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El ciclo de vida de las tapas de alcantarillado

29/11/2019

El ciclo de vida de las tapas de alcantarillado

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Autor: Agencia Catalana del Agua

Blog: aigua.blog.gencat.cat


Antecedentes

 
Paseando por las calles de las ciudades o circulando por sus carreteras, encontramos constantemente unos elementos a los que no siempre prestamos mucha atención: las tapas o, más técnicamente, los dispositivos de cubrición y cierre para zonas de circulación utilizadas por peatones y vehículos.
 
Los que nos seguís a través de las diferentes redes sociales en las que la ACA está presente, sabe que usamos las tapas de saneamiento para hacer pedagogía y explicar en qué consiste la depuración de las aguas residuales que se generan.
 
Ya que en muchos casos hacemos divulgación de la importancia de una reja de desbaste, del reactor biológico o del decantador, también sería interesante explicar que hay detrás de las tapas de saneamiento, dónde y cómo se hacen, si son seguras, por qué son como son y muchas cosas más.
 
Para hacer todo esto pedimos a Fundiciones de Ódena, SA - FUNOSA, una empresa de la comarca del Anoia dedicada a la fundición de hierro para diferentes sectores industriales y que fabrica y distribuye este tipo de producto con la marca Cofunco, que nos explicaran cómo se produce un registro de alcantarillado.
 


¿Cómo se fabrica una tapa?

 
El proceso de fabricación es igual para todas las piezas de fundición, ya sean por alcantarillado, automoción o por otros sectores. Las fases más importantes son el diseño del producto, la construcción del modelo metálico, la fusión con la aleación férrico adecuado, la creación del molde de arena, entre otros y, a continuación, colar el metal nodular dentro del molde evitando defectos internos.
 
Todo esto se hace en una línea automática de moldeo, que produce los moldes de manera repetitiva. A continuación se llevará a cabo un proceso de enfriamiento controlado, granallado para eliminar la arena, recubrimiento anti corrosión y la fase final de ensamblaje de las juntas de insonorización y/o accesorios del registro. En última instancia se hace el último montaje de la tapa dentro del marco, donde se hace el control de calidad funcional del producto.
 
 
 
Patio de recepción de materias primas
 
 
Recepción de materias primas
 
El proceso comienza con la recepción de la materia prima, la chatarra, que llega en paquetes compactados, restos de perfiles metálicos y lingotes de hierro. Estos materiales provienen del sector de la automoción (restos de estampación nueva), construcción, entre otros.
 
Un camión descarga estos materiales y se toman muestras, con el objetivo de verificar la composición y garantizar una buena trazabilidad del producto final.
 
Con la ayuda de una grúa y un imán de gran tamaño la carga metálica se depositada en unos compartimentos separados según la calidad de la carga metálica desde las que se alimenta la planta de fusión.
 
A continuación la carga metálica, hasta ahora sólida, se transforma en hierro líquido a 1.450ºC, el cual se utilizará para llenar los moldes y solidificándose ya como tapa. Pero no adelantemos la explicación, antes hay varios pasos que hay que abordar.
 
Materiales utilizados
 
La fundición férrea es una aleación de hierro y carbono. Existen dos grandes grupos de materiales férreos: la fundición gris y la fundición nodular. Los registros de cubrición se producen de hierro nodular o también denominado esferoidal o dúctil.
 
Estos materiales nos ofrecen unas excelentes características en cuanto a la buena maquinabilidad, elevada resistencia a la tracción y elevado alargamiento o ductilidad que lo hacen muy valioso en aplicaciones con elevados requerimientos mecánicos o fatiga y que no requieran otros materiales más complejos de producir como el acero o la forja, la norma que define este material es la eN 1563, siendo el material más común el GJS 500-7.
 
Una tapa nos puede parecer únicamente un trozo de hierro con forma redonda, con un dibujo encima hecho con más o menos gracia. Pero esto no es tan sencillo, en el trasfondo de la construcción de una tapa hay más investigación, investigación e innovación de lo que inicialmente podemos pensar.
 
Diseño
 
En el diseño de una tapa, se debe aclarar que ni todas tienen el mismo tamaño, ni forma, ni uso. Un equipo ingenieros tiene que hacer la tarea de definir, en función de su uso, como será esta tapa considerando, por ejemplo, su ubicación (si es la acera o en la calzada), si los su uso será la red de saneamiento o una red de telecomunicaciones.
 
La norma que regula a nivel europeo los tamaños, materiales, ensayos, marcajes, formas, lugar de ubicación, entre otros, es la EN-124-2: 2015 Dispositivos de cubrimiento y cierre para zonas de circulación utilizadas para peatones y vehículos.
 
 
 

Software de una tapa 3D
 
Por este motivo, en primer lugar, se definen mediante herramientas de diseño informático en 3D como podría ser la tapa, teniendo en cuenta el diámetro, el grosor, la forma, el relieve, el sistema de apertura, el marco que lo acogerá , etc.
 
Este diseño antes de su construcción es validado por programas avanzados de simulación de elementos finitos desde un punto de vista de resistencia y por programas de simulaciones de llenado y solidificación de los moldes para validar el diseño incluso antes de construir los moldes o placas patrón.
 
 
Software de simulación 3D para analizar qué partes de la tapa están sometidas a más presión
 
 
Calidad
 
La calidad en la elaboración del producto es un aspecto muy importante, especialmente en el escenario de globalización existente y en el que se fabrican tapas en países como China o la India. La aplicación de normas de calidad como la ISO / TS 16949: 2009 (sistema de gestión de calidad con el objetivo de una mejora continua enfatizando en la prevención de errores y en la reducción de desechos de la fase de producción) y de la Certificación 14001: 2004, norma de gestión ambiental, permiten garantizar la máxima calidad, seguridad y respeto por el medio ambiente.
 
A lo largo del proceso de fabricación se llevan a cabo diversos controles de calidad, que permiten verificar que se cumplen con los estándares de calidad fijados.
 
 
Microscopio, espectrómetro y recogida de muestras de hierro en el proceso de producción
 
 
Línea de producción
 
Ya tenemos el hierro fundido, como decíamos unas líneas antes, por lo que este material a una temperatura de 1.420 ºC puede derramarse ya en el molde hecho expreso para cada tapa o marco.
 
Cada pieza, ya sea marco o tapa, tiene su molde, que se define en dos semi moldes (sobre y bajo). Estos moldes se montan en unas estructuras metálicas en la máquina automática de moldeo. Esta máquina de moldeo horizontal produce alternativamente negativos de sobres y sotes contenidos en una caja de hierro.
 
 
Línea automática de moldeo horizontal
 
 
Posteriormente un sistema de manipulación gira el semi molde superior y lo pone sobre el de abajo, formándose una cavidad cerrada con un agujero y un sistema de coladas que se por donde llenará el molde de hierro líquido en la fase de colada.
 
Los diferentes moldes se desplazan por la línea de producción y otro operario está pendiente de realizar la operación de inyección del hierro. Una vez inyectado el hierro líquido, hay que dejarlo enfriar por espacio aproximadamente de dos horas, hasta que solidifique totalmente y tengamos ya una primera imagen, en bruto, de lo que será la tapa o el marco.
 
Tras el resfriado, el molde, a la fase de desmoldeo por medios mecánicos de vibración, se deshace todo el paquete de arena y hierro, separando la parte férrea de la arena. Esta arena es reciclada en el 98%, siendo tratada, cribada, enfriada, etc, por los siguientes moldes en un circuito cerrado.
 
En esta misma zona se separan las coladas de propiamente la pieza, la cual se debe netejarr antes de trabajarla. Esta limpieza se llama granallado y se la acción de proyectar millones de bolas de acero de 1 mm a gran velocidad, obteniendo una superficie limpia y sin imperfecciones.
 
 
Desmoldeo y granallado
 
 
A la salida de esta fase de la producción, el producto presenta un aspecto casi finalizado. Sólo quedará pintarlo y combinar las diferentes partes de la tapa.
 
 
Registro paletizado, listo para expedir
 
 
Como decíamos antes, las medidas de control de calidad que se llevan a cabo a lo largo del proceso son muchas y variadas, como por ejemplo el control de la temperatura, el control de la composición del hierro líquido, los parámetros de máquina, los parámetros de la arena como compactación, resistencia, humedad, etc.
 
Por otra parte estadísticamente de acuerdo con el plan de control se toman registros de la producción ya terminados y se hacen ensayos mecánicos como el de verificación de la fuerza de control, en función de la clase que sea el registro se hacen pruebas hasta 100 toneladas en una prensa hidráulica.
 
 
Sección de control de calidad para verificar la resistencia del conjunto del registro
 
 
Además de los controles internos, existen control externos de las entidades certificadoras, como Aenor, Afnor, etc, que además de las auditorías internas, realizan toma de muestras del mercado, para su verificación y control del producto que lleva el sello.
 
Al final de este proceso, ya tenemos un producto listo para distribuirse a compañías de suministro de agua, compañías eléctricas, de gas y de telecomunicaciones y organismos públicos como ayuntamientos.
 
 
Producto terminado y listo para distribuir
 
 
El proceso de fabricación de una tapa, como veis, es espectacular. Seguramente cuando miramos una de estas tapas que habitualmente pisamos sin darnos cuenta no pensamos que ha sido pensada, diseñada y construida específicamente para situarla en un espacio concreto, una zona peatonal o una calle de mucho tráfico o quizás en una aeropuerto. Cada una de ellas tiene su misión y por ello presentan características diferentes.
 
 
Semi molde de la parte vista de la tapa
 
 
Una de las cosas más interesantes, desde la perspectiva de la comunicación, es la posibilidad que nos ofrecen estas tapas de darnos información. Nos dicen si gracias a ellas se accede a un alcantarillado, si éste lleva aguas residuales o pluviales, si encontraremos una red de telecomunicaciones o bien a la red eléctrica de una compañía de la luz.
 
El mensaje que nos envían es modulable, y se adapta a lo que queremos transmitir. De hecho pudimos ver la creación de una tapa de las que se usan en el alcantarillado de Barcelona, ??desde su inicio en el molde hasta su forma final.
 
 
 
Registro instalado en su ubicación final
 
 
Quizás se podría valorar, por parte de los ayuntamientos, la posibilidad de usarlas como puntos de información a la ciudadanía, por ejemplo el nombre de la calle donde se encuentran, representar un mapa con puntos de interés en una zona turística, señalizar un punto de interés como, por ejemplo, la Casa Batlló, con una imagen bien bonita.
 
¡Las posibilidades son infinitas!
 
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Comentarios Publicar comentario
28/08/2020
Fernando Sanchez escribió:
Donde puedo comprar de esas tapas!!!!
05/12/2019
desatascos henares escribió:
Siempre he pensando que tiene que ser complicadísimo. Pero la red de alcantarillado, los metros y todo lo que sea subterráneo. Un saludo.
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aca / tapas / alcantarillado / saneamiento