La robótica en la industria alimentaria: resolviendo problemas de fabricación con automatización

1. Escasez de mano de obra y fiabilidad: 

Uno de los problemas más urgentes es encontrar una fuerza laboral capaz y confiable. La pandemia destacó la vulnerabilidad de la mano de obra humana, ya que los confinamientos y las preocupaciones de salud dificultaron mantener niveles de personal consistentes. Incluso antes de la pandemia, la industria de alimentos y bebidas lidiaba con altas tasas de rotación y el agotamiento físico de los trabajadores debido a tareas repetitivas.

2. Adaptabilidad a los cambios del mercado: 

El sector de alimentos y bebidas es muy dinámico, con cambios constantes en el empaque de productos y las estrategias de marketing. Las preferencias de los consumidores pueden cambiar rápidamente, lo que requiere ajustes frecuentes en las líneas de producción. Esto requiere un nivel de flexibilidad que los procesos de fabricación tradicionales luchan por lograr.

3. Seguridad y precisión: 

Garantizar la seguridad alimentaria y mantener una alta precisión en el procesamiento y el empaque son fundamentales. El error humano puede llevar a la contaminación o la inconsistencia, lo cual es inaceptable en una industria donde los estándares de seguridad están estrictamente regulados.
 

La robótica y la automatización ofrecen ventajas significativas para abordar estos puntos críticos en la industria de alimentos y bebidas:

1. Fuerza laboral consistente y confiable
Los robots proporcionan una alternativa confiable a la mano de obra humana, capaces de trabajar las 24 horas del día sin fatiga. Esto garantiza una productividad constante y reduce el riesgo de lesiones laborales asociadas con tareas repetitivas.

2. Mayor precisión y seguridad
Los sistemas automatizados pueden realizar tareas con alta precisión y consistencia, reduciendo la probabilidad de errores que podrían comprometer la seguridad alimentaria. Esto es crucial para mantener los estrictos estándares de higiene requeridos en el procesamiento de alimentos.

3. Flexibilidad y adaptabilidad
Aunque tradicionalmente los robots han tenido dificultades con la adaptabilidad en comparación con los trabajadores humanos, los avances en tecnología están cerrando esta brecha. Los sistemas de fabricación y control adaptativos permiten a los robots cambiar rápidamente entre diferentes tareas y manejar varios formatos de empaque. Esta flexibilidad se ve aún más mejorada por la integración de Inteligencia Artificial (IA) y aprendizaje automático basado en la nube, lo que permite a los sistemas aprender y adaptarse con el tiempo.

A pesar de las muchas ventajas de esta nueva tecnología, existen preocupaciones notables con la adopción de la automatización y la robótica en la industria alimentaria. Una preocupación importante es el desplazamiento de los trabajadores humanos; sin embargo, la nueva tecnología aún requiere un cambio de capacitación en lugar de una pérdida total de empleos, ya que se necesita mano de obra calificada para operar, monitorear y mantener estas máquinas avanzadas. 

Además, la inversión inicial requerida para automatizar una línea de producción puede ser sustancial, lo que representa una barrera financiera significativa para muchas empresas. Por último, está el desafío de mantener estas máquinas. Si bien los robots y los sistemas automatizados están diseñados para ser adaptables, garantizar que puedan ajustarse continuamente a nuevas tareas y productos requiere una ingeniería sofisticada y un soporte continuo, lo que plantea dudas sobre la viabilidad y flexibilidad a largo plazo de estas tecnologías.

La aparición de la nueva tecnología de impresión 3D ha abordado muchas de estas preocupaciones para las empresas que están listas para adoptar enfoques modernos. 
 

La impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, se está convirtiendo en una herramienta vital para mejorar las capacidades de la robótica y la automatización en la industria alimentaria y puede abordar algunos de los principales desafíos con la automatización de la línea de producción de alimentos y bebidas. 

1. Producción rápida de piezas personalizadas de MRO/repuestos
La impresión 3D permite la producción rápida de piezas y herramientas personalizadas, que se pueden adaptar a tareas específicas en la línea de producción. Esto es particularmente útil para crear componentes como pinzas, empujadores y divisores que deben adaptarse a diferentes tamaños y formas de productos. La Australian Meat Process Corporation (AMPC) utiliza tecnología de impresión 3D para fabricar bisagras de repuesto para impresoras de etiquetas que eran una parte integral de la línea de producción, ahorrando miles en costos de reemplazo. Reducir el tiempo de producción de piezas con la fabricación aditiva ayuda a aliviar la carga financiera inicial de comprar y modernizar una línea para la automatización. 
 

2. Soluciones rentables
La capacidad de imprimir piezas bajo demanda reduce la necesidad de grandes inventarios de repuestos. Este inventario digital ahorra espacio y reduce los costos asociados con el almacenamiento de componentes rara vez utilizados. Además, las piezas impresas en 3D se pueden producir a una fracción del costo y el tiempo requeridos para los métodos de fabricación tradicionales. Las placas de empuje impresas en 3D ayudan a mejorar la eficiencia en elementos críticos de las líneas de empaque que a menudo requieren reparación y reemplazo. 

3. Avances en materiales
Los materiales modernos de impresión 3D, como los plásticos reforzados con fibra de carbono, ofrecen la resistencia y durabilidad necesarias para aplicaciones de empaque. Si bien algunos materiales aún no pueden ser adecuados para el contacto directo con alimentos, los avances continuos están ampliando la gama de materiales seguros y aptos para alimentos disponibles para su uso en entornos de producción. Los materiales tienen la precisión y fiabilidad necesarias para crear componentes sólidos necesarios para funcionar en sistemas robóticos avanzados.  

Empresas como Danone han utilizado con éxito pinzas de vacío impresas en 3D en sus plantas lácteas, demostrando ahorros significativos en costos y mayor eficiencia. Estas aplicaciones muestran cómo la impresión 3D puede proporcionar soluciones prácticas y reales que mejoran la flexibilidad y la adaptabilidad de los sistemas automatizados.
 

Obtenga más información sobre el papel crítico de la impresión 3D en la producción de alimentos y bebidas 

A medida que las capacidades de los materiales y las tecnologías de impresión 3D continúan evolucionando, su integración con la robótica y la automatización será más fluida. Podemos imaginar un futuro donde una porción significativa de los componentes de la línea de producción se impriman en 3D, mejorando la adaptabilidad y eficiencia general del proceso de fabricación.

Transformación digital
La transición hacia inventarios digitales y conectividad basada en la nube agilizará aún más las operaciones, permitiendo la gestión remota y el despliegue rápido de piezas. Esto permitirá a los fabricantes mantener una alta disponibilidad y responder rápidamente a cualquier problema que surja. Puede ser difícil diseñar nuevas piezas cuando la línea de producción está lejos de los equipos de ingeniería y diseño que crearían la pieza. Sin embargo, con tecnología como Digital Source, puede enviar piezas a producción desde cualquier lugar. El equipo de diseño puede estar en Frankfurt y enviar información de la pieza para que la fábrica la imprima en Boston. 

 
Innovación impulsada por IA
La integración de la IA hará que los sistemas de fabricación aditiva sean más inteligentes y eficientes. Las impresoras equipadas con IA pueden optimizar el proceso de impresión, asegurando la mejor calidad y rendimiento de las piezas producidas. Este ciclo continuo de mejora impulsará nuevos avances tanto en la robótica como en la impresión 3D. Los sistemas inteligentes con recopilación de datos basada en la nube podrán optimizar el rendimiento de la impresora y la producción de piezas. 
 

En conclusión, la convergencia de la robótica, la automatización y la impresión 3D está destinada a revolucionar la industria de alimentos y bebidas. Al abordar desafíos clave como la confiabilidad de la mano de obra, la seguridad y la adaptabilidad, estas tecnologías están allanando el camino para un futuro más eficiente y resistente en la producción de alimentos. A medida que estas herramientas se vuelvan más avanzadas y accesibles, su adopción no será una cuestión de si, sino de cuán extensamente se utilizarán para transformar la industria.