Proyecto DITRAT-S - Investigación en nuevos baños electroquímicos y herramientas de digitalización para tratamientos superficiales sostenibles hacia cero residuos.

AÑO: 2022-2023-2024

Proyecto Financiado por:

  • Departamento de Desarrollo Económico, Sostenibilidad y Medio Ambiente del Gobierno Vasco
  • Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER)

 

 

El cambio climático es uno de los grandes retos globales a día de hoy, por lo que la protección del medioambiente es una de las prioridades principales a nivel mundial. Por ello, son numerosas las iniciativas que se han puesto en marcha en los últimos años en el ámbito europeo, estatal y en Euskadi para implantar soluciones que reduzcan el impacto medioambiental.


Uno de los sectores que contribuyen de manera importante al cambio climático es la industria, tanto por las emisiones que genera (alrededor del 20% en Europa y el 22% en Euskadi), como por los residuos que produce (en 2018 Euskadi generó más de 326.000t de residuos peligrosos, de los cuales más del 40% corresponden a la industria). Por ello, la sostenibilidad se ha convertido en una prioridad estratégica para las organizaciones industriales, y muy especialmente en el sector del automóvil por su impacto medioambiental.

 Estrategia Cambio Climatico 2050 Gobierno Vasco

Ilustración 1. Emisiones GEI (Gas de Efecto Invernadero) en Euskadi (Fuente: Estrategia de Cambio Climático 2050 del País Vasco del Gobierno Vasco).

Teniendo en cuenta esta situación de partida y en coherencia con los objetivos definidos a nivel europeo, Euskadi pretende reducir las emisiones del sector industrial en un 70%-80% para el 2050. Para ello, será necesario que la industria vasca transforme de manera radical sus procesos productivos industriales con el objetivo de aumentar su eficiencia a la vez que se minimizan los residuos.


Para ello, la digitalización proporciona herramientas muy potentes para avanzar en la protección medioambiental de los procesos de fabricación. Gracias al avance realizado en las tecnologías de la comunicación y de la información, recientemente se han realizado grandes progresos en las áreas de la modelización y de la simulación.


Dentro de la actividad de MAIER, una de las tecnologías core de la empresa, es el cromado electroquímico decorativo. Se trata de una de las tecnologías que se espera que crezca en los próximos años, debido a sus características estéticas y a la reducción de peso que conlleva (las previsiones apuntan a que el cromado sobre plástico pase del 17% del cromado total en 2020 hasta el 20% para 2027). Además, en cuanto a su sostenibilidad, el cromado es el proceso de metalización con un menor impacto medioambiental en comparación con las tecnologías alternativas existentes hoy en día (PVD, plasma atmosférico), si bien tiene un largo recorrido aun para cumplir con los objetivos de sostenibilidad.


En este contexto, surge el presente proyecto DITRAT-S en el que se unen dos de las estrategias más buscadas en la industria: la sostenibilidad y la digitalización. Ambas constituyen los retos tecnológicos fundamentales del Plan Estratégico de MAIER. Muestra de ello son las primeras actividades que MAIER está llevando a cabo: el proyecto AUTOBUBL (Hazitek Estratégico Singular 2021), en el que MAIER está trabajando, entre otras líneas de investigación, en un proceso de cromado con una nueva etapa de mordentado sin Cr (VI); el proyecto AUTOMATIA (Hazitek Estratégico 2020) donde se estudia la digitalización para predecir el comportamiento a corrosión de los componentes cromados.

Ilustración 2. Fudamentos del proyecto DITRAT-S

 

El presente proyecto DITRAT-S constituye un paso más, donde se unen la digitalización y la sostenibilidad para conseguir un proceso electroquímico verde e inteligente tanto desde un punto de vista de tratamientos químicos del proceso (materias primas, etapas, residuos) como desde un punto de vista de nuevas herramientas tecnológicas digitales habilitadoras (control, supervisión y predicción del estado de los baños y las etapas del proceso en tiempo real).

 

Todo ello traerá consigo ventajas medioambientales de uso eficiente de materias primas, reducción de residuos y reducción del consumo energético con un proceso más eficiente y sostenible.


Para ello, MAIER lidera un consorcio formado por un total de 7 empresas (IBERMATICA, IDS, INDUSTIRAS GOINI, IK-INGENIERÍA, AOTECH y WIT WATER SOLUTIONS) de la industria vasca para la puesta en marcha del proyecto DITRAT-S, con el objetivo general de investigar una nueva tecnología de cromado electroquímico verde y eficiente mediante la digitalización del proceso y nuevos baños sostenibles.


De esta forma, los objetivos específicos del proyecto son:

  • Lograr un proceso de cromado más sostenible mediante la investigación en las materias y en las etapas del proceso:
    • Eliminar la utilización de Pd (sustancia calificada como materia crítica por la UE).
    • Reducir el consumo energético global en un 5% y el consumo de materia primas en un 3% al reducir las etapas del proceso de post-metalización y al eliminar ciertos baños específicos.
  • Conseguir un nuevo modelo digital basado en balances de materia y energía y complementado con Machine Learning (ML) para procesos de tratamientos superficiales que permita simular y optimizar balances de materia y energía, para lo que será necesario:
    • Desarrollar un modelo predictivo que aporte información sobre la situación de los parámetros críticos de la línea en tiempo real que se verificarán mediante técnicas analíticas.
    • Investigar un nuevo un modelo de simulación cinemática de tratamiento de líneas basados en Process Mining (PM) y ML que ayude a estudiar conflictos en las líneas productivas, los tiempos muertos, etc.
    • Investigar la generación de aplicaciones de valor añadido basadas en la información recogida, tales como el impacto medioambiental del producto individual y el valor económico del proceso.
    • Aumentar la precisión del control de calidad del producto y del proceso mediante un nuevo sistema de monitorización en tiempo real de los baños basado en espectroscopía UV-VIS-NIR.
    • Lograr aplicaciones de valor añadido basadas en la información recogida, en áreas como el impacto ambiental o el coste previsto de cada producto individualmente y en tiempo real.
  • Investigar y desarrollar nuevos equipos inteligentes que faciliten el tratamiento de los residuos:
    • Investigar sistemas de bandejas inteligentes que permitan regular el arrastre en función de las necesidades.
    • Investigar un sistema de depuración para lavados que incorpore la recuperación de los metales y flexibilice la producción sin impactar sobre la eficiencia y calidad de la depuración.

El consorcio estará liderado por MAIER y estará formado por IBERMATICA, IDS, INDUSTRIAS GOINI, IK-INGENIERÍA, AOTECH y WIT WATER SOLUTIONS. El consorcio contará con el soporte en el ámbito de la investigación de 6 Agentes de la RVCTI, como son MTC, I3B, CIDETEC, TEKNIKER y UPV (Applied Photonics Group (APG) y Ikerkuntza eta Berrikuntza Analitikoa (IbeA), lo que asegurará que todos los ámbitos del proyecto quedan perfectamente cubiertos desde el punto de vista tecnológico.