Un robot colaborativo a prueba de explosiones es un cobot diseñado y certificado específicamente para operar de forma segura en entornos con presencia de gases inflamables, polvo combustible o fibras combustibles. A diferencia de los cobots industriales estándar, estas máquinas especializadas cuentan con doble certificación a prueba de explosiones: nacional (por ejemplo, normas chinas Ex) e internacional (normas europeas ATEX/IECEx), y están selladas con protección IP68, lo que las hace aptas para su uso en zonas peligrosas de Zona 1 y Zona 2. A medida que industrias como la del petróleo y el gas, el procesamiento químico y la manipulación de municiones buscan automatizar tareas manuales peligrosas, los cobots a prueba de explosiones se perfilan como una categoría de automatización fundamental, aunque aún en gran medida sin explotar.
¿Por qué los entornos peligrosos necesitan cobots a prueba de explosiones?
El problema: Trabajo manual en zonas peligrosas
Los trabajadores de plantas petroquímicas, refinerías, talleres de pintura e instalaciones de municiones se enfrentan a diario a la exposición a atmósferas explosivas. Las tareas manuales en estos entornos —que incluyen la manipulación de materiales, el manejo de equipos, el recubrimiento de superficies y la inspección de calidad— conllevan riesgos inherentes de ignición por chispas eléctricas, superficies calientes o descargas electrostáticas.
Las soluciones de automatización tradicionales han tenido dificultades en estos entornos. Los robots industriales estándar no están certificados para áreas peligrosas, y adaptarlos con carcasas a prueba de explosiones es complejo, costoso y, a menudo, poco práctico. Como resultado, muchas tareas peligrosas en atmósferas explosivas aún dependen del trabajo humano.
La solución: cobots a prueba de explosiones diseñados específicamente para este fin.
Los cobots a prueba de explosiones solucionan este problema integrando la protección de zonas peligrosas directamente en el diseño del robot, desde los devanados del motor y los codificadores hasta los prensaestopas y la electrónica de control. Cada componente que podría generar una chispa o superar las temperaturas superficiales seguras está diseñado para evitar la ignición.
Estos cobots conservan las principales ventajas de los robots colaborativos —programación intuitiva, despliegue flexible e interacción segura con los humanos— al tiempo que añaden la protección especializada necesaria para zonas peligrosas clasificadas.
Comprensión de las normas y certificaciones a prueba de explosiones
Clasificación de áreas peligrosas
Según las normas internacionales (véase Normas de seguridad robótica de OSHA (Para las directrices de EE. UU.), los entornos explosivos se clasifican según el tipo y la probabilidad de que haya material peligroso presente:
| Clasificación | Mareas Ideales para Lecciones | Ubicaciones típicas |
|---|---|---|
| Zona 0 / División 1 | Atmósfera explosiva presente continuamente | Dentro de los tanques, los recipientes |
| Zona 1 / División 1 | Atmósfera explosiva probable durante el funcionamiento normal. | Cerca de las aberturas de los tanques, puntos de llenado |
| Zona 2 / División 2 | Es improbable que se produzca una atmósfera explosiva, solo en condiciones anormales. | Áreas generales de la planta, almacenamiento |
Los cobots a prueba de explosiones suelen estar certificados para las zonas 1 y 2 (atmósferas gaseosas) y 21/22 (atmósferas polvorientas), lo que abarca la gran mayoría de los escenarios de implementación en plantas de procesamiento e instalaciones industriales.
Métodos de protección explicados
Las marcas de certificación a prueba de explosiones codifican los métodos de protección específicos utilizados. Una marca típica como “Ex db eb ib pxb IIC T5 Gb” indica múltiples capas de protección:
- db (carcasa antideflagrante): Contiene cualquier explosión interna e impide que se incendie la atmósfera circundante.
- eb (mayor seguridad): Proporciona mayor fiabilidad para evitar chispas o temperaturas excesivas.
- ib (seguridad intrínseca): Limita la energía eléctrica por debajo de los umbrales de ignición.
- pxb (recinto presurizado): Mantiene una presión interna positiva para excluir gases explosivos.
- CII: Adecuado para el grupo de gases más exigente (incluidos el hidrógeno y el acetileno).
- T5: Temperatura superficial máxima de 100 °C, muy por debajo del punto de ignición de la mayoría de los gases industriales.
La marca europea equivalente “Ex II 2G Ex db pxb IIC T4 Gb” confirma el cumplimiento de la directiva ATEX para equipos del Grupo II (no mineros) en entornos de gas de Zona 1.
Doble certificación: ¿Por qué es importante?
Los principales robots colaborativos a prueba de explosiones cuentan con certificaciones tanto nacionales como europeas simultáneamente. Esta doble certificación permite su implementación global sin trámites adicionales de cumplimiento normativo, algo fundamental para las multinacionales de petróleo y gas y los contratistas de ingeniería, adquisición y construcción (EPC) que operan en distintas jurisdicciones regulatorias.
Gama de productos de cobots a prueba de explosiones
La completa gama de cobots a prueba de explosiones abarca múltiples configuraciones de carga útil y alcance para adaptarse a los diferentes requisitos de cada aplicación:
| Modelo | carga útil | Alcanzar hacia adelante | repetibilidad | Velocidad máxima | Peso | Índice de protección IP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| XR6 | 6 kg | 924 mm | ±0.02 mm | 3 m / s | 21 kg | IP68 |
| XR9 | 9 kg | 1,500 mm | ±0.05 mm | 3 m / s | 37 kg | IP68 |
| XR12 | 12 kg | 1,300 mm | ±0.03 mm | 3 m / s | 36 kg | IP68 |
| XR18 | 18 kg | 900 mm | ±0.02 mm | 3 m / s | 35 kg | IP68 |
| XR20 | 20 kg | 1,800 mm | ±0.05 mm | 4 m / s | 68 kg | IP68 |
Todos los modelos cuentan con 6 grados de libertad, bus de control EtherCAT/1 kHz y un rango de temperatura de funcionamiento de -5 °C a 55 °C. Los niveles de ruido se mantienen en o por debajo de 60 dB en toda la gama.
Armarios de control a prueba de explosiones
El brazo robótico es solo una parte del sistema. Los despliegues a prueba de explosiones requieren una infraestructura de control adecuada:
Armario de control antideflagrante: Gabinete de tamaño completo con protección IP65, iluminación de alarma y amplia expansión de E/S. Sus numerosas interfaces externas lo hacen apto para entornos con gases y polvo de Zona 1 y Zona 2. Ideal para instalaciones complejas que requieren múltiples canales de E/S digitales y analógicas.
Armario de control de presión positiva: Diseño compacto, clasificación IP65, fácil de instalar. Mantiene una presión interna positiva para evitar la entrada de atmósferas explosivas. Ideal para instalaciones con espacio limitado donde se requiere un tamaño reducido.
Ambos tipos de armarios son compatibles con el bus de campo EtherCAT, Modbus-TCP y la comunicación RS485, y proporcionan entrada para parada de emergencia, parada de seguridad, E/S digitales y entradas para codificador diferencial.
Escenarios de aplicación clave
Automatización del suministro de combustible para automóviles
Los sistemas de repostaje robóticos eliminan la exposición humana a los vapores de gasolina durante el proceso de repostaje. La certificación antiexplosiva del robot colaborativo garantiza un funcionamiento seguro en la zona con alta concentración de vapores alrededor de los surtidores de combustible, mientras que su precisión permite un posicionamiento exacto de la boquilla para diferentes tipos de vehículos.
Pintura industrial y recubrimiento en polvo
Pintura con pistola El recubrimiento en polvo genera atmósferas explosivas debido a los vapores de disolventes y las partículas de polvo combustibles. Los cobots a prueba de explosiones con programación de arrastrar y dar instrucciones permiten a los operarios definir las trayectorias de pulverización de forma intuitiva, y la programación guiada por realidad virtual reduce aún más la necesidad de técnicos especializados en la zona peligrosa.
Manipulación de municiones y propulsores
La fabricación de municiones y la carga de propelente implican el uso de materiales con umbrales de ignición extremadamente bajos. Los cobots a prueba de explosiones se encargan de las tareas de llenado, ensamblaje e inspección con la precisión y repetibilidad necesarias para garantizar la calidad, manteniendo a los trabajadores humanos a una distancia segura.
Operaciones de procesamiento químico
En las plantas químicas, los cobots realizan tareas de muestreo, operación de válvulas, limpieza de recipientes y transferencia de materiales en áreas clasificadas como Zona 1 o Zona 2. Su tamaño compacto permite su despliegue en espacios confinados, típicos de las plantas de procesamiento.
Cobots para temperaturas extremas: Ampliando los límites
Además de su capacidad a prueba de explosiones, ahora existen cobots especializados para entornos térmicos extremos, una primicia en la industria. Estos modelos para temperaturas extremas operan en un rango de -30 °C a 80 °C (en comparación con el rango estándar de -5 °C a 55 °C) y cuentan con protección IP68.
| Modelo | carga útil | Alcanzar hacia adelante | repetibilidad | Rango de temperatura | Índice de protección IP |
|---|---|---|---|---|---|
| AL6 | 6 kg | 924 mm | ±0.02 mm | -30 ° C a 80 ° C | IP68 |
| AL9 | 9 kg | 1,500 mm | ±0.05 mm | -30 ° C a 80 ° C | IP68 |
| AL12 | 12 kg | 1,300 mm | ±0.03 mm | -30 ° C a 80 ° C | IP68 |
Aplicaciones para la cadena de frío y la congelación
La logística de la cadena de frío —almacenamiento de alimentos congelados, almacenamiento en frío de productos farmacéuticos, producción de helados— requiere robots que funcionen de forma fiable a temperaturas bajo cero sostenidas. Los cobots estándar experimentan espesamiento del lubricante, deriva de los sensores y fragilidad de los cables por debajo de -5 °C. Los modelos para temperaturas extremas se diseñan desde cero para mantener su rendimiento a -30 °C.
Forjado en caliente y procesos de alta temperatura
En el otro extremo, los cobots utilizados en aplicaciones de forjado en caliente con enfriamiento por pulverización operan cerca de piezas a 1,200 °C. Un caso documentado involucró a un cobot que realizaba la pulverización de agente desmoldante en un proceso de forjado en caliente, sometido a ciclos térmicos extremos, interferencia electromagnética de 40 kW proveniente de calentadores de inducción y sobrecarga sostenida que superaba su capacidad nominal, funcionando de forma continua durante más de dos años sin fallar.
Consideraciones para la selección de entornos peligrosos
Al especificar un cobot a prueba de explosiones, tenga en cuenta estos factores además de los criterios de selección estándar:
Clasificación de zonas: Confirme la clasificación específica de la zona peligrosa (Zona 1, Zona 2, Zona 21, Zona 22) y asegúrese de que la marca Ex del cobot cumpla con sus requisitos.
Compatibilidad del grupo de gases: La certificación IIC abarca la gama más amplia de gases (incluido el hidrógeno). Si su aplicación requiere grupos de gases menos exigentes (IIA o IIB), los equipos con certificación IIC ofrecen un margen de seguridad incorporado.
Clase de temperatura: Verifique que la temperatura superficial máxima (clase T) del cobot sea inferior a la temperatura de autoignición de todos los materiales presentes en el espacio de trabajo.
Selección de armarios de control: Seleccione el tipo de gabinete adecuado para su instalación: ignífugo para instalaciones completas con amplias opciones de entrada/salida, y de presión positiva para implementaciones compactas.
Tendido de cables: Las instalaciones en zonas peligrosas requieren prensaestopas, conductos y prácticas de enrutamiento de cables certificados que mantengan la integridad del perímetro a prueba de explosiones.
Preguntas frecuentes
¿Se pueden utilizar los cobots estándar en entornos peligrosos?
No. Los cobots estándar no están diseñados ni certificados para atmósferas explosivas. Sus componentes eléctricos, motores y conectores pueden generar chispas o superar temperaturas superficiales seguras, lo que crea riesgos de ignición. Solo los cobots con certificaciones específicas a prueba de explosiones (marcado Ex) deben utilizarse en áreas clasificadas como peligrosas.
¿Qué significa IP68 para un cobot a prueba de explosiones?
IP68 es el grado de protección IP más alto, lo que indica una estanqueidad total al polvo y la capacidad de soportar la inmersión continua en agua. En el caso de los cobots a prueba de explosiones, IP68 garantiza que la electrónica interna esté completamente sellada y aislada de la atmósfera circundante; ningún gas explosivo ni polvo puede entrar en la carcasa bajo ninguna condición de funcionamiento.
¿Qué coste tienen los cobots a prueba de explosiones en comparación con los modelos estándar?
Los cobots a prueba de explosiones tienen un precio superior al de los modelos industriales estándar debido a sus carcasas especializadas, componentes certificados y procesos de doble certificación. Sin embargo, esto debe sopesarse con las alternativas: el coste de la mano de obra en zonas peligrosas (incluidos los pluses por riesgo, la formación, los EPI y el riesgo de incidentes), la dificultad de adaptar robots estándar y la carga que supone el cumplimiento normativo. Para aplicaciones donde el objetivo es la automatización de tareas peligrosas, los cobots a prueba de explosiones diseñados específicamente para este fin suelen ser la opción más rentable.
Resumen
Los robots colaborativos a prueba de explosiones cubren una necesidad crucial en la automatización industrial, aportando la flexibilidad y la facilidad de uso de los cobots a entornos donde los robots estándar simplemente no pueden operar. Con métodos de protección de doble certificación, sellado IP68 y opciones de carga útil de 6 kg a 20 kg, estos cobots especializados están listos para su implementación en la industria del petróleo y el gas, el procesamiento químico, la pintura automotriz y la manipulación de municiones.
Para las instalaciones que también se enfrentan a desafíos de temperaturas extremas, los últimos modelos de cobots para temperaturas extremas amplían el rango operativo de -30 °C a 80 °C, lo que abre posibilidades de automatización en la logística de la cadena de frío y los procesos de forja en caliente.
Lectura relacionada:
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Última actualización: marzo de 2026. Los detalles de certificación y las marcas de protección a las que se hace referencia en este artículo se basan en especificaciones de producto disponibles públicamente y documentación de normas internacionales.