El plástico se transforma

La competitividad asiática en el sector de la transformación del plástico, está provocando que los europeos estén realizando actualmente un gran esfuerzo en innovación y en la apertura de nuevas oportunidades de negocio. Estas son las nuevas armas y estrategias que los fabricantes de este lado del mundo van a emplear en breve en el exigente mercado del transformados del plástico.

Elaborar todas las piezas de manera precisa, correcta y económica. Esta es, según Carlos Jiménez, director de innovación del Centro Español del Plástico, CEP (una de las principales asociaciones técnicas y profesionales del sector), la clave principal cuando se habla del negocio de transformación del plástico. “En general, si se consume menos materia prima —por ejemplo, si se puede fabricar un envase más fino con la misma resistencia y prestaciones que el modelo utilizado hasta ese momento—, el producto es más competitivo”, explica Jiménez.

Ser más competitivo en los costes, mejorar el rendimiento, fabricar más y mejor y a la vez aumentar el margen. Es una ley que se repite hoy en casi todos los sectores industriales, en todos los mercados en los que está implicada la fabricación. Hacer lo contrario, no ser exigentemente competitivo, es exponerse a perder mercado frente a los asiáticos, como ya ha ocurrido por ejemplo en el textil y en el calzado.

Por esta razón otra de las innovaciones que se están llevando a cabo con la premisa del ahorro de costes y la competitividad son las relativas a una mayor automatización de las operaciones con las máquinas y en los procesos realizados en la periferia tras la fabricación.

“Ahora hay una mayor tendencia a utilizar, por ejemplo, la visión artificial y los robots. En extrusión y en films se están empleando mucho, porque eso permite controlar la calidad de manera más automatizada”, comenta el director de innovación del CEP. Hay sistemas que permiten que el robot recoja la pieza o el material recién elaborado por la máquina, lo muestre a un sistema de visión artificial y éste analice si hay algún defecto o no. Se trata de una estrategia que también se está empleando ya en la fabricación por inyección. En cuanto a la periferia, se están mejorando los procesos automatizados en cuestiones como por ejemplo el embalaje del producto acabado.

En la fabricación mediante soplado, la que se utiliza en productos tales como las botellas, el esfuerzo de innovación se está centrando principalmente en conseguir reducir el peso de los productos finales, como por ejemplo es el caso de los envases. Para ello una estrategia que se está empleando es reducir el grosor del material empleado, pero utilizar una multicapa que está formada por un conjunto de pieles, cada una con distintas propiedades y tecnologías aplicadas, de tal manera que el resultado final sea más delgado, pero igual de eficiente o incluso más.

Otra estrategia que se está llevando a cabo no sólo en el sector del plástico, sino de hecho en la mayoría de los entornos productivos, es la que posibilita cambiar el producto final modificando sólo en parte la máquina. En el caso de las que se dedican a la fabricación de elementos plásticos, la cuestión se está centrando en la posibilidad de cambiar de moldes. En este sentido, es esencial hacerlo de la manera más rápida posible para perder el menor tiempo productivo. La solución pasa por cambiar algunas partes de la máquina y adaptarla a otras necesidades, cuestión de la que no se suelen ocupar los propios fabricantes de la herramienta, sino terceras empresas que están especializadas en estas cuestiones.

Ahorro energético
Además de la utilización de la robótica y la visión artificial, para aumentar la productividad en la fabricación de plásticos se pueden emplear otras técnicas. Es el caso de la tecnología que están desarrollando en uno de los proyectos que se llevan a cabo en el Instituto Tecnológico del Plástico (Aimplas) en Valencia. El proyecto, en el que llevan participando diversos centros y asociaciones europeos más de dos años, lleva por nombre FlowFree y su trabajo consiste en el desarrollo de un método por el que se aplica CO2 supercrítico a la fabricación por extrusión.

El CO2 supercrítico es un fluido que está en un estado entre líquido y gaseoso. Se suele utilizar en industria como sustituto de los disolventes orgánicos que son medioambiental y laboralmente más peligrosos. Entre sus ventajas principales destacan el que no deja residuos en los productos que se fabrican y que no es inflamable, no es tóxico y se puede transportar fácilmente.

El proyecto FlowFree ha conseguido que el fluido en cuestión se pueda inyectar en las cámaras de las máquinas de extrusión, es decir, en la fase en la que se elabora el producto. “Al inyectarlo, hacemos que el CO2 se mezcle con el plástico y reduzca la viscosidad de este”, explica de manera sencilla la investigadora principal del proyecto en Aimplas, Ana Espert, doctora en tecnología de polímeros.

“Al volverse menos viscoso el material, la máquina tiene que desarrollar un menor esfuerzo para hacer avanzar el plástico fundido y esto, al traducirlo al trabajo que tiene que realizar el motor se traduce en un ahorro de energía”, explica Espert.

En algunas de las pruebas que ya se han realizado con esta tecnología se ha llegado a conseguir hasta un 20% de ahorro de energía. Habrá que esperar a ver los resultados de las pruebas industriales para comprobar en un entorno real cuáles son los niveles de economización que se consiguen. Dichas pruebas comienza ahora en varias empresas del sector, como las españolas Plastire y Reboca, la italiana Cesap y la alemana Agor. El CO2 se aplicará a distintas extrusionadoras, como las que usan en tubería, perfiles y coextrusionados, y a distintos materiales, como las poliolefinas, el PVC y los elastómeros termoplásticos.

En el caso de que el mercado muestre interés por esta tecnología, los fabricantes podrán aplicarla de manera inmediata, ya que en principio el sistema se puede acoplar a cualquier máquina de extrusionado que ya esté en el mercado e incluso que esté en funcionamiento en una planta. Sólo es necesario realizar una modificación —abrir una vía— y aplicar un sistema de bombeo que inyecte el CO2 supercrítico, para lo que harían falta aproximadamente dos meses de trabajo.

La sustitución amplía el mercado
Reducir costes como es el objetivo del proyecto FreeFlow es una de las maneras de que el mercado de transformación del plástico siga conservando su buena salud. Pero no es la única. Una de las vías de ampliación del mercado de los transformados del plástico la componen la sustitución, es decir, el cambio de productos que se han realizado desde siempre en un material y suplirlo por otro que sea plástico.

El sector de automoción es uno de los que más han aplicado esta estrategia, que permite abaratar costes a la vez que se mejoran las prestaciones y se aprovechan las ventajas de la maleabilidad de estos componentes.

Mientras que antiguamente, los coches llevaban apenas plástico, hoy cada turismo incorpora una media de 150 kg de este tipo de material. Parece, además, que la tendencia es a que esta cantidad se vaya aumentando más en el futuro. El próximo paso en esa dirección en el que ya se está trabajando es la elaboración de las ventanas y parabrisas de los coches, al igual que se ha hecho ya con las coberturas de los faros y se está empezando a hacer también con algunos techos solares. De momento, el escollo principal que los fabricantes tienen que salvar es la óptica que proporcionan las ventas realizadas en plásticos transparentes, que aún no tienen el comportamiento del vidrio. El esfuerzo de desarrollo, sin embargo, promete interesantes resultados, porque en caso de superar esa barrera, se podrían llegar a fabricar unas ventanas y parabrisas más resistentes, seguros y livianos que los actuales.

También la automoción del futuro podrá contar con otro producto que hoy se aplica fundamentalmente en la aeronáutica militar y en menor medida en la civil. Se trata de los plásticos componibles, unos productos que integran fibras (por ejemplo de vidrio) que, según Carlos Jiménez, resisten como el acero y pesan muy poco. El único, problema que tienen es que, de momento, son muy caros, por lo que no se pueden aplicar a toda la carrocería del coche. A menos, claro, que éste sea un Fórmula 1, porque ese es el tipo de material en el que están fabricadas las carrocerías de los monoplazas.

La rentabilidad de lo minúsculo
Si la sustitución es una manera de ampliar el negocio de las empresas del sector, la microinyección puede contribuir a un aumento de la participación del plástico en otras industrias y a aumentar las actividades asociadas a esta familia de materiales.

“Hay mercados emergentes en el sector, como el la electrónica y la medicina, que necesitan fabricar micropiezas y minipiezas, así como piezas medianas y grandes que necesitan incorporar detalles de alta precisión”, explica Encarna Escudero, responsable de la Unidad de Plásticos en el Centro Tecnológico de la Fundación Ascamm (la asociación catalana de empresas de moldes y matrices). En este centro se están desarrollando diversas tecnologías relacionadas con la transformación del plástico y una de las que destacan es la relativa a la microinyección. Se trata de un proyecto que pertenece a otro más amplio liderado por la Universidad de Mondragón dedicado a lo que se denomina micro-facturing (microfabricación).

La microinyección no es una técnica nueva, hace más de un lustro que se trabaja con ella—, pero es ahora cuando está despuntando con más fuerza debido a que los mercados emergentes —como los comentados— están descubriendo el potencial que tendría poder industrializar el proceso. En el entorno de las piezas pequeñas se han de realizar tiradas muy grandes y en esas condiciones el plástico es especialmente competitivo e interesante.

En la actualidad, centros de desarrollo como el de la Fundación Ascamm están mejorando la técnica y asumiendo nuevos retos. “Hasta ahora la estrategia ha sido escalar las soluciones que se aplicaban en piezas normales e ir hacia resultados más pequeños”, explica Encarna Escudero. “Ahora estamos viendo que tenemos que llevar a cabo otros cambios y aplicar otras técnicas, porque lo que funciona en el mundo macro puede no hacerlo en el micro. Por ejemplo, en la fabricación de piezas normales se debe utilizar agua o aceite para enfriar el molde y sin embargo en el caso de las piezas pequeñas es al revés, se tiene que calentar el molde para que el material fluya por él”, comenta Escudero.

Otro ejemplo extraído de la experiencia de esta profesional es el reto que plantea el control de calidad, ya que en las piezas pequeñas, especialmente en las minúsculas, es muy difícil ver si está o no realizada correctamente y con la precisión adecuada. Por ello, los controles son complicados y caros.

La microinyección, como se ve, es un proceso que puede revestir una gran complejidad. Por eso, las empresas que quieren lanzarse a la fabricación de piezas por este sistema cuentan con la ayuda de centros como el de la Fundación Ascamm, en el que han desarrollado una máquina nueva, sobre la que no hablan de momento porque está en proceso de patente. Esta entidad ofrece desarrollo integral hasta el producto final, lo que incluye el diseño industrializable de las piezas, asesoramiento sobre los moldes y la fabricación de los mismos, así como ayuda en la puesta en marcha y en el proceso de industrialización dentro de la planta de la empresa.

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