Proyecto de Desarrollo de Actividades Innovadoras de Investigación Industrial: Extracto de la Orden de 25 de junio de 2022, por la que se efectúa la convocatoria correspondiente a 2022 de las ayudas establecidas para el apoyo a Agrupaciones Empresariales Innovadoras, correspondientes en el marco del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia.

PERIODO DE EJECUCIÓN DEL PROYECTO: 27/02/2022 – 29/04/2023

La creciente conciencia medioambiental de la sociedad ha generado la entrada de aspectos legislativos relativos a la economía circular en varios sectores, entre ellos el de la industria transformadora de plástico.

El uso de materiales reciclados representa un gran reto debido a la mayor variabilidad que muestran estos materiales, especialmente cuando parten de una fuente posconsumo. Este hecho, unido a los altos requerimientos que presentan ciertos sectores como el de la automoción, genera una necesidad de adaptación de los procesos de transformación. Hasta el momento, esta adaptación se lleva a cabo en el momento de procesado, con sus consiguientes complicaciones y pérdida de eficiencia en la producción.

Por este motivo, el proyecto SERA tiene como objetivo principal la creación de un sistema experto basado en inteligencia artificial para la modificación de las variables de procesado de materiales de origen reciclado en función de sus características.

Para ello, se empezará por el análisis del impacto ambiental de fuentes posindustriales y posconsumo adecuadas para aplicaciones de automoción, y se desarrollarán materiales reciclados con una variabilidad aceptable que pueda ser asumida a través de la adaptación del proceso de transformación. Tras esto, se llevará a cabo el estudio de las relaciones material reciclado-proceso-propiedades, tanto de datos actuales, como de históricos de otros proyectos, con el fin de establecer los parámetros a controlar en el proceso de inyección. Este análisis estará apoyado en un sistema de sensores de temperatura y de presión incorporados en el proceso de inyección. El siguiente paso será la generación de una aplicación o herramienta apoyada en la inteligencia artificial, en la que, introduciendo ciertas características del material, obtengamos las variables de proceso para una calidad especificada del producto final. Tanto los materiales reciclados como la herramienta desarrollada se validarán a escala industrial en dos componentes del sector de la automoción.

Todo este conocimiento generado en el proyecto se recopilará y se estandarizarán en procedimientos de trabajo, dando como resultado un documento de referencia en la transformación de materiales reciclados por inyección. Al mismo tiempo, y con el objetivo de transferir de una forma práctica ese conocimiento a la industria transformadora, se creará un plan de formación detallado.

Como objetivos tecnológicos, se destacan los siguientes:

• Impulsar el desarrollo de tecnologías de inteligencia artificial al servicio del mejor uso de los materiales reciclados
• Desarrollar procesos robustos que optimicen la transformación de materiales poliméricos de origen reciclado.
• Incrementar el uso de materiales reciclados en la industria de la transformación a través de la mejora de propiedades a través del compounding, así como la integración de criterios de impacto ambiental en el proceso de decisión de reemplazo de materias primas.

• Este tipo de herramientas basadas en la inteligencia artificial demandan bases de datos con gran número de conjunto de datos. En este caso, la cantidad de datos disponibles en la base de datos creada para alimentar la herramienta ha sido proporcional al límite de tiempo del que disponía el proyecto. Por lo que, el aumentar esta base de datos mejoraría considerablemente la respuesta de la herramienta. Aun así, se han encontrado relaciones lineales interesantes:
  • Tanto la carga como la densidad han mostrado tener una relación directa positiva, tanto con el módulo a tracción, como con el módulo a flexión.
  • En cuanto a los parámetros de proceso, la temperatura de inyección utilizada ha resultado tener relación directa negativa tanto con el resultado a impacto, la tensión máxima a tracción y con la deformación a rotura a tracción.
  • Por último, la velocidad de inyección resulta tener relación directa positiva con la tensión máxima a tracción y a flexión. Y por lo contrario una relación directa negativa con el módulo a flexión.
• En el caso de la herramienta de llenado de molde desarrollada paralelamente, también se han identificado relaciones lineales a destacar:
  • La temperatura de inyección utilizada pasa a tener gran influencia cuando se trabaja con materiales de fluideces altas. Por lo que en estos casos conviene trabajar en el rango inferior del abanico de temperaturas recomendadas para el material.
  • Cuando se trabaja con moldes de piezas relativamente pequeñas, debido a las inercias de la máquina, el trabajar con velocidades de inyección altas puede acarrear rebabas en la pieza final. Por lo contrario, al trabajar con moldes de piezas de tamaño considerable, el aumentar la velocidad de inyección puede ser una buena decisión a la hora de mejorar la inyección.
  • En la inyección de materiales de fluideces bajas, el aumentar el volumen de material inyectado puede ser clave a la hora de conseguir piezas bien inyectadas.
  • La tendencia de volumen de material inyectado cambia cuando se analizan materiales de fluideces altas. Es decir, cuando se trabaja con materiales de fluideces altas, el volumen de material inyectado para conseguir buenos resultados se mantiene estable hasta un punto concreto.
• En ambas herramientas se ha trabajado con relaciones lineales, pero en un futuro sería posible trabajar con otro tipo de relaciones que se asemejen mejor a la realidad. Pero para ello, ha de tenerse en cuanta que la cantidad de datos de entrada con los que alimentar las herramientas se multiplicaría.
• Entre los materiales analizados dentro del proyecto no se han identificado grandes variabilidades entre diferentes lotes en cuanto a procesabilidad y propiedades se refiere.
• En el caso de las matrices sin refuerzo, la reducción del impacto ambiental (medido en Huella de Carbono, como kg CO2 eq.) supera el 40% cuando se cambia PP virgen por PP reciclado.
• Cuando se trabaja con piezas de tamaños pequeños-medianos, se ha observado que el parámetro clave para hacer frente a la posible variabilidad en la fluidez de un material es el volumen de material inyectado.
• La correcta posición de inserción de la fibra a la extrusora puede aumentar o disminuir en un 20% la longitud de la fibra en la granza final.

Para más detalles sobre el proyecto y sus conclusiones, contáctanos en asesoria@cep-plasticos.com.

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.

Centro Tecnológico Leartiker

Leartiker es un centro tecnológico que lleva trabajando desde sus orígenes (más de 20 años) en el campo de los materiales poliméricos, desde su formulación hasta la utilización de herramientas de simulación de procesos de transformación de polímeros y en cálculo estructural de los componentes, así como en el campo de la caracterización termo-mecánica de los materiales, asesorando de este modo en la fase de desarrollo componentes a diferentes empresas transformadoras. Actualmente, está formado por un equipo multidisciplinar de 50 personas enfocado a la generación y transferencia de conocimiento a las industrias del entorno.

CITSALP, S.L.

CITSALP, S.L. es una sociedad cuya actividad principal es la comercialización de materia prima plástica 100% reciclada para el sector de automoción. Inició su andadura el año 1992. Su misión es abastecer las necesidades de materia prima plástica industrial y optimizar los servicios de recuperación de scrap plástico, apostando por la calidad y el servicio, por ese motivo invierten en innovar y mejorar procesos, así como la calidad final de sus productos.

Plásticos Clossa, S.L.

Plásticos Clossa es una empresa referente en el ámbito de la transformación de plásticos por inyección, avalada por más de 30 años de experiencia en el sector. A lo largo de este tiempo ha sabido adaptarse permanentemente a las necesidades del mercado, teniendo como premisa la satisfacción de las necesidades y expectativas de sus clientes. Aporta a sus clientes valor añadido a los productos realizando análisis de inyección como paso previo al diseño de los moldes identificando posibles defectos. Suministra piezas tampografiadas en línea propia enviando al cliente el producto terminado.

SMP Automotive Technology Ibérica, SL

SMP Automotive Technology Ibérica, SL es una empresa con una elevada experiencia en la elaboración módulos de piezas plásticas, como tableros de instrumentos, paneles de puerta y parachoques, entre otros componentes, para el sector automoción, ostentando en la actualidad una importante posición entre los principales suministradores de piezas de plástico para la gran mayoría de fabricantes de vehículos a nivel mundial (Seat, Volkswagen, Nissan, Renault, Opel, Ford, etc.).

Aclima – Asociación de Clúster de Industria de Medioambiente de Euskadi

ACLIMA es la Asociación Clúster referente de la Ecoindustria vasca que representa tanto al Sector Privado (industrias y servicios), al ámbito del Conocimiento (Universidades y Centros Tecnológicos) y al Sector Público en las siguientes cadenas de valor: residuos, suelos, ciclo integral del agua, cambio climático, biodiversidad y ecosistemas. ACLIMA tiene entre sus objetivos apoyar a las empresas del sector medioambiental en la mejora de su competitividad a través de la identificación y caracterización de nuevas oportunidades de negocio, la Innovación y el posicionamiento internacional, siempre en clave de cooperación.