El Centro Tecnológico CEIT está llevando a cabo el desarrollo y coordinación de dos proyectos europeos cuyos principales objetivos son: por un lado, desarrollar e integrar un proceso de funcionalización láser de superficies 3D completas de una forma más eficiente y sostenible (BILASURF); y por otro, prolongar la vida útil de los carriles ferroviarios de alta velocidad y de tranvía a la vez que se reducen los costes de mantenimiento y el impacto ambiental (LIFERAIL).
BILASURF, funcionalización láser
La funcionalización de superficies está presente en una amplia gama de sectores, mejorando el rendimiento de múltiples componentes y sistemas. Sin embargo, su aplicación en piezas industriales complejas comporta diversos desafíos ligados a su producción, integración y su impacto en el medio ambiente.
El proyecto BILASURF nace con la intención de dar respuesta a estos retos, para lo cual se va a desarrollar e integrar un proceso para la funcionalización láser de alta velocidad de piezas 3D medianas, grandes o de formas complejas. Para ello se utilizarán riblets bio-inspirados diseñados a medida para reducir la fricción y mejorar la huella ambiental de las piezas industriales, asegurando un alto rendimiento con la ayuda de capacidades de monitorización en línea.
El consorcio BILASURF desarrollará un prototipo en forma de sistema integrado que incluirá el proceso láser y un sistema de manipulación de las piezas a texturizar, así como el nuevo sistema de monitorización en tiempo real. A partir de ese prototipo, se construirán dos demostradores finales en paralelo. Los demostradores seleccionados para la iniciativa son turbinas de energía hidroeléctrica y ventiladores industriales, y se funcionalizarán con microestructuras inspiradas en superficies biológicas como la piel de tiburón, que han demostrado su capacidad para reducir el rozamiento.
El proyecto está coordinado por el Centro Tecnológico CEIT -enmarcado dentro del Programa Europeo HORIZON EUROPE– financiado con 5,5 Millones de euros. En el proyecto también participan la Asociación de Investigación Metalúrgica del Noroeste (AIMEN), el Centro Tecnológico Fraunhofer, Fusion Bionic GMBH, Bionic Surface Technologies GMBH, Supergrid Institute, Global Hydro Energy GMBH, Ziehl-Abegg SE, Altechna y Southern European Cluster in Photonics and Optics (SECPhO).
Una vez finalice el proyecto en 2025, se pretende haber logrado reducir el consumo energético de los componentes industriales, incrementando su rendimiento – en el caso de turbinas y elementos similares- y minimizando los residuos, ya que se trata de un proceso de fabricación limpio.
LIFERAIL, mejorar el ciclo de vida de los carriles
En Europa el coste estimado del mantenimiento del sistema ferroviario supera los 10.000M€ cada año. Las decisiones de mantenimiento se basan en inspecciones periódicas que determinan el estado del componente con respecto a unos umbrales. En general, un 40% del coste de construcción de un kilómetro de vía ferroviaria corresponde al coste del rail. Por tanto, mejorar el ciclo de vida de los carriles, se traduce directamente en un gran ahorro económico y energético.
En este contexto nace el proyecto LIFERAIL, cuyo objetivo principal es prolongar el ciclo de vida de los carriles de alta velocidad (AV) y tranvía sometidos a condiciones de uso no convencionales mediante su reparación por Fabricación Aditiva (FA). Para conseguir dicho propósito, se investigará cómo trasladar la reparación por fabricación aditiva a carriles instalados en entornos urbanos o bajo muy altas exigencias de circulación. Como resultado, se espera reducir los costes de mantenimiento y asegurar la sostenibilidad de las operaciones de mantenimiento mientras se garantiza la seguridad de la circulación y se minimiza el impacto ambiental.
Para llevar a cabo el proyecto se llevarán a cabo dos estrategias complementarias. Por un lado, la reparación del carril mediante Fabricación Aditiva (FA), lo cual busca reducir significativamente los costes y el impacto ambiental, ya que, en vez de fabricar, transportar e instalar nuevos tramos de carril, se reparan in-situ mediante FA, desarrollando un modelo de predicción de degradación sufrida por corrosión y desgaste. Por otro lado, y con el objetivo de alargar la vida de los carriles, se pretenden desarrollar estrategias de mantenimiento predictivo considerando la influencia de la reparación de carriles mediante FA, lo cual permitirá optimizar y reducir los costes.
El proyecto, financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad comenzó a finales de 2022, tendrá una duración de 3 años y está liderado por ArcelorMittal. El Centro Tecnológico CEIT, que ya ha liderado otros proyectos directamente relacionados con las tecnologías utilizadas en LIFERAIL, es el coordinador técnico del proyecto, en el que también participan COPASA, la empresa constructora y mantenedora de infraestructura encargada del mantenimiento de líneas de AV; METROTENERIFE, gestor de líneas de tranvía; y Fundación IDONIAL, experto en la caracterización de materiales de uso ferroviario y la validación de reparaciones de bancos de ensayos avanzados, y la evaluación de su deterioro por corrosión y desgaste.
