SPIN: Una serradora portàtil intel·ligent per automatitzar i optimitzar el serrat local de fusta

El sector de la transformació de la fusta afronta el repte de millorar l’eficiència dels processos de serrat, especialment en entorns locals o de petita escala, on la flexibilitat, la mobilitat de l’equipament i l’aprofitament òptim de cada tronc són factors clau. Les serradores portàtils permeten acostar el procés de tall al territori, on es troba la matèria primera, però sovint depenen d’operacions manuals o semiautomàtiques que poden limitar-ne la productivitat, la precisió i la seguretat. D’altra banda, operar una serradora requereix personal amb una experiència elevada per poder treure el màxim rendiment de la fusta disponible.

En aquest context, el projecte SPIN té com a objectiu desenvolupar un prototip en fase precomercial de serradora portàtil intel·ligent, una serradora automàtica de nova generació pensada per transformar el procés de serrat local de fusta. La solució està equipada amb dues eines de tall: una serra de cinta i una serra circular.

La principal novetat del projecte SPIN és la combinació d’aquest equipament mecànic amb tres avenços tecnològics que permeten automatitzar i optimitzar el procés. En primer lloc, el sistema incorpora un modelat 3D del tronc mitjançant visió per computador, que permet obtenir una representació digital de la peça abans del tall. Aquesta informació és essencial per conèixer-ne la geometria i prendre decisions més precises sobre com aprofitar-la.

En segon lloc, una vegada obtingut el model 3D del tronc, es desenvolupa un software d’optimització del tall basat en el Bin Packing Problem (BPP). Aquest problema d’optimització combinatòria, juntament amb l'ús de la intel·ligència artificial, permet calcular l'estratègia de tall òptima segons les característiques de la fusta i els productes finals requerits. D'aquesta manera, es redueixen les minves, es maximitza l’aprofitament de la matèria prima i s’incrementa el valor comercial de cada peça processada.

Finalment, SPIN integra un sistema d’automatització dels processos mecànics mitjançant control numèric (CNC). Aquesta automatització permet executar els moviments i operacions de tall amb més precisió i repetibilitat, reduint la dependència de l’operació manual (i per tant i millorant les condicions de seguretat per als usuaris. A més, amb l’ajuda d’un sistema intel·ligent, l’operari pot optimitzar el procés de tall sense necessitat de disposar d’una àmplia experiència, ja que la tecnologia facilita la presa de decisions i millora la precisió del procés.

En concret, l’aportació del CDEI se centra en desenvolupar el disseny mecànic de la màquina, des del disseny conceptual fins al disseny de materialització, incloent-hi simulacions i plànols detallats, per assegurar que tots els components estan ben integrats i que la màquina compleix amb els requisits funcionals i de seguretat, aportant coneixement tecnològic en la tecnologia de control numèric i facilitant la transferència de solucions avançades cap a una aplicació industrial amb potencial d’arribar al mercat. El CDEI també donarà suport tècnic en la fabricació del prototip, especialment en el muntatge dels components mecànics i sistemes de control. Per la seva banda, l’aportació de l’IRI (CSIC-UPC) se centra en el desenvolupament del sistema de visió per computador del prototip. Això comprèn des del disseny conceptual fins a la implementació de la tecnologia per a la generació del model 3D del tronc, incloent-hi l'execució d'algorismes avançats per al càlcul de l'estratègia de tall òptima. D'aquesta manera, s'assegura que el sistema respon de manera precisa als requisits de producció i aprofitament de la fusta, aportant coneixement especialitzat en visió artificial i facilitant la transferència de solucions digitals cap a una aplicació industrial amb viabilitat comercial.

Pressupost i consorci

El projecte SPIN es duu a terme a través d’un consorci liderat per Envall Cooperativa i hi participa l’Agrupació de Centres per la Factoria Digital Avançada (DigiFACT), a través del CDEI de la UPC, i l’IRI (CSIC-UPC) del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC). La durada prevista del projecte és de 2 anys (2025-2026) i el pressupost total és de 187.182 €. El projecte ha rebut finançament de l’Agència per la Competitivitat de l'Empresa (ACCIÓ) de la Generalitat de Catalunya.