El cicle de vida de les tapes de clavegueram

Passejant pels carrers de les ciutats o circulant per les seves carreteres, trobem constantment uns elements als quals no sempre donem molta atenció: les tapes o, més tècnicament, els dispositius de cobriment i tancament per a zones de circulació emprades per vianants i vehicles.

Els que ens seguiu a través de les diferents xarxes socials en què l’Agència és present, sabeu que fem servir les tapes de sanejament per fer pedagogia i explicar en què consisteix la depuració de les aigües residuals que es generen.

Ja que en molts casos fem divulgació de la importància d’una reixa de desbast, del reactor biològic o del decantador, també seria interessant explicar que hi ha darrera de les tapes de sanejament, on i com es fan, si són segures, per què són com són i moltes coses més.

Per fer tot això vàrem demanar a Fundiciones de Ódena, SA – FUNOSA, una empresa de la comarca de l’Anoia dedicada a la fosa de ferro per diferents sectors industrials i que fabrica i distribueix aquest tipus de producte amb la marca Cofunco, que ens expliquessin com es produeix un registre de clavegueram.

Com es fa una tapa

El procés de fabricació és igual per a totes les peces de fosa, ja siguin per clavegueram, automoció o per altres sectors. Les fases més importants són el disseny del producte, la construcció del model metàl·lic, la fusió amb l’aliatge fèrric adequat, la creació del motllo de sorra, entre d’altres i, tot seguit, colar el metall nodular dins del motllo evitant defectes interns.

Tot això es fa en una línia automàtica de moldeig, que produeix els motllos de manera repetitiva. A continuació es durà a terme un procés de refredament controlat, granallat per eliminar la sorra, recobriment anti corrosió i la fase final d’assemblatge de les juntes d’insonorització i/o accessoris del registre. En última instància es fa el darrer muntatge de la tapa dins del marc, on es fa el control de qualitat funcional del producte. 

Pati de recepció de matèries primeres

El procés comença amb la recepció de la matèria prima, la ferralla, que arriba en paquets compactats, restes de perfils metàl·lics i lingots de ferro. Aquests materials provenen del sector de l’automoció (restes d’estampació nova), construcció, entre d’altres.

Un camió descarrega aquests materials i es prenen mostres, amb l’objectiu de verificar la composició i garantir una bona traçabilitat del producte final.

Amb l’ajut d’una grua i un imant de grans dimensions la càrrega metàl·lica es dipositada en uns compartiments separats segons la qualitat de la càrrega metàl·lica des de les quals s’alimenta la planta de fusió.

A continuació la càrrega metàl·lica, fins ara sòlida, es transforma en ferro líquid a 1.450ºC, el qual es farà servir per omplir els motllos i solidificant-se ja com a tapa. Però no avancem l’explicació, abans hi ha diversos passos que cal abordar.

Materials utilitzats

La fosa fèrria és un aliatge de ferro i carboni. Existeixen dos grans grups de materials ferris: la fosa grisa i la fosa nodular. Els registres de cobriment es produeixen de ferro nodular o també denominat esferoidal o dúctil.

Aquests materials ens ofereixen unes excel·lents característiques pel que fa a la bona maquinabilitat, elevada resistència a la tracció i elevat allargament o ductilitat que ho fan molt valuós en aplicacions amb elevats requeriments mecànics o fatiga i que no requereixin altres materials més complexos de produir com l’acer o la forja, La norma que defineix aquest material és l’EN 1563, sent el material més comú el GJS 500-7.

Una tapa ens pot semblar únicament un tros de ferro amb forma rodona, amb un dibuix al damunt fet amb més o menys gràcia. Però això no és tan senzill, en el rerefons de la construcció d’una tapa hi ha més recerca, investigació i innovació del que inicialment podem pensar.

Disseny

En el disseny d’una tapa, s’ha d’aclarir que ni totes tenen la mateixa mida, ni forma, ni ús. Un equip enginyers ha de fer la tasca de definir, en funció del seu ús, com serà aquesta tapa considerant, per exemple, la seva ubicació (si és la vorera o a la calçada), si els seu ús serà la xarxa de sanejament o una xarxa de telecomunicacions.

La norma que regula a nivell europeu les mides, materials, assajos, marcatges, formes, lloc d’ubicació, entre d’altres, és la EN-124-2:2015 Dispositius de cobriment i tancament per a zones de circulació utilitzades per a vianants i vehicles.

 

Per aquest motiu, en primer lloc, es defineixen mitjançant eines de disseny informàtic en 3D com podria ser la tapa, tenint en compte el diàmetre, el gruix, la forma, el relleu, el sistema d’obertura, el marc que l’acollirà, etc.

Aquest disseny abans de la seva construcció és validat per programes avançats de simulació d’elements finits des d’un punt de vista de resistència i per programes de simulacions d’ompliment i solidificació dels motllos per validar el disseny abans i tot de construir els motllos o plaques patró.

Software de simulació 3D per analitzar quines parts de la tapa estan sotmeses a més pressió

 

Qualitat

La qualitat en l’elaboració del producte és un aspecte molt important, especialment en l’escenari de globalització existent i en el qual es fabriquen tapes en països com la Xina o l’Índia. L’aplicació de normes de qualitat com la ISO/TS 16949:2009 (sistema de gestió de qualitat amb l’objectiu d’una millora contínua emfatitzant en la prevenció d’errors i en la reducció de deixalles de la fase de producció) i de la Certificació 14001:2004, norma de gestió ambiental, permeten garantir la màxima qualitat, seguretat i respecte pel medi ambient.

Al llarg del procés de fabricació es duen a terme diversos controls de qualitat, que permeten verificar que es compleixen amb els estàndards de qualitat fixats.

 

Línia de producció

Ja tenim el ferro fos, com dèiem unes línies abans, de manera que aquest material a una temperatura de 1.420 ºC pot vessar-se ja en el motllo fet exprés per cada tapa o marc.

Cada peça, ja sigui marc o tapa, té el seu motllo, que es defineix en dos semi motlles (sobre i sota). Aquests motllos es munten en unes estructures metàl·liques en la màquina automàtica de moldeig. Aquesta maquina de moldeig horitzontal produeix alternativament negatius de sobres i sotes continguts en una caixa de ferro.

Línia automàtica de moldeig horitzontal

Posteriorment un sistema de manipulació gira  el semi motlle superior i el posa sobre el de sota, formant-se una cavitat tancada amb un forat i un sistema de colades que es per on s’omplirà el motllo de ferro líquid en la fase de colada.

Els diferents motllos es desplacen per la línia de producció i un altre operari està pendent de fer l’operació d’injecció del ferro. Un cop injectat el ferro líquid, cal deixar-lo refredar per espai aproximadament de dues hores, fins que solidifiqui totalment i tinguem ja una primera imatge, en brut, del que serà la tapa o el marc.

Després del refredat, el motllo,  a la fase de desmoldeig per mitjans mecànics de vibració, es desfà tot el paquet de sorra i ferro, separant la part fèrria de la sorra. Aquesta sorra és reciclada en el 98%, sent tractada, garbellada, refredada, etc, pels següents motllos en un circuit tancat.

En aquesta mateixa zona es separen les colades de pròpiament la peça, la qual s’ha de netejarr  abans de treballar-la. Aquesta neteja se’n diu granallat i es l’acció de projectar milions de boles d’acer d’1 mm a gran velocitat, obtenint una superfície neta i sense imperfeccions.

 

A la sortida d’aquesta fase de la producció, el producte presenta un aspecte gairebé finalitzat. Només quedarà pintar-lo i combinar les diferents parts de la tapa.
Registre paletitzat , llest per expedir

Com dèiem abans, les mesures de control de qualitat que es duen a terme al llarg del procés son moltes i variades, com per exemple el control de la temperatura, el control de la composició del ferro líquid, els paràmetres de màquina, els paràmetres de la sorra com compactació, resistència, humitat, etc, D’altra banda estadísticament d’acord amb el pla de control s’agafen registres de la producció ja acabats i es fan assajos mecànics com el de verificació de la força de control, en funció de la classe que sigui el registre es fan proves fins a 100 tones en una premsa hidràulica.

Secció de control de qualitat per verificar la resistència del conjunt del registre

A més dels controls interns, existeixen control externs de les entitats certificadores, com Aenor, Afnor, etc, que a més de les auditories internes, realitzen pressa de mostres del mercat, per la seva verificació i control del producte que porta el segell.

Al final d’aquest procés, ja tenim un producte enllestit per a distribuir-se a companyies de subministrament d’aigua, companyies elèctriques, de gas i de telecomunicacions i organismes públics com ajuntaments.

 

Producte acabat i llest per a distribuir

El procés de fabricació d’una tapa, com veieu, és espectacular. Segurament quan mirem una d’aquestes tapes que habitualment trepitgem sense adonar-nos no pensem que ha estat pensada, dissenyada i construïda específicament per situar-la en un espai concret, una zona de vianants o un carrer de molt tràfic o potser en una aeroport. Cadascuna d’elles té la seva missió i per això presenten característiques diferents.

Semi motlle de la part vista de la tapa

Una de les coses més interessants, des de la perspectiva de la comunicació, és la possibilitat que ens ofereixen aquestes tapes de donar-nos informació. Ens diuen si gràcies a elles s’accedeix a un clavegueram, si aquest porta aigües residuals o pluvials, si trobarem una xarxa de telecomunicacions o bé a la xarxa elèctrica d’una companyia de la llum.

El missatge que ens trameten és modulable, i s’adapta al que volem transmetre. De fet vàrem poder veure la creació d’una tapa de les que es fan servir en el clavegueram de Barcelona, des del seu inici en el motlle fins a la seva forma final.

Potser es podria  valorar, per part dels ajuntaments, la possibilitat de fer-les servir com a punts d’informació a la ciutadania, per exemple el nom del carrer on es troben, representar un mapa amb punts d’interès en una zona turística, senyalitzar un punt d’interès com, per exemple, la Casa Batlló, amb una imatge ben bonica.

Les possibilitats són infinites.

 

Deixa un comentari