La robótica en las últimas décadas ha dejado de ser un elemento de la ciencia ficción para convertirse en una ciencia con aplicaciones en diversos sectores de la sociedad; los acelerados avances tecnológicos han permitido incorporar robots para realizar tareas de forma eficiente, práctica y segura en diferentes áreas de la industria, así como en otros campos como la medicina, la agricultura o la educación.
La evolución de la robótica unida al crecimiento exponencial de la informática, la computación y la micro y nanoelectrónica ha permitido crear robots que trabajan con mayor precisión, aumentado la productividad en los procesos a los que se les incorpora, facilitando el ahorro de energía y, lo más importante, evitan que las personas tengan que realizar trabajos peligrosos o pesados que afectan su salud.
Los robots son hoy en día un elemento fundamental en el sector industrial a nivel mundial, sectores como la industria manufacturera o la industria automotriz afianzan su crecimiento en las versátiles máquinas que provee la robótica moderna, que ha logrado en menos de cuatro décadas que lo robots pasen a ser un elemento de uso común en diversas fábricas ubicadas en cualquier rincón del planeta.
Las aplicaciones de la robótica son cada vez más extensas en la industria. Los robots industriales han demostrado ser multifuncionales, esto quiere decir que pueden ser utilizados en un número muy amplio de funciones, aunque vale mencionar que en su desarrollo los robots han demostrado ser altamente funcionales en procesos de soldadura, paletización, pintado, entre otros, convirtiéndose en una solución con alto nivel de rentabilidad, ofreciendo soluciones de:
- Automatización fija: robots especializados que se dedican a una tarea específica y que permiten altos niveles de productividad.
- Programables: robots diseñados para dedicarse a diferentes tareas de producción, se emplean en empresas con bajos volúmenes de producción.
- Flexibles: robots que ofrecen soluciones intermedias con los que se puede obtener de manera simultánea varios tipos de productos.
Esto ha permitido avanzar en otras áreas de aplicación de la robótica que aunque hoy en día no son empleadas a gran escala, han dado importantes avances, esto ha permitido que se pueden utilizar robots para realizar trabajos en la construcción, ambientes contaminados, salas asépticas, laboratorios, etc., gracias a la alta calidad de las funciones que pueden realizar y a la posibilidad de evitar daños a la salud de los trabajadores humanos.
Aplicaciones industriales de la robótica
La robótica ha sido empleada desde la década de los sesenta del siglo pasado en procesos industriales y su amplio crecimiento le ha permitido crear una diversa gama de robots que se usan en un sinnúmero de procesos industriales entre los que destacan:
Fundición
El primer proceso industrial donde se emplearon exitosamente robots fue la fundición por inyección. En 1960 se diseñaron los primeros robots capaces de inyectar a presión material fundido en estado líquido en un molde, esto permitió agilizar y hacer más eficientes estos procesos, se crearon robots cada vez más eficientes que podían realizar otras labores asociadas a este proceso como:
- Extracción de las piezas y transporte al área de enfriado.
- Limpieza, mantenimiento y lubricación de moldes.
- Embutido de piezas.
Soldadura
Una de las aplicaciones industriales donde ha aumentado la demanda de robots es en la soldadura, un área que ha tenido una enorme aplicación en la industria automotriz y en la que se emplean la mayor parte de los robots instalados hoy en día. La soldadura automatizada de carrocerías es un proceso altamente demandante que sería imposible que se desarrollara a los niveles actuales sin la ayuda de la robótica.
La robotización de la soldadura ha permitido generar soluciones integradas que permiten realizar trabajos con alto nivel de precisión, incluso los robots actuales permiten transportar las pinzas de soldadura para posicionar los electrodos en el punto exacto de la pieza donde se desea soldar, o la movilidad de las piezas por cadena de producción a distintos robots que realizan las soldaduras necesarias de manera sincronizada.
Paletización
Otra de las labores industriales donde se emplean mayormente robots es la paletización, un proceso que consiste en ubicar las piezas sobre bandejas o palés en posiciones predeterminadas, asegurando su estabilidad y haciendo más fácil el proceso de transporte o manipulación, procesos que se desarrollan a través de cintas transportadoras u otros medios.
Los robots realizan de manera muy eficiente las tareas de paletización ofreciendo ventajas ostensibles en cuanto a velocidad y reducción de costos operativos, pudiendo emplearse en estos procesos programas de control que permiten optimizar los movimientos del robot para labores de carga y descarga y acomodado de piezas o productos en los palés.
Una función asociada a las labores de paletización que realizan los robots son las tareas de pick and place, las cuales consisten en recoger piezas y depositarlas en un lugar determinado, se trata de con un nivel variable de complejidad en las que se pueden emplear desde robots básicos hasta robot con un gran número de sensores que determinen la posición de recogida y la posición donde serán colocadas las piezas.
Montaje
El montaje se ha convertido en una de las áreas de la robótica donde actualmente se realizan investigaciones, debido a que las operaciones relacionadas con procesos de montaje representan una parte importante en los costos de producción, por lo que se desarrollan soluciones de automatización flexible adaptadas a las necesidades de producción de cada sector o empresa.
Los procesos de ensamblaje más complejos se han venido automatizando con robots especializados capaces de trabajar con rapidez y alta precisión; sin embargo para su óptimo funcionamiento estos robots necesitan de una gran cantidad de sensores que les permitan la adecuada visión y tacto; así como de elementos auxiliares como tambores vibradores para la alimentación.
Aplicación de materiales – pintura
El recubrimiento de superficies con pinturas, esmaltes, pulverizado de metal y otros acabados empleados como protección anticorrosiva o como acabado final es uno de los procesos industriales donde los robots tienen una excelente aplicabilidad tanto en procesos de pintado como de metalizado, arenado o esmaltado, siendo utilizados a gran escala en la industria automotriz.
Desde hace algunos años se emplean robots para el pintado con material pulverizado mediante en fábricas de muebles, de electrodomésticos y de otros productos industriales; esto ha permitido a la industria realizar procesos de pintado de muy alta eficiencia y bajo costo, además los procesos de pintado pueden realizarse de forma continua.
Los robots de pintura son diseñados específicamente para este fin, son máquinas articuladas de 6 o más grados de libertad que permiten pintar con pistola cualquier superficie tridimensional por muy complicada que sea. Debido a la protección que necesitan para no verse afectados por las partículas en suspensión que se acumulan en la cabina estos robots suelen ser hidráulicos.
En el caso de los robots eléctricos empleados para estas labores necesitan de una protección especializada de los cables eléctricos para evitar se produzcan explosiones; el método de programación de los robots de pintura es una de las características que los hacen ser muy originales, ya que necesitan de un control de trayectoria continuo.
Aplicación de adhesivos y sellantes
Los robots han mostrado su alto nivel de eficiencia en diversas áreas y procesos industriales, uno de ellos es la aplicación de materiales adhesivos o sellantes en la industria automotriz; la colocación de sellantes en parabrisas y ventanas, así como la colocación de material anticorrosivo en las partes bajas del automóvil son procesos que realizan desde hace varios años robots especializados.
Aplicaciones de la robótica en medicina
La robótica ha permitido un avance significativo en la medicina, algunos expertos lo comparan con la revolución que se dio entre finales del siglo XIX y principios del siglo XX con la incorporación de nuevos instrumentos y técnicas de la anestesia, la antisepsia y los avances en la patología, entre estas dos etapas la evolución de las ciencias médicas, aunque significativa, se basaba en dicha revolución.
La incorporación de los robots en la medicina ha impulsado la evolución de esta ciencia a niveles sin precedentes que han permitido redimensionar el concepto de cirugía, ya que los cirujanos con ayuda de los robots especializados pueden llegar a lugares del cuerpo humano inaccesibles por completo a las manos humanas con un altísimo nivel de precisión.
La cirugía robótica se encuentra en pleno desarrollo creando robots y accesorios que permiten realizar procesos tan complicados como suturas automáticas o sistemas de estabilización del corazón; la miniaturización de las herramientas gracias a la nanoelectrónica, los avances en la obtención de imágenes 3D han permitido mejorar significativamente a las técnicas endoscópicas, facilitando las intervenciones en lugares de difícil acceso.
Esto ha permitido la creación de modelos digitales que se emplean para entrenar a los cirujanos en el uso de robots, lo que les permite adquirir destrezas en el uso de estas modernas herramientas, ante de usarlas con pacientes.
Los robots se han mostrado eficaces para realizar operaciones de alto nivel de complejidad, los avances en actuales en cirugía ocular, cirugía del cerebro o cirugías del corazón, por sólo nombrar tres áreas, están sustentados en estas máquinas autómatas que, guiadas por las manos expertas de los cirujanos, pueden hacer verdaderas maravillas.
Aplicaciones de la robótica en agricultura
Los robots agrícolas incluidos en la categoría de robots de servicios son cada vez comunes tanto en la manufactura de productos alimenticios procedentes del campo, como en labores en campo abierto o en grandes invernaderos, facilitando las labores del ciclo de producción agrícola. Actualmente se cuenta con modelos en total funcionalidad así con una gran variedad de prototipos que en pocos años se incorporarán al mercado.
Los robots agrícolas ayudan a aprovechar mejor los recursos disponibles para lograr procesos más eficientes. Esto ha favorecido la agricultura de precisión, que permite una mayor optimización de los recursos , lo que sin duda implica una reducción de los costos, que en el sector agrícola muchas veces lo hacen ser poco productivo.
Aplicaciones de la robótica en educación
Las nuevas tecnologías siempre han tenido un papel de gran importancia en el desarrollo de la educación, permitiendo la creación y evolución de nuevos modelos educativos; la robótica ha brindado también su apoyo al sector educativo con la incorporación de robots capaces de ayudar en el trabajo académico, herramientas automatizadas capaces de promover la creatividad y el aprendizaje en los seres humanos.
La robótica educativa se presenta como una alternativa que viene a potenciar y ampliar los modelos ya existentes mediante sistemas robóticos didácticos, que se conjugan con el personal humano especializado en pedagogía para lograr una experiencia educativa más completa, acorde con la realidad del mundo altamente tecnológico en que vivimos hoy en día.
Un ejemplo de ello son los laboratorios virtuales que permiten a los estudiantes realizar sus pruebas y experimentos en un simulador y, después de comprobar que los resultados son los esperados, puede realizarlos en un sistema real. Esto permite a los alumnos obtener destrezas y conocimientos que luego pueden aplicar en el mundo real.
