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Una mirada retrospectiva a los últimos 50 años de accionamientos de velocidad variable (VSD) y a las máquinas que transformaron la automatización industrial.
En los cincuenta años previos al 2023 se produjo una revolución tecnológica que en ocasiones es ignorada, siendo sin embargo un periodo en el que los principales fabricantes y desarrolladores de accionamientos lideraron el cambio y la innovación industrial.
Observaremos el papel de los accionamientos en la historia general de la automatización industrial, e indagaremos cómo dicha historia ha transformado nuestras vidas.
La eficacia de la mecanización frente a la del hombre se remonta a siglos atrás
Los primeros seres humanos comenzaron a afilar piedras para crear herramientas cortantes hace más de 2 millones de años en el Gran Valle del Rift, en el este de África. Desde entonces, hemos dependido de herramientas y dispositivos cada vez más complejos para completar tareas de forma más eficiente y productiva de lo que una sola persona lo puede hacer. La historia moderna de la automatización industrial, o cómo aprendimos a utilizar máquinas en lugar de personas para fabricar objetos, arranca en el s. XVIII con la Revolución Industrial del Reino Unido.
Los inventos como la hiladora Jenny (que podía hacer girar de forma automática varias bobinas de hilo de algodón o lana) y el telar mecánico (una máquina diseñada para tejer telas) aumentó drásticamente la velocidad y la eficiencia en la producción textil. Además, la evolución de la máquina de vapor ofreció una nueva fuente de energía destinada a reemplazar el músculo humano.
En poco tiempo, las máquinas impulsadas por vapor estaban transformando el sector de la producción, y otros. Podían funcionar continuamente y producir bienes más rápido que lo que era posible a mano. Esto permitió producir en serie bienes en las fábricas, lo que produjo una reducción de los precios y una mayor accesibilidad para los clientes.
La fabricación automatizada marcó las pautas de la sociedad moderna
Los nuevos procesos automatizados de producción se extendieron por toda Europa y los Estados Unidos durante el S XIX. El crecimiento económico se disparó, y la población aumentó. A medida que la población pasó del trabajo agrícola al industrial, se trasladó del campo a los pueblos y ciudades, las familias grandes se separaron, y se establecieron nuevas ideas e identidades. Para bien o para mal, la sociedad moderna estaba tomando forma.La automatización dio otro salto gracias a la adopción generalizada de la cadena de montaje en la producción industrial. La idea de transportar un producto por una línea para que cada trabajador se pudiese especializar en una tarea específica, y hacerla una y otra vez para distintas unidades, no era nueva, pero la introducción de las cintas transportadoras mecánicas a finales del s. XIX aumentó las capacidades de la cadena de montaje.
Las cadenas de montaje hicieron posible producir bienes en serie
Henry Ford comenzó a fabricar el vehículo a motor modelo T de Ford en la Planta Ford de Highland Park en Michigan, EE. UU., utilizando una cadena de montaje en 1913. Cada 3 minutos salía un vehículo de la cadena, necesitando solo 1,5 horas de trabajo para su producción, frente a las 12 horas de antaño. La reducción de los costes permitió que los productos manufacturados complejos como los vehículos fuesen asequibles por primera vez para la clase trabajadora, si bien la rigidez del proceso de la cadena de montaje limitaba la elección del cliente. Ford afirmó que su vehículo podía ser del color que quisiese, ¡siempre que fuese negro!La cadena de montaje hizo posible producir bienes en serie a una velocidad muy superior frente a los métodos de producción tradicionales. También derivó en la creación de herramientas y máquinas especializadas diseñadas para completar tareas específicas en orden.
Los accionamientos de velocidad variable aumentaron las posibilidades del motor eléctrico
La industrialización de los s. XVIII y XIX se basó en el vapor, pero los avances del s. XX se basaron en la fuerza de la electricidad, más eficiente y controlable. El científico británico Michael Faraday descubrió en 1813 el principio de la generación eléctrica con un campo magnético, y el inventor serbio afincado en EE. UU. Nikola Tesla fue uno de los principales contribuyentes al desarrollo de motores eléctricos funcionales a finales del s. XIX.La electricidad ofrecía varias ventajas como fuente de energía: era limpia, eficiente, fácil de transportar, potente, y se podía encender y apagar de forma instantánea, a diferencia de un caballo o una máquina de vapor. La evolución de los motores eléctricos amplió drásticamente las posibilidades de la automatización industrial, accionando máquinas más eficientes y controladas que aquellas impulsadas por vapor.
Sin embargo, habría que esperar hasta la década de 1950 para comenzar a vislumbrar, con la invención del VSD, todo el potencial que podían ofrecer los motores eléctricos en el ámbito de la automatización. Los VSD regulan la velocidad y el par (la fuerza de torsión disponible) de los motores eléctricos, lo que permite controlar de forma precisa los movimientos de la maquinaria y otros sistemas automatizados, un aspecto fundamental para procesos complejos y el manejo de materiales frágiles.
Los accionamientos fueron el eslabón que faltaba para poder automatizar procesos más sofisticados, gracias al control preciso de la velocidad y el par de los motores. También permiten reducir el consumo energético ajustando la velocidad de los motores para suministrar la carga requerida solo cuando es necesario, y además aumentan la fiabilidad del sistema y prolongan el tiempo de servicio del equipo al reducir el desgaste y la rotura de los motores.
Los accionamientos se hicieron más económicos, fiables, y potentes
Los primeros accionamientos eran abultados y poco fiables, pero esto comenzó a cambiar con la introducción en el mercado de una serie de accionamientos más compactos, económicos, fiables, potentes e inteligentes para satisfacer la creciente demanda de los clientes. Ahora, se acaba de desarrollar y presentar el primer accionamiento del mundo totalmente controlado por microprocesador. La potencia, flexibilidad y control de los accionamientos modernos han transformado las capacidades de los motores eléctricos en la automatización industrial. El uso de los accionamientos ya es generalizado, y ahora es posible automatizar cualquier tarea sin importar su complejidad.Los accionamientos modernos poseen capacidades avanzadas de computación y comunicación, y se pueden integrar completamente en sistemas de producción complejos y autónomos haciendo uso de la inteligencia artificial (IA). Los algoritmos de IA permiten analizar datos, hacer predicciones y tomar decisiones en tiempo real, lo que permite a las máquinas funcionar con mayor independencia y adaptarse con facilidad a los cambios en las condiciones. Esto ayuda a optimizar los procesos de producción, mejorar el control de la calidad y reducir los costes. La inteligencia artificial es cada vez más importante en el ámbito de la producción industrial, y ha llevado la automatización a otro nivel. De hecho, ¡algunos expertos creen que hay un riesgo real de que en el futuro las máquinas de IA se liberen del control humano e intenten tomar el control!
Otro desarrollo destacado producido en la década de 1960 fue la integración de robots en los procesos de producción. Los robots son ahora capaces de completar tareas con un alto grado de precisión y velocidad, y son un elemento fundamental de muchos procesos automatizados. Pueden funcionar de manera continua, aumentando así la eficiencia y la productividad, y son especialmente útiles en condiciones de riesgo para el ser humano. ¡Los propietarios de robots aspiradores domésticos ya saben que pueden ser muy prácticos para las tareas aburridas y repetitivas!
La automatización ha influido en cada aspecto de nuestra sociedad
¿Qué depara el futuro para la automatización industrial? La expresión «Internet de las cosas» (IoT) se refiere a una red de dispositivos inteligentes equipados con sensores y funcionalidades de procesamiento y capaces de comunicarse entre ellos. La integración de la IA y el IoT en la automatización industrial permitirá crear sistemas de producción capaces de detectar, analizar y tomar decisiones por sí mismas, donde los accionamientos ofrecerán el vínculo fundamental entre el cerebro digital y el músculo físico del motor eléctrico.
En los últimos 250 años hemos hecho grandes avances desde la invención de la hiladora Jenny al comienzo de la Revolución Industrial. La potencia y el alcance de la automatización ha influido en cada aspecto de nuestra sociedad, y lo seguirá haciendo. Los máquinas son ahora capaces de hacer prácticamente todo lo que puede hacer el ser humano, pero solo nosotros podemos decidir si utilizar esta fuerza en beneficio de nuestras vidas o en detrimento de nuestro bienestar y el medioambiente.
