El perfeccionamiento a escala nanométrica de procesos y materiales abre el mercado para componentes con mayores prestaciones
Las nanotecnologías ofrecen ventajas de rendimiento importantes para los materiales y los procesos de fabricación. Para perfeccionar piezas metálicas y termoplásticas usando nanomateriales, hay tres ideas fundamentales sobre el suministro de material que tienen un gran potencial: el moldeo por inyección usando lotes maestros de termoplásticos, las pastillas de energía, o pélets, maestras para la fundición de metal y los polvos nanoestructurados para el recubrimiento metálico. El proyecto IZADI-NANO2INDUSTRY (Injection moulding, casting and coating PILOTS for the production of improved components with nanomaterials for automotive, construction and agricultural machinery) introduce tres pruebas piloto, todas con componentes reales (los pilares B de termoplástico en coches, y las placas metálicas oscilantes y de válvula en motores hidráulicos), para explorar estas estrategias en instalaciones de producción existentes. El proyecto logró aumentar la fabricación de nuevos materiales y procesos, reducir el número de fases de producción (con la consecuente reducción de costes) y lograr un proceso más respetuoso con el medio ambiente sin comprometer la seguridad. Ensayos con nanomateriales para piezas metálicas y termoplásticas Al explicar el origen del proyecto, la Dra. Cristina Elizetxea Ezeiza (coordinadora) explica, «IZADI-NANO2INDUSTRY se basa en los resultados de proyectos anteriores, también financiados con fondos europeos, como Plast4Future, EFEVE, OFIENGINE y EXTREMAT. Con el paso del tiempo, algunos de los que participábamos teníamos claro que una parte de los resultados se podría transferir del laboratorio al mercado, y por eso establecimos las pruebas piloto». En la prueba piloto ESTCRATCH (País Vasco, España), los termoplásticos reforzados con nanomateriales (basados en lotes maestros) y las superficies nanotexturizadas se insertaron en moldes de inyección para pilares B en coches, lo que añadió características antiarañazo y estéticas. En la prueba piloto HARDCAST (Región de Lombardía, Italia), se añadieron nanorefuerzos mediante pastillas de energía maestras en un proceso de fundición por gravedad nuevo, seguro y de bajo coste, lo que aumentó la dureza y las propiedades de extensión y desgaste de las placas oscilantes en motores hidráulicos. Por último, en la prueba piloto TRIBONANO (Región de Emilia-Romaña, Italia, y País Vasco, España) se emplearon polvos nanoestructurados para recubrimientos cermet y metálicos, así como una tecnología de rociado térmico para el depósito en estado sólido, a fin de incrementar la función selladora, la eficacia y la durabilidad de las placas de válvula en motores hidráulicos. El proyecto IZADI-NANO2INDUSTRY mostró que la resistencia a los arañazos del termoplástico era un 140 % mayor que con los grados disponibles actualmente, sin variar casi nada el color o el brillo. En comparación con los materiales comerciales actuales, se dobló el nivel de dureza y desgaste de las piezas metálicas, la resistencia a la tracción aumentó hasta en un 30 % y se mantuvieron o mejoraron los coeficientes de elongación. La eficiencia y durabilidad mecánica de los componentes finales para motores hidráulicos también aumentaron, y se redujeron los costes por consumo de combustible y mantenimiento. Uno de los principales descubrimientos del proyecto, de interés para la comercialización, fue comprender la importancia de aplicar medidas de seguridad desde el mismo principio y durante todo el ciclo de los materiales y procesos. Según Elizetxea, «Primero, tenemos que identificar las nanoformas menos peligrosas. Pero también tenemos que darle a los sectores las herramientas necesarias para establecer evaluaciones de riesgo en toda la cadena de producción, así como evaluar continuamente la exposición ante el consumidor y el medio ambiente y poder calibrar el uso seguro». Del laboratorio al mercado El proyecto IZADI-NANO2INDUSTRY abre oportunidades para que el sector automovilístico responda a la demanda del mercado en cuanto a la mejora del rendimiento y la estética. Ofrece en un amplio campo de acción —desde el sector de la construcción hasta la maquinaria agrícola— más eficiencia mecánica de transmisión en máquinas, menos costes por mantenimiento y una reducción de la dependencia del consumo de gasoil, lo que disminuye las emisiones de CO2. Por último, el rango de aplicaciones posibles es ilimitado: desde cristales para luces en vehículos hasta turbinas para la industria hidroeléctrica, e incluso instalaciones para el hogar (como bañeras) o dispositivos médicos (como las peras usadas en los análisis de sangre). En la actualidad, el equipo, junto con los primeros usuarios, está trabajando en fabricar cantidades industriales de nanomateriales y lograr la producción completa de los componentes mejorados a escala nanométrica estudiados en el proyecto. También está desarrollando herramientas y directrices para un uso seguro.
Palabras clave
IZADI-NANO2INDUSTRY, nanomateriales, automovilístico, construcción, maquinaria agrícola, componentes, termoplástico, piezas metálicas, nanoindustria, nanoseguridad, resistencia a la tracción, resistencia a los arañazos, moldeo por inyección, fundición, recubrimiento
