Elaboración de productos finales de piedra natural: técnicas y procesos operativos. IEXD0108

Importante

Los equipos de corte de agua a alta presión destacan por su precisión y gran libertad de movimientos, consiguiéndose cortes rectos, inclinados y curvos.

Aunque la ingeniería de la maquinaria es muy compleja, ya que debe de generar y controlar la expulsión de agua a una presión que puede superar los 6000 bares, su manejo y uso es muy sencillo para el operario.

Sus mayores ventajas son:

1 Menor desperdicio de material.

2 Desgaste mínimo de las piezas al no usar útiles de corte de desgaste.

3 Corte extremadamente preciso, líneas de corte muy definidas.

4 Gran variedad de aplicaciones, muy versátil.

5 Sencilla limpieza y mantenimiento.

6 No hay problemas por calentamiento de la maquinaria, ya que se corta en frío.

Como desventaja se pueden mencionar varios aspectos:

1 El excesivo coste de la máquina.

2 Es un proceso algo más lento.

3 Únicamente puede trabajar en dos dimensiones.

En el sector de la piedra natural la máquina de corte mediante chorro de agua a presión se utiliza principalmente para la elaboración de piezas especiales, cuando se deban realizar cortes de gran precisión, ángulos muy pronunciados o líneas curvas.

Únicamente empresas muy especializadas poseen este tipo de maquinaria, por lo que son frecuentemente subcontratadas por otras empresas para realizar los trabajos especiales requeridos en sus productos.

Además del corte de la piedra, esta máquina permite hacer relieves en las piezas a través del control de la presión del agua, de forma que el chorro no llega a cortar del todo la piedra, pudiendo utilizarse para operaciones de grabado.

Actividades

5. Buscar en Internet o en revistas especializadas máquinas de corte con agua a presión y comparar sus prestaciones: presión máxima, dimensión de la mesa de corte, potencia, etc.

3.3. Cizalla/troquel

La cizalla y el troquel tienen en común el funcionamiento que los caracteriza, que se basa en el corte de la piedra mediante la presión ejercida por el descenso de una carga puntual o lineal sobre ella.

Cizalla

La cizalla se caracteriza por realizar el corte instantáneo de la piedra a presión, similar al realizado con una guillotina, lo que concede a la piedra un acabado tosco muy característico. El corte se produce por la carga que ejerce una cuchilla pesada al descender bruscamente sobre la superficie de la piedra. No llega a penetrar del todo en la piedra, abriendo la misma al apenas penetrar en su cara superior.

Importante

La cizalla produce un acabado tosco muy característico que permite ver el color natural de la piedra.

Pueden ser automáticas o manuales. Las más comunes en los talleres de piedra constan de una carga muy pesada que desciende por orden del operario, que tras colocar la piedra en el sentido correcto para el corte acciona el mecanismo de descenso con un pedal. El sistema de accionamiento con el pie facilita el trabajo con la cizalla ya que permite la manipulación continua del operario del pequeño bloque de piedra.

Cizalla

El factor más importante de esta máquina es tener en cuenta los planos principales de corte de la piedra, que son por los que se cortan con la cizalla. De esta forma la piedra abre por presión, por ese plano de debilidad. Se crea la presión mediante la carga en la superficie de la piedra, y el resto abre por sí solo.

Se utiliza para productos donde interesa un acabado tosco que permita ver el color natural de la piedra, principalmente para la generación de adoquines, bordillos, perpiaños y pequeñas piedras cúbicas irregulares, utilizadas para diferentes tipos de revestimiento de pavimentos principalmente, aunque algunas veces se utilizan también en revestimientos verticales. El acabado tosco permite precisamente la reducción de los coeficientes de deslizamiento en pavimentos exteriores, y confiere a los trabajos un importante valor estético.

Adoquines, ejemplo del acabado tosco de la cizalla

Como ventajas se pueden enumerar:

1 Proceso muy barato, ya que no utiliza piezas de desgaste como discos o hilo.

2 No produce lodos al no precisar de un sistema de refrigeración con agua.

Sin embargo, es un proceso que produce muchos restos, que son directamente retirados a grandes contenedores situados al lado de la cizalla. En ellos se recogen todos los restos de piedra que luego se tratarán como residuos tal y como esté establecido por la empresa.

Actividades

6. Buscar en Internet productos elaborados con sistemas de corte por presión en los distintos tipos de piedra (granito, mármol y calizas) y realizar una composición de un pavimento de una plaza pública.

Nota

El corte con cizalla produce muchos restos de piedra que son tratados como residuos.

Troquelado

El troquel funciona prácticamente igual que la cizalla, con la única diferencia de que su objetivo no es el corte de la piedra sino la estampación de la misma.

Importante

El troquelado no tiene como objetivo el corte de la piedra sino la estampación de la misma, para dar forma y decorar losas y baldosas.

Al igual que la cizalla, un peso desciende de cierta altura cayendo con fuerza sobre la superficie de la pieza, realizando mediante presión un estampado sobre su superficie. En este caso existe un útil intercambiable, el troquel, que sería el molde que lleva impreso en relieve el dibujo que se quiere reproducir en la piedra.

Este proceso se utiliza para dar forma y decorar losas y baldosas.

Se puede determinar como un proceso de mecanizado, más rápido y tosco que cualquier otro tipo de conformado.

4. Equipos de seguridad

En la industria de la piedra, un factor primordial es la seguridad y la salud de los trabajadores. El conocimiento y la correcta utilización de los elementos de seguridad se consideran los dos pilares básicos para realizar un trabajo seguro y responsable ante las posibles situaciones de riesgo.

Además de la obligación de la instalación y disponibilidad en la empresa de los elementos de seguridad colectiva e individual, es necesario contar con el compromiso de los empresarios para la implantación de instrucciones, normas y procedimientos de seguridad, así como llevar a cabo las acciones de formación, concienciación y sensibilización de los operarios con los aspectos de seguridad y salud, al mismo tiempo que el compromiso de los operarios a llevar a cabo los procedimientos establecidos al efecto.

4.1. Equipos de protección individual

Los equipos de protección individual, comúnmente conocidos como EPI, se definen según el R. D. 773/1997 del 30 de mayo, como: “cualquier equipo destinado a ser llevado o sujetado por un trabajador, con el objetivo de protegerle de uno o varios riesgos que puedan afectar a su seguridad y/o salud, así como cualquier complemento o accesorio destinado a tal fin”.

Los EPI se clasifican en tres categorías diferentes en función del nivel de riesgo para cuya protección están diseñados:

Los equipos de protección individual deberán utilizarse cuando existan riesgos para la seguridad o salud de los trabajadores que no hayan podido evitarse o limitarse suficientemente por medios técnicos de protección colectiva o mediante medidas, métodos o procedimientos de organización del trabajo. En el caso de la elaboración de productos de piedra natural mediante el corte a medida, los equipos de protección individual necesarios son en general los mismos que los utilizados en las otras secciones de corte de piedra.

Operario usando los equipos de protección individual

Los EPI se diferencian según su objetivo de protección, y se resumen en la tabla siguiente, donde también se mostrarán algunos de los peligros o situaciones a tener en cuenta:

Equipos de protección individual
Imagen	Tipo de EPI	Problemas que puede acarrear
	Casco de protección	Peso excesivo. Mala adaptación a la cabeza. Insuficiente ventilación. Mala estabilidad (riesgo de caída).
	Protección ocular: gafas y pantallas	Volumen excesivo. Ventilación insuficiente (vaho). Presión de contacto excesiva. Mala calidad óptica. Reducción del campo visual.
	Protección auditiva: tapones, orejeras y cascos	Demasiada presión. Transpiración insuficiente. Enganche al pelo. Disminución de reconocimiento de señales acústicas.
	Protección respiratoria: mascarillas	Tamaño inadecuado. Excesiva resistencia respiratoria. Reducción del campo visual. Dificultad de movimiento de cabeza.
	Protección de manos: guantes	Talla inadecuada. Adherencia excesiva. Mal comportamiento técnico. Alergia a los componentes.
	Protección de pies: calzado de seguridad	Mala adaptación al pie. Mala transpiración. Penetración de humedad. Fatiga por continuo uso. Luxaciones o esguinces por mala sujeción.
	Protección corporal: ropa de trabajo ceñida	Talla inadecuada. Dificultad de movilidad. Alergia a los componentes.

Recuerde

Según establece el artículo 10 del R. D. 773/1997 sobre las disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas a la utilización de equipos de protección individual, las obligaciones de los trabajadores son las siguientes: utilizar y cuidar correctamente los equipos de protección individual; colocar el EPI después de su utilización en el lugar indicado para ello; e informar de inmediato a algún superior en caso de defecto, anomalía o daño detectado en el equipo que pueda suponer una pérdida de su eficacia protectora.

Aplicación práctica

Si trabajara como operario con el equipo de corte por chorro de agua a presión en una pequeña empresa, en la elaboración de cornisas y elementos complejos del corte a medida, ¿qué tipo de equipo de protección individual sería obligatorio que llevara puesto en todo momento durante su jornada de trabajo?

SOLUCIÓN

Sería obligatorio llevar todos aquellos elementos que le protegiesen de los peligros dados en el puesto de trabajo. En este caso sería obligatorio el uso de:

1 Protección para la cabeza: casco, independientemente de su tarea, ya que se suelen cargar y desplazar piezas en altura dentro de la fábrica.

2 Protección para los oídos: tapones u orejeras, debido al alto nivel acústico producido por la máquina de corte por chorro de agua.

3 Protección ocular: gafas, por si salta alguna partícula de piedra por el proceso de corte.

4 Protección para los pies y manos: guantes y botas de seguridad.

5 Protección corporal: ropa de trabajo adecuada, normalmente funda de trabajo, y ropa de protección contra agua, por el hecho de que el corte se realiza con aportación de agua.

Actividades

7. Realizar una tabla en donde aparezcan tres puestos de trabajo diferentes dentro del taller de elaboración de piedra natural mediante el corte a medida y citar para cada uno de ellos los EPI que son necesarios en cada caso.

4.2. Elementos de protección colectiva

Los elementos de protección colectiva son dispositivos de seguridad que tienen como objetivo proteger a uno o varios trabajadores sin la necesidad de que el propio trabajador tenga que realizar ningún tipo de operación ni portar algún tipo de dispositivo.

La protección colectiva se instala inmediatamente como parte de la maquinaria o del sistema de corte, sin necesidad de extraer y colocar repetidamente cuando se vayan a realizar las diferentes tareas en fábrica. A diferencia de los EPI, suele tratarse de unos elementos fijos que evitan el riesgo o simplemente lo controlan.

Los ejemplos más usuales de protecciones colectivas son:

Barreras

Normalmente verjas o barreras metálicas de color amarillo que impiden el paso del personal al área de trabajo de la maquinaria, aunque muchas veces estas barreras de carácter físico se sustituyen por protecciones mediante infrarrojos, que en el momento que una persona atraviesa esa barrera óptica activa un sistema de apagado automático de la maquinaria.

Barreras de seguridad

Barreras de seguridad con control electrónico

Nota

Las verjas o barreras pueden ser físicas o mediante infrarrojos.

Resguardos de las máquinas

Se trata de un medio de protección que impide o dificulta el acceso a la zona de trabajo de una máquina, el lugar de máximo riesgo. Garantiza la protección mediante una carcasa, cubierta, pantalla, etc.

Resguardo de una pulidora de cantos

Sistema de parada automática en una máquina

Protección de los elementos de corte

Son importantes porque protegen contra los accidentes derivados de acercamientos excesivos al útil, así como de posibles roturas y proyección de sus partes.

Barandillas

Protege contra los riesgos de caída de personas en niveles altos.

Ventilación

Consiste en la apertura de una corriente de aire en los lugares de trabajo, de forma que el ambiente se renueve constantemente.

Extracción localizada

Se trata de la captación del polvo generado durante los procesos de corte lo más cerca posible de su punto de emisión, evitando su inhalación por parte del operario y su difusión en el ambiente. La recogida de polvo se realiza bien con sistemas aspiradores o más comúnmente con sistemas de recogida de polvo por agua, que a su vez sirven en algunos casos de sistemas de refrigeración para la maquinaria de corte. Esto ocurre por ejemplo en las cortadoras de disco y en las de hilo, donde el útil de corte alcanza temperaturas muy elevadas. Posteriormente el lodo recogido, mezcla de agua y polvo, debe ser tratado aparte según el sistema de gestión medioambiental de la empresa.

Además de estos equipos de protección, es muy importante respetar el orden y la limpieza en el lugar de trabajo, así como realizar las oportunas operaciones de control y mantenimiento preventivo y correctivo de la maquinaria utilizada a lo largo de todo el proceso para la obtención de los productos finales de piedra natural. Estos dos aspectos son claves para evitar accidentes.

Recuerde

La seta de emergencia (o botón de parada de emergencia) también es considerado un sistema de protección colectiva. Se trata de un botón rojo muy visible que para inmediatamente el funcionamiento de la máquina tras su pulsación. Toda maquinaria debe constar de un botón de parada de emergencia.

Aplicación práctica

Carlos trabaja cortando plaquetas de pizarra para el revestimiento de una vivienda en una empresa de elaboración de piedra. Realiza los cortes con la cortadora de disco de tamaño medio.

Cuando se dispone a trabajar al inicio de la jornada, le informan de que faltan algunos equipos de protección colectiva en el puesto de trabajo por mantenimiento y limpieza, por lo que no se puede usar hasta que se termine esa labor.

Carlos se dirige hasta el puesto de la cortadora para identificar cuáles son los elementos que sí están y cuales faltan, para comenzar a trabajar cuanto antes. Al llegar observa que el equipo electrónico está en condiciones de uso, incluida la seta de emergencia, el puesto está correctamente recogido y se acerca sin problema hacia el disco de corte, percibiendo que se trata de un disco nuevo recién cambiado que se encuentra completamente visible. ¿Cuáles cree que son los elementos de protección colectiva que faltan en el puesto de trabajo de Carlos?

SOLUCIÓN

El elemento de protección que se puede deducir que falta en el puesto de trabajo es la protección del disco de corte.

Por otra parte, es posible que al cambiar el disco de corte se olvidaran de colocar la protección del útil o que se esté limpiando en ese momento.

5. Fases de las operaciones de corte a medida en función de las máquinas empleadas y del material a cortar

El corte a medida de la piedra natural, al igual que cualquier proceso de corte, implica una serie de fases de operaciones diferentes que finalizan en la obtención del producto. Se puede hacer una distinción de las operaciones desde el punto de vista de la maquinaria empleada y desde el tipo de material a cortar.

5.1. Fases del corte en función de las máquinas empleadas

Independientemente de la máquina empleada en el corte de la piedra, las fases principales donde se agrupan las operaciones de corte son siempre las mismas:

Las dos últimas fases, el análisis de las piezas o control de calidad y el embalaje, son posteriores al corte de las piezas y se realizan de igual manera indistintamente de cuál sea el tipo de máquina utilizada. Únicamente variarán en función de la finalidad, de los requerimientos exigidos por el cliente o por sus dimensiones en el caso del embalaje.

Por tanto, veremos las dos primeras partes: el pre-corte y el corte.

Organización del corte

La primera fase, el pre-corte, consiste en interpretar los planos o la documentación técnica entregada, comprender los productos que se quieren llevar a cabo y realizarlos de forma eficiente, con la mínima pérdida de material posible y en el menor tiempo.

El primer paso es escoger el tipo de piedra a emplear y su formato; es decir, si se comienza el trabajo desde un tablero, una banda o un semibloque. Aunque ambos dependerán del pedido solicitado, el tipo de piedra y su variedad es un requerimiento básico del cliente, mientras que el formato escogido para comenzar la elaboración dependerá del tipo de producto que se vaya a generar.

En el corte a medida se suelen utilizar tableros de 3 cm de espesor para los revestimientos de fachadas, aunque esto va a depender siempre de los requerimientos del cliente y de la propia obra. Para los recercados de puertas y ventanas normalmente se parte de tableros o planchones, con espesores que van desde los 3 cm hasta los 10 o 15, dependiendo de los formatos exigidos por el proyecto. Para cornisas, antepechos u otros productos con espesores que normalmente parten de 10 cm, suelen utilizarse planchones o semibloques.

Planchas de diferentes tipos de piedra

Seguidamente, como segundo paso una vez seleccionado el material de partida, se lleva a cabo el replanteo. El replanteo consiste en la organización de las piezas a cortar en los productos de partida. Ejemplo de ello sería el análisis del número máximo de plaquetas que entran en una plancha de piedra para poder ajustar los parámetros en la máquina de corte. Con frecuencia, de una misma plancha se puede sacar elementos diferentes, por lo que habrá que estudiar cuál es la organización óptima de las piezas en la plancha o las planchas, de forma que se despiece la mínima cantidad de piedra posible. Esto es particularmente importante en los productos de espesores considerables, donde el coste del material es superior.

Importante

A través del replanteo se organizan las piezas a cortar en los productos de partida de forma que se consuma la mínima cantidad de piedra y se obtenga el número máximo de producto final.

Actividades

8. Realizar varios replanteos diferentes para el siguiente despiece:

1 Piezas a cortar: 25 piezas de 120 × 15 × 5

2 Material base: planchones de 5 cm. de espesor de 250 × 155

Analizar cuál es el replanteo más eficiente para que el aprovechamiento del tablero sea máximo.

Realización del corte

Tras el análisis de la documentación, la selección del material y el replanteo, se procede a las operaciones que conforman propiamente el proceso de corte, compuestas básicamente por tres actividades:

1 Posicionamiento adecuado de la piedra en la máquina.

2 Programación del corte.

3 Proceso de corte.

Se procede a continuación a la descripción de cada una de estas operaciones.

Carga automática de una línea de corte

Posicionamiento del corte

La piedra se coloca con cuidado en la mesa de corte en sentido longitudinal. Si están incluidas en líneas de corte, las mesas de corte normalmente constan de sensores de posicionamiento que al detectar la piedra activan los rodillos que desplazan la piedra, centrándola en la mesa de corte. Si se tratan de simples mesas de corte, normalmente será el operario el que deba situar la piedra en la posición más adecuada para proceder al corte.

Una vez colocada la piedra en posición, deberá procederse, en caso necesario, a su inmovilización, para lo que se suelen utilizar cuñas.

Finales de carrera para detectar la posición del tablero en una línea de producción

Actividades

9. Dibujar un esquema de una nave de elaboración de piedra natural en la que aparezca una línea automática de corte de tablero con 4 discos, una máquina de corte transversal, una pulidora automática, el puesto par control de calidad y la zona de paletizado y embalaje. No olvidar incluir los sistemas automáticos para desplazamiento del material y los brazos automáticos de carga.

Programación del corte

El replanteo analizado con anterioridad se programa en la máquina de corte, introduciendo una serie de parámetros que normalmente son diferentes para cada una de las máquinas de corte.

En todos los casos, al introducir los datos del corte se le ha de dar a la máquina el punto de origen, desde donde se han de empezar a medir los desplazamientos. Para ello, en la mayoría de las máquinas, se desplaza el útil de corte a un extremo de la pieza, punto donde se comenzará a cortar y se le dice a la máquina que ese es el punto “cero” para el proceso de corte. Se han de tener en cuenta las irregularidades en el borde del tablero u otra pieza utilizada, con el objeto de que el corte no salga en ningún momento de la superficie de la piedra.

Control del autómata en una línea de corte

Nota

El punto de origen que se le debe dar a la máquina es el punto “cero” para el proceso de corte.

Proceso de corte

El corte en los equipos automatizados se realiza una vez introducida la programación tras dar la orden de inicio del corte. Para ello, en las máquinas de corte con disco e hilo primero se procede a abrir el suministro de agua al disco, para su refrigeración y recogida del polvo producido durante el corte. Una vez dada la orden de cortar, en la cortadora de disco puente el disco se desplaza de forma automática, siguiendo la secuencia de corte establecida en pasos anteriores, que ha de ser ordenada de forma que ahorre el mayor tiempo en desplazamientos posible.

En general, únicamente es necesaria la supervisión para que en caso de que se produzca algún problema se proceda a parar el programa de corte mediante la tecla correspondiente o, si se considera necesario, la seta de emergencia o parada de seguridad.

En las máquinas de corte con hilo de diamante, el corte es también totalmente automático en la mayoría de los modelos utilizados hoy en día. Tras introducir el punto de origen y los parámetros del corte, se da la orden de inicio del programa de corte y la máquina realiza el corte por sí misma, sin necesidad de intervención del operario, que únicamente deberá supervisar la operación para asegurarse que no se produce ningún mal funcionamiento en la máquina y que los parámetros introducidos producen los cortes previstos.

Para el caso de la cizalla y el troquel, el corte es instantáneo por la presión del impacto que ejerce una pieza metálica en forma de cuña sobre la piedra. El corte en la mayoría de los modelos utilizados es controlado en todo momento por el operario, que accionará el descenso del útil de corte mediante pedal. Durante la subida del útil el operario posiciona la piedra calculando las dimensiones del corte y una vez colocado correctamente acciona el pedal y realiza el corte de nuevo. Los sobrantes se van depositando en recipientes dispuestos al lado de la maquina, que posteriormente se gestionarán como residuos. Este tipo de corte se realiza normalmente para conseguir adoquines y bordillos, partiendo casi siempre de pequeños bloques de escaso valor económico. No obstante, hoy en día hay una cierta tendencia a producir adoquín a partir de planchones de piedra, para conseguir un elemento con una cara superior plana. En este caso se utilizan con frecuencia máquinas semiautomáticas o automáticas.

Importante

En los casos de corte con cizalla y troquel, el proceso es controlado en todo momento por el operario.

Aplicación práctica

En una empresa de fabricación de piezas de corte a medida se pretende elaborar piezas diseñadas para el ayuntamiento local. El arquitecto quiere darle un toque sencillo pero elegante al edificio, sin piezas muy elaboradas. El tipo de piedra seleccionado es el granito “Rosa Porriño”.

Para el corte se pretende utilizar la máquina de corte con disco, la multidisco en caso de las plaquetas y la de disco único para el resto de productos.

Haga una breve descripción de las fases que serían necesarias desde la entrega de los planos del arquitecto hasta la obtención de las piezas finales en función de lo visto en este capítulo.

SOLUCIÓN

Las fases de operaciones generales a seguir son:

1 Ir a obra con los planos para volver a realizar las medidas de los elementos estructurales, para comprobar que coinciden con las previstas por el arquitecto. En caso de no ser así, anotarlas y tenerlas en cuenta para las medidas del corte.

2 En taller, seleccionar la piedra solicitada por el cliente, y escoger el mejor formato para las piezas. En principio si se trata de piezas planas, para los revestimientos y recercados de puertas y ventanas, se escogerán tableros o planchones.

3 Se realiza el replanteo, intentando organizar las piezas a cortar a partir de la plancha de forma que el material utilizado sea el mínimo.

4 Se coloca la plancha de piedra en la mesa de corte. Las plaquetas, como son todas de la misma medida, se cortarán con la multidisco, mientras que para piezas de diferentes dimensiones se realizarán los cortes en la cortadora de disco común.

5 Se programa el corte en el autómata o PLC de cada una de las máquinas.

6 Se abre el suministro de agua al disco y se acciona el programa de corte. Mientras se efectúa el corte, se supervisa para asegurarse de que no ocurra ningún problema y las piezas se corresponden con las solicitadas. En caso de problema grave se detiene la máquina mediante el botón de parada ordinario o de parada de emergencia.

5.2. Fases del corte en función del material a cortar

La característica fundamental para el corte de la piedra es su dureza. De los principales grupos de piedra el de mayor dureza es el granito seguido de la pizarra, mármol, caliza y arenisca. En la siguiente tabla puede verse el grado de dureza de las rocas mencionadas:

Nota

De los principales grupos de piedra el de mayor dureza es el granito.

En el caso de la cortadora de disco y de la cortadora de hilo, este parámetro es muy importante ya que de él dependerá la velocidad del desplazamiento durante el proceso de corte y la bajada del disco en cada pasada.

En las máquinas de corte por disco, cuanto mayor sea la dureza de la piedra menor será la profundidad de pasada y menor será la velocidad de desplazamiento del disco durante el corte.

En el caso de la cortadora de hilo, la velocidad de avance del hilo es más rápida cuando se trata de piedras de menor dureza, siendo su productividad mucho mayor debido al menor desgaste del hilo de diamante.