junta homocinética doble cardán
UNIÓN UNIVERSAL O CARDAN

El cardan o cardán, esta segunda acepción es la que la RAE admite, fue descrito por primera vez, allá por 1550, por el italiano Cardano.

Una unión por cardan sirve para transmitir movimiento ente dos ejes concéntricos, pero también, y ahí reside su interés, con el cardan se permite unir dos ejes que no están en la misma línea, es decir que no son colineales; pueden estar desviados angularmente. Permitiendo incluso desviaciones angulares de hasta 25-30º.

Otra ventaja del cardan es que se trata de una unión simple, a la par que robustos, requieren poco mantenimiento (funcionan bien incluso en condiciones de polvo, barro, agua…)

También se trata de una unión que no tiene excesivo coste.

El cardan está formado por dos horquillas o bisagras que se colocan a 90º. Las dos horquillas se unen a través de una pieza en forma de cruz (cruceta) Los 4 extremos de la cruceta se monta sobre cojinetes alojados en las horquillas. Las horquillas se acoplan a cada uno de los ejes a unir.

El problema: Una unión así debía tener algún inconveniente y efectivamente lo tiene; se trata de que no existe una relación de transmisión “constante” entre los ejes conducido y conductor. La unión por cardan no es homocinética, es decir, el eje conducido no gira a la misma velocidad que el conductor, y además, según el ángulo de giro, puede girar más rápido o más lento…

La relación de transmisión instantánea oscila alrededor de “1” pero como ya he apuntado no es homocinética: el eje conducido tiene aceleración o retraso con respecto al eje de entrada o conductor.

Otro inconveniente, propio de la geometría de la unión cardan, es que la diferencia de velocidad angular entre ambos ejes (entrada o conductor y salida o conducido) es de tipo periódico (se va repitiendo en el tiempo, con cada giro) y además, la diferencia de velocidades, es mayor cuanto mayor es el ángulo formado por ambos ejes o árboles.

Doble cardán columna dirección

Así, que, repitiendo, las velocidades de ambos ejes no serán iguales, y tampoco esa diferencia será constante durante el giro de 360 º.

Y todo ello se traduce en que el eje conducido tendrá un giro vibracional que afectará negativamente a diversos componentes.

SOLVENTANDO EL INCONVENIENTE

Pero si el “invento” es tan simple y barato y práctico, pues lo mejor es encontrar algún sistema para soslayar el “inconveniente”. La solución puede ser tan sencilla como poner un doble cardán, y así compensar las diferencias de velocidad angular consiguiendo que las velocidades de ambos árboles, conductor y conducido, se iguales. El sistema ya lo describió Hooke en el siglo XVII.

Pero, ojo, a pesar de esta sencilla solución, hay que saber que el eje central, el que une ambos cardanes, está sometido a constantes aceleraciones y deceleraciones.

Junta homocinética

Nudo cardán
Para conseguir la unión homocinética, la solución más sencilla es utilizar el doble cardan, pero no vale cualquier posición. Las crucetas se deben configurar para que queden enfrentadas a 90º. Así se compensan los cambios de la velocidad angular de un cardan con el otro.

USOS

El doble cardan (también conocido como junta Glaencer-Spicer) es muy popular en la maquinaria agrícola; algunos ejemplos son las crucetas de los ejes delanteros, en los semipalieres; o bien otro ejemplo aquel en el cual se lleva el movimiento desde la salida de transferencia del tractor al eje delantero cuando no se puede hacer por eje rígido. Pero por supuesto, quizá el uso más popular es el de la toma de potencia desde el eje de toma de fuerza.

También es habitual ver este tipo de unión en las columnas de dirección.

Otros tipos de juntas homocinéticas

Por supuesto que hay otras uniones que también son homocinéticas y que permiten que los ejes conducido y conductor tengan desviación angular. Resulta curioso que en la industria del automóvil no se suele usar la junta de doble cardan en los semiejes delanteros, en vehículos de tracción y motor delanteros. Si es habitual encontrar el mecanismo en automóviles de tracción es trasera, también en camiones. Y es que en realidad hay bastantes sistemas que se catalogan como juntas homocinéticas: Rzeppa; Thompson; Tripoide, Tracta

Junta homocinética con "bolas"
La más común es la que se suele usar en los turismos de tracción delantera, en los semipalieres y que… en unos canales tallados se colocan bolas de acero que pueden rodar entre 2 pistas … A diferencia de la junta de doble cardan, en este caso el cuidado debe ser más cuidadoso para evitar el desgaste de las bolas.

Glaencer&Rzeppa: Son, junto al doble cardan, las dos homocinéticas más utilizadas. En realidad la Glaencer-Spicer es un doble cardan unidos mediante un eje muy corto. La Rzeppa o “junta de bolas”, patentada hacia 1930, es la homocinética más usada (aunque no en maquinaria agrícola) por su vinculación en turismos de tracción delantera ya que es la que mejor cumple con la transmisión del movimiento para los elevados ángulos de giro de las ruedas, aunque necesita un ambiente de trabajo mucho más limpio que el del cardan.

 Bibliografía: https://www.landsystems.es/walterscheid/

Nudo doble cardán

  By: Catalán Mogorrón, H.

Copyright © Más que Máquinas. Prohibida la reproducción total o parcial de este artículo sin permiso y autorización previa por parte del autor.








Velocidad angular del eje de salida  frente al ángulo de rotación (diagrama Wikipedia)


martes, 2 de agosto de 2022

SAME DEUTZ-FAHR, APOSTANDO POR LA VITICULTURA Y OTROS CULTIVOS ESPECIALES

Robot cabalgante Bakus trabajando
en viñedo emparrado con mínima anchura de calle
SDF ADQUIERE VITIBOT

Fue en 2011 cuando el grupo italiano SAME DEUTZ-FAHR (SDF) adquiría la totalidad del capital de la francesa Gregoire.

Entonces ya se veía una clara apuesta de SDF por ampliar su gama hacia los cultivos de alto nivel de especialización, como es la mecanización vitícola y también el olivar intensivo y superintensivo.

Ahora, julio 2022, se anuncia la adquisición de la francesa VitiBot, otra compañía

Gregoire, desde su adquisición y formar parte de la esfera de SDF ha mantenido su autonomía operativa. En la adquisición de VitiBot también se afirma que se respetará la autonomía de la nueva empresa adscrita a su esfera de negocio.

¿QUIEN ES VITIBOT?

VitiBot es una empresa francesa sumamente especializada en robótica para el cuidado de viñedos. Desde su inicio, allá por 2016, Vitibot ha desarrollado unas máquinas autónomas con unas cualidades para el desarrollo de viticultura de precisión que raya en la ciencia ficción. Máquinas autónomas, con enorme valor añadido por horas de investigación y desarrollo de ingeniería de altísimo nivel.

Sus comienzos fueron los de una start-up francesa (perdón por el “palabro”; en realidad en el idioma español deberíamos hablar de “empresa emergente”) y con sede de nacimiento en Reims, una zona de tradición 100% vitícola pues es el corazón de Champagne.

¿Start-up?: Se trata de una forma de emprendimiento empresarial que ha surgido en base a las nuevas tecnologías de la información y comunicación (TIC) Son empresas que nacen con grandes posibilidades de crecimiento y que basan su negocio en la innovación y en la tecnología. Normalmente son empresas con pequeña financiación pues en ellas se prioriza la inversión de terceros.

Desde el nacimiento de VitiBot hasta la actual adquisición por SDF, ha habido inversores íntimamente relacionados con el mundo vitivinícola con el desarrollo de la star-up; algunos de ellos han sido Laurent-Perrier Champagnes, el grupo Martell Mumm Perrier-Jouët; Maison Louis Roederer…

Aperos que se pueden adaptar al Bakus como los dedos Kress

Todos estos accionistas históricos seguirán siendo accionistas de VitiBot a pesar de que SDF sea el accionista mayoritario.

VitiBot ha desarrollado varios productos como el tractor zancudo, Bakus®, 100% eléctrico y autónomo, un robot del cual se han vendido más de 50 unidades (en sus versiones 60-S y 60-L) y que están en uso en las principales zonas vitícolas del mundo.

SINERGIAS

El grupo SDF es un gigante en la fabricación de tractores, cosechadoras y vendimiadoras. Ahora VitiBot en el marco de SDF puede contar con el apoyo de un gran grupo para dar el siguiente paso, necesario, en el desarrollo y comercialización de sus máquinas autónomas con gran valor añadido.

Considero que la adquisición de VitiBot es para los directivos de SDF algo más que una inversión, es una apuesta por ambiciones compartidas, por los cultivos que marcan tendencia en el mundo mediterráneo, con gran valor añadido, y por la agricultura de precisión.

Recogiendo palabras de Cédric BACHE, CEO (Chief Executive Officer o máximo representante) de VitiBot “Estamos muy contentos con esta operación que nos permitirá enfrentar los desafíos de la agricultura moderna, que es el origen de nuestro proyecto. Unirse al grupo SDF, reconocido mundialmente por sus productos y valores, es una gran oportunidad para nosotros, y una garantía de crecimiento y éxito

Robot Bakus con intercepas de acción eléctrica
Estoy convencido que, en breve, seremos testigos, veremos un salto importante en la tecnificación de viñedos con vehículos autónomos desarrollados en base a productos como el Bakus.

En palabras de Lodovico Bussolati, CEO de SDF "el objetivo será apoyar al desarrollo de la empresa y la industrialización del producto para poder atender la creciente demanda del mercado que creemos seguirá aumentando de forma continua en el futuro".

Dentro del grupo SDF, VitiBot, mantendrá su plena autonomía en términos de desarrollo técnico, industrial y comercial. El espíritu emprendedor y la agilidad de la start-up se mantendrán, pero con el nuevo socio se aumentará la contratación de ingenieros altamente cualificados (actualmente cuenta con una plantilla que ronda los 50 empleados) para garantizar el desarrollo del proyecto.

Entradas relacionadas

 By: Catalán Mogorrón, H.

Bakus realizando tratamiento con pantallas antideriva