Blog post: La fabricación aditiva, eje de la eficiencia y la sostenibilidad en la reparación ferroviaria

​​​​​La incorporación de nuevos materiales y tecnologías digitales e inteligentes a los medios y sistemas de producción ha permitido a la industria evolucionar hacia un concepto de fabricación avanzada capaz de aportar un mayor valor añadido a numerosos sectores como el transporte o los bienes de equipo.

En este sentido, la fabricación avanzada se trata de un sistema de producción que absorbe las potencialidades y los recursos de la Industria 4.0 para optimizar los productos y procesos e incrementar la eficiencia y la sostenibilidad dentro del ámbito productivo. Este sistema descansa sobre cuatro pilares que sustentan toda la cadena de valor del proceso.

Pilares de la fabricación avanzadas

Materiales

La fabricación avanzada integra materiales avanzados con el objetivo de aportar soluciones con un mayor valor añadido o para mejorar determinados procesos.

Medios

Utiliza productos y herramientas de producción innovadoras.

Procesos de fabricación

Optimiza los procesos productivos a fin de incrementar la eficiencia y la sostenibilidad.

Sistemas

Se apoya en herramientas basadas en las Tecnologías de la Electrónica, la Información y la Comunicación (TEIC) para dar soporte a toda la cadena de valor.

Dentro de este sistema productivo, la fabricación aditiva aporta grandes oportunidades para incrementar la eficiencia y la rentabilidad de determinados sectores como el del ferrocarril. Solo en Europa, el coste de mantenimiento estimado para el conjunto del sistema ferroviario supera los 10.000 millones de euros anuales, que se reparten entre cerca de 300 responsables de infraestructuras, operadores ferroviarios y operadores integrados. Las decisiones de mantenimiento de los vehículos y de la infraestructura ferroviaria se adoptan por separado y se basan en inspecciones periódicas que determinan el estado en el que se encuentra un componente con respecto a determinados parámetros.

Por su parte, las tareas de mantenimiento se ejecutan cuando se superan determinados umbrales de aviso, pero antes de rebasar el de seguridad. Dentro de estas tareas de mantenimiento resulta crucial prolongar al máximo la vida útil de los raíles desde un punto de vista económico, puesto que su renovación supone alrededor del 40% del coste de construcción de cada kilómetro de vía ferroviaria. Este coste hace imprescindible optimizar al máximo las labores de mantenimiento y, sobre todo, de reparación de los raíles y los cruces ferroviarios de una forma ágil, sostenible y eficaz.

Alternativa rentable y eficiente para la reparación ferroviaria

En los últimos tiempos ha surgido con fuerza un innovador sistema de fabricación aditiva llamado Laser Metal Deposition (LMD), una tecnología que permite ejecutar, entre otras cuestiones, la reparación de raíles y cruces ferroviarios de manera más sostenible y eficiente y que descansa sobre tres fundamentos básicos:

• Se trata de una tecnología emergente aplicable a la reparación ferroviaria.
• Integra materiales avanzados. La fabricación aditiva utiliza polvos metálicos de entre 45 y 100 micras. CEIT investiga diferentes materiales para llevar a cabo estas tareas de reparación de raíles y cruces.
• El proceso se fundamenta en la eficiencia y la sostenibilidad. La reparación de raíles y cruces in situ es más eficiente y sostenible que la sustitución del tramo dañado porque evita el gasto energético que supone producir un nuevo componente y transportarlo hasta el lugar de la reparación.

Esta tecnología aporta diversas ventajas con respecto a otro tipo de soldaduras como la soldadura manual de metal por arco (MMA), y la aluminotérmica.

Por un lado, consigue unas propiedades metalúrgicas mejores que la soldadura porque permite variar de forma precisa los principales parámetros del proceso y controlar así las propiedades metalúrgicas de la zona reparada.

Por otro, permite controlar con precisión la zona afectada térmicamente (HAZ) y consigue una dilución controlada entre el material aportado y el componente a reparar o sustrato. Se pueden conseguir diluciones muy pequeñas (inferiores al 3%) o muy grandes si es necesario. Asimismo, no precisa de moldes ni de utillajes.

Todas estas razones convierten la fabricación aditiva a través de la tecnología LMD en una oportunidad para la reparación ferroviaria en términos de sostenibilidad, eficiencia y rentabilidad.

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