Prelucrarea betonului: digitalizarea creează inovație

Prelucrarea betonului: digitalizarea creează inovație

Betonul este considerat cel mai folosit material de construcție la nivel mondial - nu e de mirare, deoarece materialul de construcție este atât robust, cât și versatil. Cu toate acestea, betonul este, de asemenea, foarte solicitant de prelucrat și se lucrează cu viteză mare în toată lumea pentru a dezvolta în continuare materialul. Disciplina tradițională pur mecanică devine o zonă extrem de tehnică caracterizată de tehnologii digitale, inovații durabile și soluții inteligente de automatizare. Industria se confruntă cu provocarea de a combina abilitățile tradiționale cu tehnologia de ultimă oră, în timp ce îndeplinește cerințele tot mai mari de durabilitate, eficiență și calitate. Companii precum Husqvarna Construction, Tyrolit și Hilti promovează dezvoltarea cu inovații, în timp ce distribuitori precum Kuhn furnizează mașinile, iar furnizorii de servicii specializati, cum ar fi serviciul de foraj și tăiere a betonului de la Dima, folosesc soluțiile pe șantiere.
Varietatea tot mai mare de tipuri moderne de beton - de la beton de înaltă performanță până la amestecuri reciclate - crește cerințele pentru unelte și mașini. Tyrolit răspunde la aceasta, de exemplu, cu unelte care sunt deosebit de durabile și asigură o calitate înaltă a tăierii chiar și cu materiale extrem de dure. Un alt domeniu problematic este sănătatea angajaților: praful și zgomotul sunt printre cele mai mari sarcini din viața de zi cu zi. În ultimii ani, producători precum Husqvarna Construction și Hilti au dezvoltat în mod constant sisteme care reduc praful prin tăiere umedă sau extracție integrată și, în același timp, reduc poluarea fonică.
Pe lângă aceste aspecte tehnice, presiunea economică rămâne ridicată. Proiectele de construcție trebuie implementate în cel mai scurt timp posibil; timpii de nefuncţionare din cauza uzurii sculelor sau a tăierilor imprecise sunt costisitoare pentru multe companii. Metodele de procesare cu conținut scăzut de praf, precise și rapide sunt acum adesea un criteriu de selecție decisiv pentru clienți. Ergonomia joacă, de asemenea, un rol în creștere – dispozitivele trebuie să fie mai ușoare, mai ușor de manevrat și să aibă mai puține vibrații.

Depășirea abordărilor tradiționale

Potrivit experților din industrie, aplicarea unor concepte inovatoare, cum ar fi producția digitală de beton și automatizarea proceselor, are potențialul de a schimba masiv tehnologiile standard pentru producția de beton și de a aduce câștiguri semnificative de eficiență, precum și beneficii economice și ecologice construcțiilor din beton. Building Information Modeling (BIM) s-a impus ca o tehnologie cheie importantă. Prin vizualizarea și simularea tridimensională a proceselor de prelucrare a betonului, planificatorii și executanții pot identifica provocările potențiale și pot dezvolta soluții în fazele incipiente ale proiectului. Integrarea BIM cu mașini moderne de prelucrare a betonului face posibilă derivarea parametrilor de prelucrare direct din modelele digitale și transferarea acestora către mașini.
Există o schimbare vizibilă a unităților, de exemplu. În timp ce dispozitivele alimentate pe benzină au dominat mult timp, producători precum Hilti și Husqvarna Construction se bazează din ce în ce mai mult pe baterii și sistemele electrice. Avantajele sunt evidente – mai puține emisii, zgomot mai mic și utilizare flexibilă chiar și în încăperi închise. Această dezvoltare merge mână în mână cu o digitalizare mai mare a dispozitivelor. Tyrolit, de exemplu, își echipează sistemele cu senzori care monitorizează uzura sau calitatea tăierii în timp real și astfel ajută la reducerea defecțiunilor.
Platformele bazate pe cloud pot fi folosite și pentru a îmbunătăți enorm monitorizarea și controlul proiectelor de prelucrare a betonului. Astfel de soluții permit controlul, producția și monitorizarea în timp real – și, în general, mai multă transparență. Printre altele, există o varietate de opțiuni pentru monitorizarea de la distanță a șantierelor, optimizarea proceselor de lucru și întreținerea preventivă a utilajelor.

AI ca un far de speranță

Un domeniu în care dezvoltarea este impulsionată este inteligența artificială (AI). Utilizarea acestora în prelucrarea betonului este încă în stadii incipiente, dar arată deja abordări promițătoare. Sistemele AI pot recunoaște modele în cantități mari de date care nu sunt evidente pentru experții umani. Întreținerea predictivă permite întreținerea predictivă, prin care algoritmii inteligenți analizează continuu datele mașinii, cum ar fi vibrațiile, temperaturile și consumul de energie, pentru a anticipa nevoile de întreținere înainte să apară defecțiuni costisitoare. Acest lucru nu numai că reduce timpul de nefuncționare, dar și optimizează costurile de întreținere.
Sistemele de viziune computerizată, la rândul lor, pot analiza suprafețele de beton în timp real și pot detecta nereguli sau defecte de calitate care ar fi ratate de ochiul uman. Acest lucru face posibilă efectuarea imediată a corecțiilor și, astfel, asigurarea unei procesări uniforme. De asemenea, ajută algoritmii de învățare automată care pot învăța din datele istorice ale proiectului și oferă recomandări pentru parametrii optimi de procesare. Scopul este procese de lucru mai eficiente și reducerea deșeurilor de materiale.
Automatizarea prelucrării betonului face, de asemenea, progrese masive. Sistemele robotizate moderne își asumă deja sarcini care anterior erau îndeplinite exclusiv de muncitori calificați. Dezvoltarea este accelerată, printre altele, de lipsa de muncitori calificați în industria construcțiilor. Mașinile autonome de prelucrare a betonului pot efectua acum anumite sarcini de prelucrare în mod independent. Controlul GPS și tehnologia laser permit rezultate precise ale muncii și o calitate constantă, în special pentru sarcini repetitive. În același timp, pot funcționa non-stop și nu sunt afectați de oboseala fizică.

Roboți autonomi

Roboții colaborativi lucrează mână în mână cu operatori umani. Aceste sisteme preiau sarcinile dificile, monotone sau care pun în pericol sănătatea, în timp ce oamenii preiau activitățile creative și de rezolvare a problemelor. Avantaj: volumul de muncă al angajaților scade în timp ce productivitatea crește în același timp.
De exemplu, Husqvarna Construction vrea să revoluționeze prelucrarea betonului cu „Autogrinder”. Potrivit producătorului, șlefuitorul de podea cu acționare automată a fost conceput pentru a oferi companiilor de construcții „libertate fără precedent”. Acest lucru ar permite clienților nu numai să transforme fiecare etaj, ci și „întreaga companie” și, prin urmare, să crească productivitatea și profitabilitatea.
„Suntem foarte mândri să introducem un dispozitiv care va transforma cu adevărat modul în care sunt planificate și efectuate lucrările de șlefuire și lustruire a podelei. Husqvarna Autogrinder este o inovație revoluționară pe piața de prelucrare a betonului”, explică Stijn Verherstraeten, Senior Vice President Category & Operations la Husqvarna Construction. Autogrinder 8 D se bazează pe „PG 8 DR”, o mașină de șlefuit planetară cu tehnologie Dual Drive. „Sistemul unic de navigație” și setările de siguranță de la Husqvarna sunt concepute pentru a permite mașinii să navigheze în mod autonom în timpul șlefuirii și lustruirii, permițând operatorilor să se concentreze asupra altor sarcini de prelucrare a solului.
„Testele noastre pe teren și feedback-ul operatorilor confirmă că Autopolizorul reprezintă un progres important. Este clar că am inaugurat acum o nouă eră în șlefuirea podelelor”, subliniază Joakim Leff-Hallstein, Vicepreședinte Product Management Suprafata Pregătire la Husqvarna Construction.

Leagă mai mult dioxid de carbon

În plus, schimbările climatice și reglementările de mediu mai stricte obligă industria betonului să se regândească. Scopul este de a produce materialul de construcție cât mai neutru posibil din punct de vedere climatic; organizații precum Institutul Fraunhofer pentru fizica clădirilor IBP lucrează la acest lucru. Potrivit cercetătorilor, „cărbunele pirocarbon”, de exemplu, este o cheie importantă pentru a face betonul mai ecologic. În timpul producției, reziduurile vegetale sau alte substanțe organice, cum ar fi metanul, sunt procesate într-o atmosferă săracă în oxigen. Până la 40% din carbonul conținut de plante este stocat ca solid sub formă de pirochar. Prin integrare, mai mult dioxid de carbon este legat în beton decât este emis în timpul producției. Cercetătorii au dezvoltat, de asemenea, un proces de granulare a pirocharului. Cu agregatele produse (mai mici de doi milimetri, nota editorului), acestea înlocuiesc nisipul din beton, făcând materialul de construcție nu numai mai ecologic, ci și semnificativ mai ușor. Acest lucru ar putea, la rândul său, să economisească costuri suplimentare de transport.
În căutarea betonului viitorului, merită să aruncăm o privire și asupra trecutului - potrivit lui Fraunhofer, betonul roman folosit în antichitate îndeplinește toate criteriile pentru materiale de construcție moderne, durabile. Nu conțin ciment, constau din resurse disponibile local, cum ar fi cenușa vulcanică, sunt durabile și rezistente la multe influențe externe. Din păcate, potrivit cercetătorilor, rețetele pe care se bazau s-au pierdut. În proiectul Roman Inspired Cement Innovation by Multi-Analytical Enhanced Research (RICIMER), experții cercetează posibile rețete pentru a descifra formulările originale, inclusiv aditivii, și a le transfera în materiale de construcție moderne.
Lianții activați de alcalin, așa-numiții geopolimeri, sunt un alt domeniu de cercetare în creștere. Cu proprietăți precum rezistența la coroziune, rezistența ridicată și rezistența excelentă la temperatură, acestea oferă o gamă largă de utilizări posibile, în special în construcții. La Fraunhofer IBP, de exemplu, a fost dezvoltat un proces pentru a produce un material de construcție complet și, mai ales, ecologic, din materia primă regenerabilă Typha (coda), așa-numita „Typhaboard”. Materialul versatil de izolație și de construcție a pereților constă din frunze de coadă și un liant mineral, care sunt presate în panouri multifuncționale. Typhaboard combină multe proprietăți care îl fac un material de construcție productiv. Este stabil, oferă o bună izolare fonică, proprietăți excelente de umiditate, este rezistent la mucegai, are un efect de izolare ridicat și oferă, de asemenea, un nivel ridicat de protecție împotriva incendiilor.