O proxecto europeo Circular Seas, financiado con preto de dous millóns de euros de fondos FEDER, botou a andar a comezos de 2020 coa idea de desenvolver toda unha serie de tecnoloxías que permitisen converter os residuos plásticos oceánicos e da contorna marítima portuaria en compoñentes ecoinnovadores para a propia industria marítima. Hoxe isto é xa unha realidade. O sistema está listo e quedará dispoñible en repositorios abertos a partir de xaneiro.
Para conseguilo os socios do proxecto, incluída a Universidade de Vigo, desenvolveron unha contorna integrada de impresión 3D na que se lle dá ao usuario final –entidades, empresas ou calquera persoa interesada- a posibilidade de empregar infinidade de opcións –distintos plásticos, aditivos, mesturas…- de xeito sinxelo, de maneira que non é preciso nin ser especialista en materiais nin en impresión 3D para poder crear material reciclado e imprimir novas pezas.
Tal e como relata o Diario da Universidade de Vigo (DUVI), a Escola de Enxeñería Industrial acolle este xoves a xornada de peche do proxecto con representantes de todos os socios. Liderado desde o centro tecnolóxico vasco Leartiker Polymer R&D, o consorcio está integrado por seis organismos de diferentes países da costa atlántica: Leartibai, en Ondarroa (País Vasco); a Universidade Tecnolóxica de Munster, en Cork (Irlanda); o Instituto Politécnico de Leiria (Portugal); a Universidade La Rochelle e a Communauté d’agglomération de La Rochelle (Francia), e a propia Universidade de Vigo, que participa no proxecto da man do grupo de Enxeñaría Eficiente e Dixital, dirixido polo profesor Julio Garrido, que foi o encargado de dar a benvida aos asistentes á reunión.
A impresión 3D revaloriza os residuos e facilita o seu uso
“Mediante impresión 3D conseguimos que os residuos plásticos da contorna marítimo portuaria poidan empregarse para fabricar outros produtos de utilidade para esa mesma contorna”, explica Diego Silva, un dos investigadores da Universidade de Vigo implicado no proxecto. Desde o seu punto de vista, unha das principais innovacións de Circular Seas é, “precisamente”, que propón un cambio de paradigma importante para que esta Economía Circular chegue a ter un efecto apreciable a un medio-longo prazo.
“Non se trata de intentar emular referencias estándar á hora de crear bobinas de filamento, dado que isto complica o proceso e provoca que moitos residuos non poidan ser revalorizados; no seu lugar, crea tipoloxías sen restricións, facilitando o tratamento da diversidade de materiais plásticos e os seus posibles usos”, subliña o investigador.
Colaboraron múltiples empresas e a Autoridade Portuaria de Vigo
Dentro do nodo de Vigo fíxose un traballo importante no desenvolvemento de toda esta contorna integrada de impresión 3D, mediante a adaptación do software e hardware das impresoras 3D de medio-baixo custo comerciais para acomodar este cambio de paradigma na impresión 3D con materiais reciclados. “Puxemos a punto ferramentas estándar para comunicarnos con estas impresoras de maneira non intrusiva, o que nos permite actuar no seu control, permitindo desenvolver unha aplicación que facilita ao usuario a tarefa de impresión”, explican desde o equipo da UVigo.
“Fixémolo intentando que este proceso se realice de maneira transparente e sinxela de configurar, tendo en conta a diversidade de materiais e a complexidade de seleccionar que material reciclado non estándar é máis axeitado para uns requisitos de peza final en concreto, sendo un usuario experto ou non”, engaden desde o grupo de Enxeñaría Eficiente e Dixital.
Para o desenvolvemento de todo este proceso seguiuse unha metodoloxía baseada en enquisas, análises, desenvolvementos e casos piloto. En primeira instancia, a través de enquisas con múltiples empresas do sector marítimo de Vigo e a súa contorna, e en colaboración da Autoridade Portuaria de Vigo, identificaron os principais tipos de residuos plásticos que se xeran, as cadeas de reciclaxe actuais e que tipos de pezas poderían demandar estas empresas do sector marítimo.
‘Flejes’ convertidos en repostos de pezas para cintas transportadoras
Seguindo os principios da economía circular, buscaron un residuo plástico potencial de ser reutilizado para poder fabricar logo pezas con el. Finalmente, elixiron como residuo as cintas utilizadas no transporte de mercadoría (‘flejes’) identificados coa axuda de Frigoríficos do Morrazo. “Desta forma este residuo que non era reutilizado, pode ter unha segunda vida”. Para isto, o centro tecnolóxico vasco Leartiker, experto en polímeros, estudou a mellor forma de tratar este material para chegar a convertilo en filamento.
Como caso demostrador de peza fabricada con impresión 3D seleccionáronse unhas pezas de plástico que están situadas onde se encaixan os rodamentos nas cintas transportadoras, un elemento moi común na industria marítima, tanto en terra como a bordo. “Dado que estes elementos adoitan sufrir roturas, estudouse a posibilidade de fabricar repostos con impresión 3D a partir dos plásticos que xera a propia empresa, pechando así o ciclo dentro do paradigma da economía circular”, recalca Silva.
A medida que o proxecto foi avanzando fóronse fabricando máquinas estándar do proceso de reciclaxe, como son unha trituradora de plástico para conseguir pequenas escamas a partir dos residuos plásticos e unha extrusora que, a partir destas escamas, é capaz de xerar filamento de impresión 3D para alimentar este tipo de impresoras. “Estas máquinas foron sensorizadas e realizadas con controladores abertos que nos permiten incluír algoritmos e maior investigación no control para mellorar así os procesos de triturado/extrusionado de material”, recalcou o investigador.
Ademais disto, existen algúns materiais plásticos que necesitan unha temperatura alta e constante dentro do volume da impresora para que non sufran deformacións durante o proceso de impresión, polo que se desenvolveu tamén unha impresora con cámara térmica. “Un dos retos que presentou esta máquina era a separación da electrónica da parte quente. Actualmente contamos con rematar a máquina para finais do proxecto, xa que, debido aos retrasos xerados pola pandemia en primeira instancia, logo pola escaseza de chips, o transporte, etc, foron ocasionando que certo equipamento crítico chegase moito máis tarde do previsto”, engade o investigador.
Impresión 3D tanto a bordo como en terra
Segundo recalcaron os expertos participantes na reunión, a impresión 3D parece apropiada nunha tipoloxía de buques nos cales se requiren procesos diversos que necesiten pequenas pezas ou prototipados (buques oceanográficos, por exemplo). Noutros barcos, máis industriais, maquinaria diversa pode beneficiarse de adaptacións similares as desenvoltas para as impresoras 3D.
“Por exemplo, máquinas de clasificación ou manipulación a bordo que sexan elas mesmas as que teñen a capacidade de compensar condición de abordo a través de sensórica e algoritmia incorporada sen necesidade de plataformas estabilizadoras ou de deter o seu funcionamento, tendo en conta non prexudicar o resultado final da máquina”, recalca Silva.
Escaparate das pezas desenvoltas
A xornada de peche incluíu tamén un showroom no que cada socio do proxecto tivo a oportunidade de amosar algunha das pezas que foron traballando nos seus casos de uso: algunhas de grandes dimensións, outras de uso industrial, outras orientadas ao mundo da acuicultura, etc. Ademais, desde o nodo de Vigo amosáronse varias das máquinas desenvoltas para mellorar os procesos relacionados coa elaboración de filamentos reciclados e o seu uso: entre outras, a extrusora –así se denomina a máquina na que a partir de anacos de plásticos, fundindo ese material nunha cámara e xerando unha presión nunha boquilla, se conseguen xerar filamento para utilizar, por exemplo, para impresoras 3D- e a impresora 3D de cámara pechada para altas temperaturas.
