Materiales avanzados, robótica y sostenibilidad para calzado y guantes de seguridad

El desarrollo de nuevas investigaciones en materiales avanzados, robótica y sostenibilidad para el desarrollo de equipos de protección individual EPI, tales como: calzado con nuevas propiedades y/o mejoradas, con mayor adhesión o resistencia al deslizamiento y agarre; Y guantes con un agarre superior cuyo uso proteja a máximos niveles de cualquier objeto punzante y cortante. Lideradas por el Centro Tecnológico del Calzado de La Rioja, CTCR, han permitido la creación de materiales avanzados y el uso de robótica con procesos sostenibles.

Estas investigaciones hacen parte del desarrollo del proyecto europeo DIMENSIONAL, que está en desarrollo desde el año 2021 y que además de centrarse en la funcionalidad que persigue la I+D+i en este campo, se ha trabajado en un valor añadido con procedimientos de fabricación totalmente respetuoso con el medio ambiente. Frente a las dos etapas actuales de fabricación de suelas, halogenación y termofijado, caracterizadas por su alta toxicidad y baja sostenibilidad, los tecnólogos del CTCR proponen un nuevo procedimiento de plasma-polimerización combinado con electrospinning automatizado y digitalizado por visión artificial y robótica colaborativa.

Este proyecto tiene como objetivo principal el desarrollo piloto industrial de un nuevo proceso de obtención de materiales avanzados en el sector calzado y guantes, basado en tres claves: la obtención de nuevos desarrollos sobre materiales, substratos y precursores; su aplicación en el nuevo proceso de plasma-polimerización y electrospinning automatizado, digitalizado y guiado por visión artificial y robótica colaborativa; y la creación de nuevos materiales con superficies funcionales que les aportan propiedades nuevas y/o habituales mejoradas (adhesión, resistencia al deslizamiento, al agarre y a objetos punzantes).

Buscan dar solución a una gran problemática actual, el uso de compuesto halogenados contaminantes en el sector calzado, sustituyéndolo por tecnología, que no solamente permite sustituir el proceso, sino mejorar las propiedades finales y automatizar un proceso muy complicado en el sector. Actualmente, en cuanto a visión, se ha desarrollado un dispositivo para el escaneo de suelas mediante visión artificial.

El dispositivo consiste en una estructura de perfilería de aluminio, en la que se montan los elementos necesarios para el movimiento del objeto a través del haz de un perfilómetro láser. Tanto la estructura como todos los elementos electromecánicos necesarios han sido diseñados y ensamblados por técnicos del CTCR. De este modo, y en base a los requisitos iniciales, este sistema permite su control en modo manual o remoto (mediante control bajo PC) actuando sobre un objeto colocado en el área de escaneo.

En cuanto a la visión artificial, se está desarrollado una solución software que es capaz de reconocer diferentes tipologías de suelas de calzado permitiendo delimitar el área de acción en donde se deberá incidir en la polimerización con el equipo de plasmadeposición. A través de diferentes procesos sobre los datos captados mediante el perfilómetro se elabora una composición formando una nube de puntos que forman la suela. A partir de esta nube de puntos se ejecutan diversos filtros y rutinas que depuran la imagen y permiten extraen los puntos de interés de cara a establecer una ruta de acción de la robótica.

En cuanto a robótica, se ha obtenido un cerramiento totalmente personalizado ha sido realizado para la inclusión del brazo robótico colaborativo, así como del cabezal para la aplicación del plasma. Este cerramiento constituye una célula independiente de trabajo, en la que se llevarán a cabo los procesos de aplicación de recubrimientos tanto finales, como intermedios y necesarios en el propio desarrollo técnico de los trabajos. Existen varios modos de comunicar las órdenes de movimiento a un brazo robótico, habiendo seleccionado en este caso el uso de ROS.

En este sentido han podido realizar avances en cuanto a la simulación de movimientos del brazo real en un entorno virtual, de forma que se obtengan los modelos más optimizados que posteriormente llevar a la práctica. Actualmente trabajan en la comunicación entre la parte de visión y la parte de seguimiento de puntos, para lo que deberán establecerse los datos que se van a exportar de toda la información obtenida en el proceso inicial de visión sobre las suelas.

Finalmente, en lo que se refiere a plasma-polimerización, ya están desarrollando las primeras pruebas sobre elementos textiles y diferentes cauchos. Para desarrollar las pruebas, el brazo robótico viene siendo muy util, habiendo programado una rutina de barrido sobre diferentes áreas, y parametrizando anchos de pasada, velocidades y distancias de aplicación (entre otras). De estas pruebas podrán deducirse aquellas variables de importancia, que maximicen el proceso de pegado, así como los componentes que junto con el plasma ayuden a eliminar la etapa de halogenado.