Recubrimientos para componentes de automóviles y aviones en versión ecológica
Las técnicas convencionales de recubrimiento de componentes metálicos para los sectores automovilístico y aeronáutico, como la cementación en paquete y el galvanizado con cromo hexavalente, son a menudo ineficientes y nocivas para el medio ambiente. En ambos casos se utilizan polvos, activadores y ácidos potencialmente tóxicos que generan residuos perjudiciales y que requieren a su vez un tratamiento especial. Además, consumen grandes cantidades de energía: demandan temperaturas elevadas y dos tratamientos térmicos a fin de lograr la microestructura necesaria para el revestimiento de aluminuro. Desde hace mucho tiempo se tiene evidencia científica de que la electrodeposición del aluminio (Al) de líquidos iónicos (LI) en sustratos constituye una técnica prometedora para mejorar este proceso debido a las características únicas de los compuestos (estabilidad frente a la oxidación y la reducción, elevada solubilidad de las sales metálicas, presión baja del vapor, debilitamiento desdeñable del hidrógeno, recuperación fácil de los metales precipitados y baja toxicidad). Sin embargo, los retos asociados al uso de sistemas cerrados llenos de gas inerte para el proceso de electrodeposición —dado que los electrolitos no actúan en atmósferas húmedas— supusieron un obstáculo importante de cara a utilizar esta tecnología a escala industrial. El proyecto SCAIL-UP, financiado por la Unión Europea, ha logrado diseñar, desarrollar y validar una planta piloto a escala industrial de doscientos litros capaz de galvanizar aluminio en componentes actuales de prototipos industriales poliméricos (ABS) y metálicos (aleaciones de níquel) en 3D utilizando líquidos iónicos. Estética novedosa y componentes resistentes Sirviéndose del conocimiento adquirido en proyectos anteriores, el equipo de SCAIL-UP fue capaz de modificar las condiciones del proceso para ampliar la escala de la electrodeposición del aluminio por medio de líquidos iónicos siguiendo dos itinerarios. Como explica la coordinadora del proyecto, la Dra. Mónica Solay, «la normalización del proceso es un factor clave para la industrialización y por ello nos propusimos validar el proceso y llevar a cabo algunas tareas de normalización preliminares con prototipos aeronáuticos y automovilísticos reales». En primer lugar, centrándose en el sector automovilístico, el equipo desarrolló un componente con base de plástico (sustratos poliméricos) metalizado con una estética de aluminio. La estructura multicapa de la base confiere ventajas a la superficie, en especial una alta resistencia a la corrosión. Además, las necesidades de energía del vehículo disminuyen gracias a su menor peso. El proceso también permite sustituir procesos peligrosos, tales como el galvanizado con níquel y cromo. En segundo lugar, centrándose en las aplicaciones aeronáuticas, en concreto los álabes y las aspas de las turbinas de gas de alto rendimiento, el equipo se propuso desarrollar una nueva tecnología de revestimiento de aluminio, mediante la cual, el aluminio se difunde a través de un proceso en dos pasos que consiste en la electrodeposición inicial con líquidos iónicos seguida de un proceso de tratamiento térmico por vacío que da como resultado un material intermetálico (aluminuro de níquel). Fruto de este proceso, el revestimiento de la superficie de aluminio difundido se encuentra protegido frente a la corrosión y la oxidación a altas temperaturas. El proyecto también fue capaz de explorar otras características como la resistencia al desgaste y la lubricidad. Después de atender a cuestiones críticas tales como la protección contra la humedad, la corrosión de los líquidos iónicos, el control de la automatización, etc., el proceso se adaptó a las condiciones industriales y se diseñó y construyó la línea piloto. Una ventaja competitiva y ecológica para las fábricas de la UE Al brindar una alternativa a los revestimientos de cromo hexavalente, SCAIL-UP contribuye de manera directa a la consecución de los objetivos europeos en materia de medio ambiente. Como argumenta la Dra. Solay, «según la Oficina Europea del Medio Ambiente, los metales de alta tecnología son uno de los sectores clave que se deben incluir en el próximo Programa de acción en materia de medio ambiente para la consecución de los objetivos de crecimiento europeos a corto plazo. Este proyecto dará a los sectores automovilístico y aeronáutico la oportunidad de escoger productos ecológicos de alta calidad que no existían hasta ahora, al tiempo que promoverá la sensibilización de la sociedad con respecto a las prioridades de la UE en materia medioambiental». A corto plazo, el desarrollo de la tecnología, sobre todo para las aplicaciones aeronáuticas, seguirá incluyendo pruebas en plantas piloto con vistas a perfeccionar el proceso. Si se apreciase un interés suficiente por parte de clientes, la tecnología se explotaría comercialmente a través de plantas piloto propias en cuanto se encontrase lista y optimizada. Más adelante, si la tecnología comienza a cobrar popularidad, se prevé la construcción de una planta a escala industrial capaz de asumir mayores volúmenes.
Palabras clave
SCAIL-UP, automovilístico, aeronáutico, recubrimientos, fabricación ecológica, electrodeposición, aluminio, líquidos iónicos, componentes