12 de mayo de 2017

Biomateriales inteligentes permitirán regenerar tejido maxilofacial minimizando las cirugías

La empresa gallega DevelopBiosystem coordina un proyecto, financiado por el Ministerio de Economía a través del programa Retos Colaboración 2016, que permitirá desarrollar nuevos biomateriales inteligentes para la regeneración de tejido maxilofacial mediante su aplicación en aerosol o inyectados, de forma que se reduzcan las intervenciones quirúrgicas a un coste muy competitivo. Aimplas, Instituto Tecnológico del Plástico, participa en el proyecto desarrollando la tecnología necesaria para obtener los innovadores formatos así como para su escalado a planta piloto. También participa en el proyecto el Grupo de Terapia Celular y Medicina Regenerativa de la Universidad de A Coruña (UDC), encargada de la evaluación toxicológica preclínica mediante un modelo in vitro.

La reconstrucción de grandes defectos de tejido es uno de los principales desafíos a los que se enfrenta la cirugía maxilofacial moderna. Hasta ahora, se empleaban injertos de hueso alogénico para los defectos más simples, pero éstos tienen inconvenientes como su alto coste, escasas propiedades mecánicas y riesgo de transmisión de enfermedades. Por eso, la ingeniería tisular se presenta como una alternativa y en concreto la aplicación de biomateriales de tercera generación, capaces de interactuar con el tejido biológico.

DevelopBiosystem, dedicada a la I+D+i en esta área, ha impulsado el proyecto Aeroinjectgro para desarrollar biomateriales que sirvan como soporte, inducción y medio para la regeneración de tejidos, especialmente aquellos destinados a la regeneración de defectos óseos causados por enfermedad o lesión que sean especialmente críticos. Concretamente se desarrollarán cuatro productos: un biomaterial con tres fases reabsorbible en tres etapas diferentes para mantener el soporte celular hasta la regeneración, unos materiales inteligentes termosensibles e inyectables con capacidad de transición de solución a gel al entrar en contacto con la temperatura corporal, un biomaterial estabilizador con función de barrera celular entre el tejido sólido y los blandos, y por último una membrana de regeneración tisular con la misma función barrera aplicable mediante aerosol.

Todos estos innovadores biomateriales se adaptarán mediante el desarrollo de nuevas tecnologías para poder ser administrados mediante inyección (formulaciones en solución que se transforman en hidrogeles estables a temperatura corporal para actuar como soportes de la regeneración tisular) y mediante aerosol (para zonas abiertas).

DevelopBiosystem, como experta en la síntesis de biomateriales, será la encargada de desarrollar los materiales, mientras que Aimplas desarrollará la tecnología necesaria para obtener el producto final y llevará a cabo el escalado a planta piloto, y el Grupo de Terapia Celular y Medicina Regenerativa de la UDC realizará la evaluación toxicológica preclínica de los productos desarrollados para demostrar la ausencia de toxicidad y la eficacia de los tratamientos desarrollados.

Interempresas
05 Mayo 2017

Escotillas de plástico, adiós al acero o aluminio

Tradicionalmente, las puertas de los buques son de acero o aluminio, lo cual es perjudicial para el peso, pero también para la resistencia a la corrosión. Al ser la corrosión una amenaza que implicaba enormes costes, era natural que alguna alternativa se aplicara a la producción. La innovación de Vabo Composites, que ha recibido el premio a la innovación de JEC Composites en la categoría de náutica, ofrece dicha alternativa, ya que la empresa desarrolló una puerta para buque de material compuesto ‘lista para usar’ y escotillas diseñadas para reemplazar a la solución metálica existente.

Foto: JEC Composites / Vabo Composites.
La puerta y las escotillas son producidas por RTM en un sistema de moldeo modular, que permite la producción de varias dimensiones de la puerta a un coste más bajo. El procesamiento central y de postproducción se realiza mediante fresado CNC y todas las demás piezas son ensambladas y verificadas en el taller de Vabo para asegurar que los productos pueden ser utilizados directamente en yates, cruceros, buques comerciales, etc.

Las ventajas de esta innovadora puerta para buque son obviamente el hecho de que los materiales compuestos tienen una gran resistencia a la corrosión y son más ligeros que el metal - una puerta completamente equipada con dimensiones 1.800 x 800 mm pesa menos de 45 kg, es decir, aproximadamente un 60% de ahorro de peso frente a la versión de acero - mejorando de este modo el equilibrio y la eficiencia del combustible de los buques. Pero las puertas de material compuesto también requieren un bajo mantenimiento, ya que no se necesita lubricación, e incluyen algunas funciones adicionales.

Las puertas superaron con éxito las pruebas de resistencia al fuego y tienen excelentes propiedades de amortiguación acústica y aislamiento, lo que significa que no hay necesidad de añadir aislamiento, como es el caso para las puertas de aluminio y acero.

Foto: JEC Composites / Vabo Composites
Interempresas
08 Mayo 2017

Dos procesos en una sola máquina

Inyección y soplado de botellas en una inyectora Dr. Boy convencional

Mientras que el moldeo por inyección y el moldeo de envases por soplado de aire se efectúan en máquinas y procesos diferentes, Dr. Boy combina ambos procesos en una máquina de Inyección convencional de su gama de inyectoras técnicas. Con el apoyo del Fondo Europeo de Desarrollo Regional y en el estado de Rhineland-Palatinate, el desarrollo de este proceso combinado se completó como proyecto piloto, para la fabricación de pequeñas botellas para colirio en una inyectora BOY 60 E en configuración para sala limpia autónoma. Un dispositivo de barrido de iones colocado sobre la unidad de cierre convierte esta zona de la máquina en una zona limpia.

En un primer paso del proceso, se inyectan 4 preformas en un molde especialmente creado para este trabajo, una vez moldeadas las preformas, el molde abre y gira 180 grados sobre un eje central, manteniendo la temperatura adecuada en estas para el segundo proceso. Tras cerrar de nuevo, se soplan las preformas con aire comprimido, para producir la botella dentro del mismo molde.

Estas botellas conservan toda la zona del cuello inyectada, con lo que la calidad de la rosca y el cierre del tapón es óptima, y dado que se utilizan canales calientes, no existe colada, recortes ni merma alguna de material, la botella sale del molde totalmente acabada. Adicionalmente, gracias a la particular concepción de la estructura del bastidor y el cierre del tipo 2 platos de las máquinas Boy, bajo el mismo molde se sitúa un Sistema de embolsado estéril, que tras la caída de las botellas acabadas, después de la expulsión, estas se sellan y transportan posteriormente por una cinta hasta el punto de empaquetado final.

Esta aplicación es ideal para fabricar envases pequeños para cosméticos, alimentación, productos farmacéuticos, etc… de forma flexible, con un coste de inversión reducido, y la posibilidad de usar la máquina para inyección convencional, ya que la inyectora es un modelo de serie, estándar, tan solo con algunos elementos de control adicionales, utilizable con el molde adecuado para este proceso de inyección-soplado, o para inyección convencional. Dr. Boy GmbH & Co, diseña y fabrica en Alemania, desde 1968 inyectoras de pequeño tonelaje y altas prestaciones para aplicaciones de producción de piezas técnicas, micro inyección, y laboratorio. Dr. Boy está representada en España de forma exclusiva por C.T.Servicio, S.A. – Centroténica, que también es el único servicio técnico autorizado. Más información en info@centrotecnica.es y www.centrotecnica.es.

Redacción Interempresas
10 Mayo 2017

Nuevos envases sostenibles alargarán la vida útil de los alimentos

Ante una población mundial cada vez mayor y con un poder adquisitivo creciente, la industria agroalimentaria debe lograr un aumento de su producción compatible con la seguridad alimentaria y con la reducción del desperdicio alimentario. En este contexto, la industria del envase está realizando un enorme esfuerzo tecnológico para dar respuesta a estos retos y por ello se llevan a cabo investigaciones que permitan desarrollar nuevos envases más sostenibles, así como preservar y alargar la vida del producto envasado e informar al consumidor sobre el estado del mismo.

Con la finalidad de alargar la vida del producto envasado y desarrollar envases más sostenibles, Aimplas, Instituto Tecnológico del Plástico, coordina el proyecto Coat4Pack a través del cual se desarrollarán soluciones barrera al oxígeno para sustituir el EVOH en estructuras multicapa.

El EVOH presenta una alta barrera a Oxígeno (OTR< 1 cc/m2/24h) en condiciones de baja humedad, pero debido a que es un material muy sensible a la humedad, en condiciones de humedad alta (>80%), los valores de permeabilidad pasan a ser intermedios (OTR>5 cc/m2/24h)1, limitando así la aplicación de EVOH como material barrera en alimentos que requieran, para ser conservados, ambientes muy húmedos.

Por este motivo, el proyecto Coat4Pack centrará sus investigaciones en el desarrollo de recubrimientos barrera a oxígeno de aplicación mediante tecnologías de impresión, que permitan aligerar las estructuras de los envases flexibles para alimentación, pudiendo ser una alternativa a las estructuras barrera coextruidas de EVOH, y otorgando la posibilidad a los impresores de desarrollar estructuras técnicamente más avanzadas y con mejores propiedades.

Financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad dentro de la convocatoria Retos- Colaboración 2016, en el proyecto también participan otras tres empresas: Artibal, Plásticos Romero e ITC Packaging.


Interempresas
05 Mayo 2017

Industria 4.0 – Desde la Visión a la Realidad

Beneficios concretos para cadenas industriales de valor
La transformación digital hacia entornos de producción en red en términos de Industry 4.0 (I4.0) y / o Internet de las Cosas (IoT) está ganando impulso. Numerosas aplicaciones de las áreas de monitoreo de productos y procesos, tecnología de etiquetado, embalaje, logística, mantenimiento y reparación muestran hoy el potencial de optimización que tiene esta transformación a la Internet de las Cosas.

Estas "cosas" son sensores, chips RFID (identificación por radiofrecuencia), dispositivos, máquinas y plantas. En el futuro, estas "cosas" no solo se espera que entreguen información sobre todas las condiciones importantes del proceso y del sistema de forma independiente y continua, sino que también se espera que se comuniquen entre sí a través de Internet e intervengan en procesos de fabricación para corregirlas y optimizarlas sin intervención humana .

La base de esta comunicación basada en la web es el Protocolo de Internet (IP) con sus direcciones IP de identificador único. Sin embargo, el antiguo Protocolo de Internet IPv4 sólo era capaz de ofrecer un espacio de direcciones de poco menos de 4,3 mil millones de direcciones IP, que ya se habían asignado en 2012, a PC, notebooks, tabletas y teléfonos móviles. Es por eso que se desarrolló el nuevo estándar IPv6 que tiene un espacio de direcciones de 3,4 x 1038 direcciones IP.

Así que la falta de direcciones ya no es una preocupación. El cambio a IPv6 sigue en pleno apogeo. Por lo tanto, los retos no son tanto las cosas como tales y sus direcciones, sino más bien la inundación de datos que causan cuando un día cualquiera, millones de sensores estarán transmitiendo miles de datos por segundo a los servidores. Estos datos deben ser evaluados para visualizaciones y simulaciones y ser guardados para fines de documentación (trazabilidad).

Así que Internet de las cosas se basa principalmente en datos; acerca de la información recuperada de estos datos - para ser precisos. Y este es el dominio del software y los algoritmos. Lo que se puede lograr con esto por sí solo debe ser razón suficiente para impulsar activamente esta transformación. Los siguientes ejemplos muestran aplicaciones que pagan a corto plazo.

Cambio de paradigma en el mantenimiento
Los cojinetes, las transmisiones, las bombas o los sistemas de llenado y dosificación dañados no salen de la nada, sino que "dan aviso" mucho antes de que el daño realmente ocurra por desviaciones inusuales de vibración y temperatura o por cambio de consumo de energía, pérdida de presión y similares. Estas desviaciones detectadas por los sensores como parte de la supervisión de condiciones pueden ser evaluadas y visualizadas hoy dia en tiempo real gracias a programas de análisis y simulación altamente complejos y por lo tanto ser vistas en el contexto de la ingeniería de procesos.

Sobre la base de esta información, los operadores de máquinas y plantas pueden intervenir en el sistema mediante control remoto de forma selectiva y, sobre todo, independientemente de la ubicación, con el fin de ejecutar siempre los sistemas en el modo óptimo, introduciendo cambios en el programa o instalando nuevas aplicaciones y software de control. Más aun, los resultados de la simulación permiten pronósticos precisos sobre la vida útil restante de las piezas críticas de la máquina, lo que abre perspectivas completamente nuevas para el mantenimiento.

Esto significa que nos estamos alejando del mantenimiento tanto reactivo como preventivo con sus intervalos de sustitución de componentes basados ​​en ciclos y hacia medidas de mantenimiento precisamente planificado predecibles, hasta el denominado "mantenimiento predictivo". Los beneficios son una mayor disponibilidad de máquinas y plantas, una reducción sustancial de los riesgos de tiempo inactivo, una mayor seguridad operativa y de producción, así como unos costos de mantenimiento considerablemente más bajos.

Más allá de esto, el mantenimiento predictivo es un elemento clave en la sostenibilidad. Es cierto que los operadores siempre jugaron a lo seguro al reemplazar los componentes a intervalos fijos, pero también desperdiciaron la valiosa vida útil restante de los componentes costosos porque carecían de datos fiables sobre el comportamiento de las piezas. Hoy en día, el conocimiento sobre el comportamiento del material, el esfuerzo continuo bajo cargas alternas y similares es mucho más avanzado que hace 10 o incluso 20 años.

Otro aspecto es el significativamente más alto desempeño computacional disponible hoy en día, así como un análisis más inteligente, Método de Elementos Finitos (Finite Element Method, FEM) y software de simulación. Ellos permiten determinar la vida útil remanente y predecir con un alto grado de precisión - y este conocimiento beneficia el mantenimiento predictivo.

Chateando con las máquinas
El aumento de desempeño, flexibilidad e inteligencia de las máquinas y plantas, resulta en sistemas cada vez más complejos que plantean los mayores retos para los desarrolladores de conceptos para el funcionamiento de interfaces hombre-máquina (HMI). Por hardware HMI nos referimos a los dispositivos terminales con funcionalidades de pantalla táctil que la mayoría de la gente conoce de sus teléfonos inteligentes o tabletas. Esto significa que pueden basarse en los conocimientos existentes para aprender a manejar estas máquinas y plantas - esto motiva y definitivamente acorta el tiempo de familiarización.


Un aspecto central en el desarrollo de interfaces gráficas de usuario es asegurar que estas máquinas también puedan ser operadas de manera segura por personas sin formación profesional específica y, a menudo, también sin suficientes conocimientos lingüísticos. Para evitar errores de operación, los desarrolladores de GUI se basan en elementos gráficos intuitivos en lugar de lenguaje. También están presentes las pantallas foto-realistas 3D CAD de máquinas, plantas y componentes. Más aun, las HMIs tienen que estar a la altura de las necesidades de varios usuarios - en linea con sus habilidades y autoridades.

Por lo tanto, los operadores de la máquina ven diferentes interfaces gráficas de usuario para cambiar gerentes, el personal de mantenimiento o los gerentes de producción. Esto significa que cada usuario sólo ve los datos que corresponden a su área de responsabilidad y es relevante para su situación específica. Además, los datos se limitan a lo esencial; Esto asegura una visualización fácil de comprender y una presentación instantánea de los parámetros clave de la máquina y los datos de producción.

Otras características de las modernas HMI son la movilidad y la consistencia. Existe una tendencia hacia los dispositivos móviles con los que el usuario puede controlar máquinas y equipos de forma remota dependiendo de su nivel de autoridad. Esto ahorra tiempo y gastos de viaje, especialmente en el campo de servicio y mantenimiento.

Trabajando en mundos virtuales
Cuando se trata de la Internet de las Cosas, difícilmente hay un tema que actualmente provoque tanto revuelo como los gemelos virtuales, o más bien digitales. La base técnica de los gemelos virtuales son los programas CAD 3D de alto desempeño, programas de software de simulación y análisis, así como copias virtuales 1: 1 de software real de control de máquinas y equipos. Basándose en estas herramientas de software, los gemelos digitales mapean el proceso completo de fabricación incluyendo componentes, máquinas, plantas y sus controles como un modelo virtual - completo con todos los datos físicos requeridos para la simulación. Además de esto, los gemelos digitales permiten la programación fuera de línea. Todo esto hace que los gemelos virtuales sean herramientas universales para desarrolladores, operadores y personal de mantenimiento.

Gracias a estas simulaciones de realidad cercana, los errores de diseño y/o puntos débiles ya pueden ser detectados y eliminados en la etapa de desarrollo sin haber fabricado una sola pieza real de antemano. Esto también se aplica a la programación y optimización de los controles.

Una de las aplicaciones más importantes, sin embargo, es la puesta en marcha o arranque virtual. Esto no es sólo una corrida de prueba virtual, sino que también sirve para familiarizar al operador a cargo de la máquina con las propiedades y posibilidades del sistema de una manera específica. En otras palabras: el gemelo digital es el "simulador de vuelo" para procesos, maquinaria y equipos industriales. El pre-arranque virtual antes de la puesta en marcha real vale la pena en más de una forma. En caso de que todavía existan errores en el sistema o concepto de control, se pueden remediar sin causar daños a los componentes del sistema real. La programación fuera de línea, a su vez, permite a los planificadores de producción prácticamente probar varios modos de operación. El aspecto más importante, sin embargo, es que el gemelo virtual reúne la experiencia de muchos especialistas, los cuales posteriormente pueden ser utilizados para otros proyectos.

En pocas palabras: gracias a las simulaciones sofisticadas, los fabricantes y usuarios de la planta pueden alcanzar plazos de ejecución del proyecto significativamente más cortos, arranques más rápidos y eficiencias marcadas para el desarrollo de plantas y procesos similares. Esto ahorra tiempo, pero sobre todo recursos, energía y mano de obra.


Las interfaces estandarizadas son obligatorias
La estandarización sigue siendo un desafío importante porque la mayoría de los productores de maquinaria todavía confían en sus propias interfaces. Sin embargo, la integración es la característica decisiva en la Internet de las cosas. Esta integración requiere un intercambio de datos e información especialmente consistente entre máquinas, tanto vertical como horizontalmente. Y esto hace que los protocolos estándares abiertos sean necesarios. Por lo tanto, existe una tendencia hacia las soluciones de código abierto, ya que ofrecen alta seguridad de la inversión y la independencia siendo sistemas no patentados. Un ejemplo es la Arquitectura Unificada (Unified Architecture, UA) OPC, un paquete de especificaciones para conectar máquinas de varios fabricantes. OPC UA garantiza la seguridad mediante autentificación y autorización, encriptación e integridad de datos.

Esto significa que OPC UA es ideal para un transporte seguro, fiable y no patentado de datos en bruto e información preprocesada desde el nivel de fabricación hasta la planificación superior de producción o sistemas ERP.

Incluso los sistemas antiguos pueden manejar 4.0
Muchas máquinas, líneas, motores y compresores antiguos no están equipados con los sensores y la tecnología de comunicación para Industria 4.0, a veces ni siquiera para operar como parte de sistemas en red. Esto no significa que estos sistemas sean obsoletos en vista de la transformación digital. Aquí - como una solución de principiante para Industria 4.0 - se pueden incorporar los sensores inteligentes. Ellos regularmente miden parámetros importantes de condición de las máquinas y sistemas y transmiten los datos a través de interfaces de comunicación incorporadas de forma inalámbrica a las HMI y/o a los teléfonos inteligentes o tablet PC de los empleados para su evaluación. Con estos y otros métodos sencillos, las empresas pueden entrar en el mundo de la Industria 4.0 de manera barata y seguir beneficiándose de tiempos de inactividad reducidos, tiempos de funcionamiento más largos de la máquina, así como un menor consumo de energía y similares.

En Interpack 2017, la Asociación de Maquinaria de Procesamiento de Alimentos y Embalaje (VDMA, en alemán), está organizando una exposición especial sobre el tema de la Industria 4.0. Tomará la forma de un Salón de Tecnología en el stand de VDMA, con ejemplos de soluciones en maquinaria de embalaje e ingeniería de procesos y abriendo nuevas oportunidades para aplicaciones en seguridad, trazabilidad, copiado y protección contra falsificaciones, así como en embalajes personalizados.

Mayor informacion en http://nuv.vdma.org/interpack.

Autor: Hans Peter Fritsche, freelance trade journalist,
Redaktionsbüro H. Fritsche
Interpack 2017