Proyecto de Desarrollo de Actividades Innovadoras de Investigación Industrial: Extracto de la Orden de 9 de octubre de 2021 por la que se convocan subvenciones para el apoyo a Agrupaciones Empresariales Innovadoras (AEI), correspondientes al año 2021. Publicado en el BOE núm. 251, de 20 de octubre de 2021, de conformidad a lo establecido en la Orden de Bases ICT/1117/2021, de 9 de octubre.

PERIODO DE EJECUCIÓN DEL PROYECTO: 19/11/2021 – 21/08/2022

El proyecto RecExpert 4.0 pretende dar respuesta a la necesidad tecnológica de interrogación del proceso de inyección de termoplásticos aprovechando las nuevas tecnologías de Industria 4.0 para asegurar el nivel de calidad de los productos inyectados ante la variabilidad de las materias primas y el amplio abanico de variables influyentes en el proceso de inyección.  

Esta necesidad se ve además incrementada ante la cada vez mayor presencia de material de reciclado en piezas inyectadas y las nuevas directrices de sostenibilidad a nivel europeo. Se requiere un equilibrio entre Industria 4.0 y la sostenibilidad para hacer frente a los principales retos a los que se enfrentan importantes sectores como la industria de componentes para el sector de automoción.   

En automoción ya se están dando pasos en esta dirección y los principales fabricantes de vehículos incorporan cada vez más material reciclado en su composición, lo cual requiere mejorar las calidades de los materiales reciclados y fortalecer el proceso de inyección. Así el proyecto tiene por objetivo principal, el realizar un sistema de monitorización modular adaptable al proceso y control de la pieza inyectada que permita asegurar el proceso a la cada vez mayor presencia de material reciclado. 

El objetivo principal del proyecto es la investigación industrial de un sistema experto que permita mantener los ciclos productivos del proceso de inyección de material termoplástico, independientemente del porcentaje de material reciclado presente en la formulación del material a inyectar y que contribuya con garantías y confianza a reforzar la economía circular del plástico. 

Como objetivos tecnológicos, se destacan los siguientes: 

• Impulsar el desarrollo de tecnologías de inteligencia artificial aplicadas a procesos como la inyección de termoplásticos y el moldeo por inyección de materiales procedentes de fuentes de economía circular. 
• Asegurar mantener la calidad del proceso de inyección ante la presencia de material de reciclado en la formulación de la materia prima de partida. 
• Desarrollar nuevos sistemas de monitorización para la interrogación de parámetros de calidad a lo largo de las diversas etapas del proceso de inyección.  
• Nuevos sistemas de identificación ópticas, como las cámaras hiperespectrales, para determinar la presencia de mezclas de material reciclado y valoración de su grado de calidad en su dispersión y mezcla. 
• Poner en marcha nuevas vías y modelos de gestión de economía circular, retomando como materia prima el mismo material inyectado posconsumo. Lo cual requiere adecuados tratamientos de identificación, separación y formulación para devolver al transformador de nuevo su material adaptado a las exigencias del proceso de inyección. 
• A partir del residuo, tratar y normalizar nuevos grados de materia prima para su uso en el proceso inyección de termoplásticos. 
• Determinar las principales variables del proceso de inyección de termoplásticos (PA, PBT y PP) ante la presencia de material de reciclado. 

El proyecto abre la puerta a una nueva metodología en la valoración de residuos plásticos y su aprovechamiento en el proceso de inyección garantizando la misma calidad que requiere el proceso con las materias primas vírgenes.

Se ha puesto de manifiesto la necesidad de:

• • Incrementar la trazabilidad en la gestión y tratamiento de residuos.
  • Nuevas empresas capaces de preparar formulaciones adecuadas a los distintos procesos de transformación de plásticos.

Los sistemas de comunicación y control en molde y proceso han permitido valorar el alcance y la mejora obtenida en el proceso de inyección minimizando los riesgos asumidos cuando se emplean materiales reciclados. Todo ello, ha ayudado a determinar posibles fallos de proceso y la necesidad de modificación de los parámetros de máquina.

La experiencia anima a realizar inversiones y replicar en otros equipamientos disponibles en planta a medida que se vayan renovando los equipos actuales.

El proyecto ha permitido desarrollar y ver la viabilidad de nuevas herramientas que ofrezcan a las industrias transformadoras del plástico nuevas alternativas a las formulaciones con material reciclado termoplástico, y sobre todo, garantice la viabilidad de las piezas para un sector exigente como es el de automoción.

Sin duda, se podrá acometer un mayor control de la inyección de los materiales termoplásticos con contenido de material de reciclado gracias a la información que se obtiene al:

• Disponer los nuevos equipos de inyección dotados de sistemas electrónicos de control del proceso de inyección.
• La monitorización real del molde de inyección obteniendo datos directos de su interior durante el proceso de inyección como la temperatura y sobre todo el control de presión. Mejor aún si es posible por características de los propios equipos poder conectarlas e interaccionar con las condiciones de inyección. Machine Learning.
• La disposición de plataformas digitales que interrelacionen mediante inteligencia artificial la información de las propiedades de los materiales de entrada con las condiciones de moldeo y las propiedades finales de la pieza. Machine Learning.

Estos tres factores fundamentales han sido posible trabajarlos y comprobar su efecto a lo largo del proyecto RecExpert 4.0 gracias a la colaboración de sus integrantes, donde cada uno ha aportado su conocimiento y sus capacidades para poder demostrar que es posible inyectar y mejorar el proceso de inyección con la presencia de materiales reciclados.

El proyecto más centrado en la parte de monitorización abre sin duda nuevos caminos de control y autocontrol (Machine Learning) aún por explorar.

Un factor esencial añadido identificado a lo largo de los inicios del proyecto ha sido identificar la importancia de un buen control en el proceso de preparación de los materiales con contenido de material reciclado. Es fundamental el poder desarrollar un adecuado tratamiento previo del material reciclado y una buena formulación de sus componentes para minimizar sus efectos posteriores en el proceso de inyección. Nace así el proyecto continuación del RecExpert 4.0 denominado RecComp 4.0 y presentado también a la primera convocatoria de AEI en 2022. “Sistema Digital para Garantizar la Calidad y Trazabilidad en la RECuperación de Materiales Termoplásticos Reciclados mediante COMPound – RecComp 4.0”. Así como RecExpert 4.0 se centraba en el proceso de inyección con materiales principalmente de fuentes de reciclado postindustrial, el proyecto RecComp 4.0 se centra en el proceso previo de compound mediante extrusión y se comienza a dar valor a las fuentes de residuos de procedencia de postconsumo.

Reforzados por la cada vez mayor necesidad en la disposición de materiales reciclados posconsumo y su correcta trazabilidad, otros nuevos proyectos en la misma línea han sido presentados como el proyecto “Solución Digital Circular para la trazabilidad integral 360º y revalorización de residuos plásticos pre y post industriales – PLASTITECH” en convocatoria especial de 2022, en el cual además del CEP se colabora con nuevos socios como la AEI Aclima y se amplía así la visión de la oportunidad estratégica que abren los materiales reciclados.

Centro Español de Plásticos

El Centro Español de Plásticos (CEP) es una asociación sin ánimo de lucro fundada en 1953, con la misión de contribuir al conocimiento y establecimiento de una cultura responsable, en el buen uso de materiales termoplásticos y composites, y el fomento de la inversión en actividades de I+D+i de las que resulte la mejora de la competitividad de este sector. Se trata de una asociación de ámbito nacional, que se ha convertido en el principal referente asociativo de los materiales plásticos y composites en España, con un elevado nivel de representatividad de las empresas y profesionales del sector.  En 2015, el CEP se convirtió en Agrupación Empresarial Innovadora,  como Primer Clúster Español de Plásticos y Composites.

Gaiker

El Centro Tecnológico Gaiker, miembro de Basque Research and Tecnhology Alliance (BRTA), es una entidad privada sin ánimo de lucro dedicada a la investigación y la prestación de servicios tecnológicos e innovadores para las empresas. Desde su creación en 1985, contribuye al desarrollo tecnológico y a la competitividad del tejido empresarial mediante el aprendizaje, especialización y posterior transferencia a los miembros de su Fundación y a sus clientes de tecnologías relacionadas con sus Áreas de Conocimiento: Plásticos y Composites, Medio Ambiente y Reciclado y Biotecnología.

ITCL

El Instituto Tecnológico de Castilla y León (ITCL) es un centro tecnológico que impulsa y facilita el uso de la tecnología como herramienta de competitividad del tejido empresarial, siendo un centro de referencia en el campo de las tecnologías aplicadas a la producción y soluciones inteligentes, con aplicaciones principales derivadas de nuestros grupos de investigación en diseño electrónico, inteligencia artificial, telemedicina, realidad virtual y simuladores, eficiencia energética y sistemas de monitorización y control. 

Birziplastic

Birziplastic se dedica a la recuperación de los plásticos fuera de uso, mediante la adecuada gestión de estos residuos, y para ello cuenta con un diseño de procesos ya certificados que no generan residuos añadidos durante los mismos. Posee un amplio conocimiento de los polímeros y que obtiene un material recuperado apto para volver a ser utilizado, lo que hace que Birziplastic ayude a sus clientes a cumplir con dos importantes objetivos de la estrategia verde europea 2030, como son la economía circular, y la reducción del uso de materiales provenientes de materias vírgenes. 

Larrañaga Plásticos

Larrañaga Plásticos, fundada en 1959 por la familia Larrañaga, ha evolucionado con tres remodelaciones y se ha convertido en una sólida planta productiva del sector del plástico, especializada en el desarrollo de proyectos de piezas de plástico por inyección, desde el diseño de pieza y molde, hasta la fabricación en serie, cumpliendo con todos los requerimientos del cliente. Su sistema de gestión, su equipo altamente cualificado y la trayectoria recorrida en estos años de existencia, le han permitido ganarse la confianza de sectores como el Electrodoméstico, Automoción, Electricidad y Electrónica, entre otros.