REVIR investiga nuevas vías de recuperación y valorización de virutas de materiales críticos, como titanio, níquel, aluminio, cobre y superaleaciones, generadas en los procesos de fabricación de componentes para distintos sectores industriales.
Anualmente, se generan en la CAPV entorno a 20.000 Tm de viruta provenientes de procesos de mecanizado de componentes metálicos. El material de viruta extraído suele ser recuperado y reutilizado aplicando, principalmente, técnicas de fusión. Sin embargo, el elevado coste energético de este método, a lo que hay que sumarle procesos previos de clasificación y limpieza de la viruta, junto con una potencial pérdida de valor (downgrade) de las aleaciones fundidas obligan a repensar nuevas vías de recuperación para las virutas de materiales valiosos.
Como explica el investigador de AZTERLAN Dr. Xabier Lasheras, “en algunos sectores, como el aeronáutico, el volumen de viruta extraída puede suponer hasta el 90% de un componente preformado. En otros, como el ferrocarril, la valvulería o la automoción, el porcentaje de material convertido en viruta del bruto de partida se sitúa entre un 25-50%. En el caso de materiales valiosos, como el titanio, el aluminio, el níquel, el cobre o las superaleaciones, se estima que la recuperación de viruta vía tecnologías de fundición supone una pérdida de valor de unos 135.000.000 euros anuales. No podemos obviar que son cifras relevantes, especialmente, si tenemos en cuenta que el impacto de las materias primas en la estructura de costes de la fabricación de componentes se sitúa por encima del 60% y que los materiales mencionados son considerados como críticos o estratégicos y que sobre cuyo suministro no tenemos control”. En este aspecto, tanto la Unión Europea como los propios estados miembros se están viendo en la obligación para tomar medidas, ya que tanto la producción de materia prima como los procesos de reciclaje de viruta de materiales críticos están actualmente controlados por terceros países. Se considera por ello necesario el desarrollo propio de procesos de recuperación de estos materiales a partir de la viruta, reduciendo así la dependencia respecto a estos.
Ante esta problemática, el consorcio del proyecto REVIR plantea el desarrollo de tecnologías habilitadoras innovadoras de recuperación con bajo consumo energético para volver a emplear los materiales recuperados como materia prima o directamente en semiproductos o piezas near-net shape (conformado, fabricación aditiva, etc.). El objetivo es conseguir un upgrading de los materiales de viruta recuperados, es decir, que estos “tengan propiedades termo-mecánicas y químicas equivalentes a las de la materia prima original para que puedan de ser utilizados directamente en las mismas aplicaciones avanzadas”.
Con este fin, el proyecto REVIR centrará su investigación en los siguientes ámbitos de actividad:
- Generación de viruta limpia, sin lubrificante, que permita evitar procesos de limpieza. Se buscan ventanas de proceso empleando diferentes parámetros de corte y técnicas de refrigeración y lubricación para evaluar la influencia de estos en la reciclabilidad de la viruta y determinar las condiciones que generen una viruta más fácil de revalorizar sin comprometer la productividad del proceso de mecanizado. Se empleará también viruta mecanizada con lubricación convencional, con el fin de que los procesos desarrollados sean aplicables a corto plazo.
- Procesos de revalorización directa de viruta para productos semiacabados o piezas conformadas a través de las tecnologías HPT (High-Pressure Torsion), DHR (Direct Hot Rolling), TCX (Thermal Closed-die Extrusion), Fusión de plasma y Friction extrusion.
- Revalorización de Polvo Metálico para Fabricación Aditiva y HIP fabricado mediante atomizado ultrasónico, molienda o decrepitación físico-química (hidrogenación-deshidrogenación).
- Procesos de fabricación Near-Net Shape con material revalorizado a partir de viruta mediante las tecnologías FSAM (Friction Stir Additive Manufacturing), HIP (Hot Isostatic Pressing), WAAM (Deposición directa por arco basada en hilo), DED-LB (Deposición por láser basada en polvo) y BJS (Binder Jetting de arena).
Rol de AZTERLAN: soluciones innovadoras de revalorización a través del desarrollo de polvos metálicos
Como parte de REVIR, el Centro de Investigación Metalúrgica AZTERLAN se centrará, principalmente, en el proceso de recuperación y valorización de viruta mediante la tecnología de atomizado ultrasónico para fabricar polvos metálicos para su aplicación mediante tecnologías de fabricación aditiva y HIP. Junto con ello, AZTERLAN también trabajará en una solución alternativa de alto valor añadido orientada a reutilizar la fracción de polvos de aluminio que no se considere apta para los mencionados procesos. “Nuestro objetivo es utilizar los polvos de aluminio residuales para crear una termita, es decir, un elemento con una alta capacidad calorífica, que, aplicada en el interior de moldes de arena fabricados mediante impresión 3D, reaccione al contacto con el metal fundido activando y generando altas temperaturas que ayuden a aumentar la fluidez del metal en puntos clave del molde. Este desarrollo permitirá mejorar la eficiencia energética del proceso de fundición y el rendimiento de los moldes en la fabricación de piezas que presentan problemas de llenado”.
Del mismo modo, AZTERLAN desempeñará un rol relevante en los procesos de caracterización de las materias primas (virutas) y de los diferentes materiales resultantes de los procesos de valorización desarrollados.
El proyecto REVIR “Revalorización de la viruta generada durante el proceso de mecanizado” se encuentra financiado por el Gobierno Vasco a través del programa Elkartek (KK-2025-0114). El consorcio de REVIR se encuentra compuesto por las universidades Mondragon Goi Eskola Politeknikoa (líder), EHU y Universidad de Deusto, los Centros tecnológicos miembros del BRTA AZTERLAN, CEIT, LORTEK, TECNALIA y TEKNIKER.
Virutas de materiales críticos estudiadas por REVIR para su recuperación y revalorización.
