La sostenibilidad en la industria de máquinas-herramienta

Los componentes metálicos son económicamente valiosos y existe un incentivo para que el metal se recupere durante la eliminación de las máquinas-herramienta al final de su vida útil.

Crédito: Envato.

El “Futuro de la sostenibilidad en la producción” será uno de los temas que presentará la EMO Hanóver 2023. Según los métodos tecnológicos de producción actuales, solo la manufactura de acero, aluminio, plásticos y cemento generaría unas 800 gigatoneladas de CO₂ en el siglo XXI, de acuerdo con los cálculos del profesor Holger Kohl, director adjunto y jefe de la unidad de negocio Corporate Management at Fraunhofer IPK (Instituto de Sistemas de Producción y Tecnología del Diseño) de Berlín.

Esto significaría que ya se habría incumplido el objetivo de dos grados del acuerdo climático de París. Por eso es tan importante que estos materiales se reciclen en algún tipo de economía circular, subraya Kohl, también miembro de la Asociación Académica Alemana de Tecnología de Producción (WGP). La conservación de los recursos es el segundo gran pilar de la gestión sostenible, junto con la reducción del consumo de energía.

En el mundo metalmecánico, las máquinas-herramienta son los activos más valiosos con los que cuenta un taller. Cuanto más caras son, más razones hay para cuidarlas, repararlas y mantenerlas en uso el mayor tiempo posible.

Por lo general, estas máquinas tienen una vida útil de 20 o 30 años. Sin embargo, ahora existen muchas posibilidades de remodelar o refabricar una máquina, lo que da paso a incluirlas dentro del modelo de la economía circular moderna.

A diferencia de la economía lineal que prevalece en la actualidad, en la que los productos con una vida útil relativamente corta se desechan tras su uso, la economía circular se centra en conseguir la mayor vida útil posible, seguida de la reparación, la reutilización y el reciclaje. Los recursos se mantienen en circulación y, si es posible, se utilizan para nuevos productos.

Desde el punto de vista de la economía circular, aspectos como el mantenimiento y la revisión destinados a prolongar la vida útil, así como la reutilización y el reciclado de componentes y piezas, son de gran relevancia para las máquinas-herramienta, afirma el profesor Kohl. Aquí no hay diferencia entre industria o ciencia e investigación.

Por regla general, las máquinas-herramienta actuales están diseñadas para ofrecer muchos años de funcionamiento rentable, de alta precisión y sin problemas. Sin embargo, en el caso de tornos, fresadoras o rectificadoras, también se aplica lo siguiente:

“El tiempo que tardan en disminuir los niveles de precisión y fiabilidad depende del diseño básico de la máquina, de su intensidad de uso y de su mantenimiento”, explica Paul Kössl, director global de negocio y marketing del grupo internacional United Grinding, con sede en Suiza, que expondrá varias marcas en la EMO Hanóver 2023.

UG confía en el mantenimiento preventivo para minimizar los tiempos de inactividad y prolongar la vida útil de sus máquinas, señala Kössl. El mantenimiento preventivo permite conocer no solo el estado actual de los equipos, sino también las piezas, procesos y componentes que deben repararse, sustituirse o actualizarse en un futuro próximo.

Además, United Grinding ofrece cada vez más productos digitales y sistemas de asistencia como su “Service Monitor”, que gestiona, supervisa y documenta de forma centralizada las tareas de mantenimiento, incluso para varias máquinas simultáneamente.

Kössl comparte la opinión de que en el futuro es probable que se adopten los análisis de Big Data, la inteligencia artificial y el aprendizaje automático como base para el mantenimiento predictivo, aunque muchos usuarios todavía tengan grandes reservas al respecto.

“Sin embargo, ya estamos viendo una nueva generación de operadores de máquinas nativos digitales que se sienten perfectamente cómodos con el uso de las tecnologías asociadas”.

La investigación científica también puede contribuir a ello. El BMBF (Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania) financia actualmente numerosos proyectos a lo largo de la cadena de valor. Entre ellos, proyectos dedicados al diseño de productos fáciles de reparar y a la recuperación de materias primas. La digitalización se considera un factor clave para el éxito de la economía circular.

Las tecnologías digitales permiten una mejor interconexión entre los agentes implicados. Uno de los proyectos financiados hasta ahora es el Relife (Adaptive Re-Manufacturing for Life Cycle Optimization of Networked Capital Goods).

Según el laboratorio de máquinas-herramienta de la Universidad RWTH de Aquisgrán, que lidera el proyecto, se trata básicamente de una estrategia de mantenimiento adaptativo que evalúa los datos de los sensores para determinar el momento y el alcance óptimos de las medidas de mantenimiento.

Los investigadores suelen hablar de estrategias “R”: Reducir, Reutilizar, Reciclar, como principios básicos. Las estrategias R constituyen el marco básico para la transformación hacia una economía circular. Los objetivos son “reducir” el uso de materiales no eliminando los productos desechados, sino vendiéndolos a terceros y “reutilizándolos”.

Para prolongar la vida útil de los productos es necesario “repararlos” con el fin de que vuelvan a cumplir su función. Por su parte, el “refabricado” implica no solo la reparación de los componentes, sino también su actualización al estado actual de la técnica. La “refabricación”, por el contrario, es el proceso de dotar a un producto de la misma calidad que uno nuevo.