jueves, 18 de abril de 2019

EL GASÓLEO POR LAS NUBES O LA INQUINA HACIA ESTE COMBUSTIBLE

¿POR QUÉ TANTOS IMPUESTOS?
Esta entrada en el blog Más que Máquinas es de esas que son esencialmente “personales”. Me refiero a que en ella expreso mi opinión. Y mi opinión en cuanto a la “sobrecarga” de impuestos que se han venido sucediendo en el gasóleo son especialmente auspiciadas por la enorme necesidad de dinero que tiene nuestra “mayorada” e ineficiente Administración.
El gasóleo “no está de moda” y para una Administración como la nuestra, siempre necesitada de más dinero sin pensar nunca en reducir su mastodóntico tamaño y sus insufribles “inercias”, viene como “anillo al dedo”, se acusa al motor diésel de contaminante y así se justifica el aumento de impuestos y encima se “queda bien” por su preocupación medioambiental.
Efectivamente mi visión de la Administración patria es desmoralizador: puestos duplicados, organismos e incluso ministerios repetidos, burocracia inútil. Instituciones ineficientes por su tamaño y por su duplicidad. Macroayuntamientos, diputaciones, comunidades autónomas, gobierno central, instituciones europeas… organismos, todos ellos, necesitados de más y más fondos para su inoperante y lenta burocracia.
O se reduce el aparato burocrático o resulta imposible seguir alimentándolo.
La necedad política: Me resulta difícil entender como un político, normalmente sin noción mínima de lo que está hablando cuando de tecnología se trata, sea capaz de disertar sobre ósmosis inversa (me refiero a la “lapidación” del plan hidrológico nacional) o energía nuclear (pienso en el plan de cierre de las centrales nucleares) o últimamente con las declaraciones desde el ministerio de Transición Ecológica  se diga que “el diésel tiene los días contados”.
Los bandazos políticos claman al cielo. ¿Cómo es posible que desde 2007 se haya reducido el impuesto de matriculación de los diésel por sus menores emisiones de CO2 y ahora se suban los impuestos del gasóleo para colocarlo incluso por encima de la gasolina?


DEMONIZACIÓN DEL DIÉSEL
Lo “mejor” de todo es que incluso la demonización al diésel en Europa y en España no es en absoluto “original”; sino que, una vez más, nos hemos dejado llevar por la corriente de moda norteamericana.
La realidad es que cuando en 2015 estalló el escándalo de VW en EEUU por trucar el software para parecer que se contaminaba menos los norteamericanos “montaron en cólera” y Europa, como siempre “a verlas venir” no quiso ser menos.
Pero ojo, porque “machacar” al diésel tiene consecuencias. España es una gran potencia en la fabricación de automóviles, y la mayoría de los que salen de las líneas de montaje que las principales marcas tienen en nuestro territorio lo hacen alimentados por gasóleo.
¿Cómo un fabricante puede entender que tras el enorme esfuerzo de desarrollo e inversor que ha hecho para reducir al mínimo el nivel de contaminación en los últimos 20 años ahora se le diga que su inversión y su trabajo no se amortiza?

EL DIESEL ES INSUSTITUIBLE DE MOMENTO EN AGRICULTURA
El motor diésel es un motor rotundamente robusto, ideal para motorizar máquinas agrícolas e industriales. 
Evolución: El motor diésel ha permitido la evolución de la agricultura. También el motor diésel ha evolucionado mucho. Desde aquellos primeros “semidiésel” que sustituyeron a la máquina de vapor la evolución ha sido constante y siempre mejorando el producto anterior. Las etapas de evolución bien se podrían encuadrar en la aparición entre motores de inyección indirecta, motores de inyección directa, motores turboalimentados, inyección electrónica, common rail. (Ver reinventando el motor diésel I, y reinventando el motor diésel II; Conociendo el common rail; El turbocompresor, la vieja novedad)
La evolución debida a la normativa de gases contaminantes: Los fabricantes para intentar cumplir con la normativa de gases contaminantes han ido introduciendo mejoras buscando una mayor eficiencia, bajando el consumo específico. Se ha alterando la relación de compresión, la presión de inyección, los inyectores multipunto.
Ha tocado “pensar”. Los fabricantes han diseñado sistemas de recirculación de gases de escape (EGR)  y así reducir el aire de admisión y suplir esa falta de aire con gases ya salidos de los cilindros. Se han colocado filtros de partículas (DPF) 
¡Son los hechos!: El motor diésel es más eficiente que el de gasolina, consume menos que el de gasolina y es un motor más duradero a la vez que necesita menos mantenimiento.
Los resultados asombran a cualquiera. Se puede dar el hecho de que ¡un autobús en fase Euro 6 circule por una ciudad muy contaminada y el aire de admisión del autobús esté más contaminado que el de escape!

¿GASÓLEO MÁS CONTAMINANTE QUE LA GASOLINA?
Los hechos vuelven a decir que no se puede afirmar tal cosa. Por supuesto existe controversia y decantarte por uno u otro dependerá de que parámetros se midan.

El diésel es más eficiente que la gasolina, pero también es cierto que para aquellos que no siguen el día a día de su evolución, mantengan la imagen tradicional de “motor sucio” debido al  “hollín” (partículas o carbonillas) que emitían. Pero los fabricantes han hecho sus deberes.
Las normas Euro 4, 5 y 6 garantizan que las partículas hayan desaparecido, el CO2 (gas responsable del efecto invernadero aunque no es dañino para la salud) emitido es inferior al que emite un gasolina y los óxidos de nitrógeno están a la par o ligeramente superior al que emite un motor de chispa de similar potencia y cilindrada debido a la adición del agente reductor (urea) para eliminarlos. Y por último las partículas quedan retenidas en los eficientes filtros DPF de los diésel.
¿Existen alternativas al diésel?: Además la realidad es que no existe alternativas, al menos no a corto y medio plazo. Así que la desaparición del diésel en las carreteras y hablando de turismos será a medio plazo. En cuanto al transporte pesado y la agricultura de momento es impensable. Las alternativas de la electricidad, las pilas de combustible, el gas natural… no son viables con la tecnología actual. (Ver "el tractor eléctrico")

miércoles, 10 de abril de 2019

¿Y TÚ, QUÉ HACES CON EL ACEITE USADO?

"Gran Carena" en la joya de Benjamin
ACEITE USADO: UN RESIDUO PELIGROSO A LA PAR QUE VALIOSO
Los aceites industriales, aceites de motor, transmisión, hidráulico, dirección, frenos… son imprescindibles para el buen funcionamiento de la maquinaria agrícola, sin embargo se convierten en un residuo peligroso y contaminante cuando al final de su vida útil no sabemos qué hacer con ellos.
Quizá por negligencia o por desconocimiento, una gestión inadecuada puede derivar en graves daños medioambientales.
Las particularidades del mundo agrícola, en el cual es habitual que el propio agricultor haga los cambios de aceite y filtros, así como que no siempre se disponga de un punto limpio cercano para llevar los residuos origina una casuística que puede llegar a ser peligrosa para el medio ambiente. Afortunadamente los agricultores españoles es un colectivo cada vez más concienciado en el buen proceder referente a residuos tóxicos y peligrosos. Lo normal es hacer las cosas bien, pero también existen irresponsables (léase incineración incontrolada o vertidos en suelo o agua)
Los aceites son tóxicos y eso les confiere alta peligrosidad; apenas son biodegradables y se pueden acumular en los seres vivos.
¡Qué pasada!: 1 L de aceite contamina hasta 1 ML de agua. 5 L de aceite quemados en una estufa o al aire libre puede contaminar hasta 1 M m3 de aire con elementos como plomo, fósforo, cloro...

ENCUESTA ENTRE AGRICULTORES
Se me ocurrió hacer una encuesta entre agricultores y lo hice tanto en una aplicación que se usa mucho en el medio agrícola; me refiero a la red social Facebook  y en algún grupo de agricultores de Wasap.
La pregunta era sencilla, ¿qué haces con tu aceite usado? y la participación numerosa, hasta 125 personas. Además, para intentar que las respuestas no se “desparramasen” propuse una serie de opciones como respuestas a la propia pregunta. He aquí tanto las respuesta opcionales como la frecuencia de su elección:
  • Lo llevo a punto limpio: 56 %
  • Los recoge empresa autorizada: 32 %
  • Lo guardo en depósito y no sé que hacer con él: 4 %
  • Lo tiro a la cuneta o donde mejor venga: 3 %
  • Lo uso para quemar restos de poda: 2 %
En el lado positivo: En diferentes zonas existen puntos limpios que según la geografía nacional se denominan así o de formas similares como ecoparques, o dejadería (deixadería)
Lo que ocurre es que en el mundo agrícola no siempre se tienen estos puntos cerca de las naves de guarda de la maquinaria. Así que se necesita ser muy ordenado y disponer de un correcto almacenaje de estos productos para poderlos depositar en sitio seguro para su reciclaje cuando corresponda. Es de destacar que algunos agricultores hablan de hacer incluso más de 30 km para llegar al punto limpio más cercano.
También hay muchos otros agricultores que optan por dejarlo en talleres que a su vez están adscritos a alguna empresa de reciclaje. Esta solución es ideal, pero para ello se debe tener una buena relación con el taller. Si el taller sabe que el pequeño mantenimiento lo haces tú pero que aún así eres un buen cliente no podrá impedimento a que le dejes depositado el aceite usado en sus instalaciones acondicionadas para ello.
Otra opción es llevar el aceite viejo a su proveedor de aceite nuevo para que sean ellos los que gestionen la retirada. Esta opción es muy efectiva y que también sirve para otros elementos como filtros de aceite, baterías y neumáticos.
Algunas Comunidades Autónomas disponen de una gestión ambiental que permite al agricultor juntar una cantidad grande, 600-1000 litros, y cuando avisas telefónicamente un camión cisterna viene a recogerlo. Esta opción permite que el agricultor disponga de un documento oficial que incluso se puede reflejar en los cuadernos de campo o bien mostrar si en alguna ocasión el Seprona se persona en tus instalaciones para que justifiques el reciclaje.
En el lado negativo: La irresponsabilidad hace que haya quien lo usa para matar plantas como pinos, encinas o zarzas; así se "deshacen" de árboles para lo cual no tienen permiso y, una vez muertos, la Administración no pondrá cortapisas a su tala.
Existe quien lo vierte en los montones de sarmientos de viñas u otros restos de poda antes de proceder a su incineración, pero es infrecuente y en todo caso se trataría de un pequeño volumen. También es anecdótico el pequeño volumen que se puede usar para engrasar la cadena de la motosierra, o para los filtros de aire húmedos o las cadenas de los carros del estiércol.

¿Y LOS TALLERES COMO LO HACEN?
La normativa sobre aceites usados que se recoge en el RD 678/2006 exige una serie de obligaciones para regular la gestión de aceites usados industriales. La normativa dice que son los fabricantes o los importadores de lubricantes los responsables de gestionar de forma correcta los aceites usados.
Los fabricantes disponen de medidas para llevar a cabo esta labor y cumplir la normativa. En España lo más habitual es que las empresas fabricantes o importadoras pertenezcan a una SIG (Sistema Integrado de Gestión) que es la que se encarga de estas labores.
SIGAUS: En España el 90 % del mercado de empresas fabricantes o importadoras de aceites pertenecen concretamente a SIGAUS. Un porcentaje que implica a 200 compañías y unas 500 marcas. SIGAUS es por tanto un sistema integrado de gestión de aceites usados, que se encarga de garantizar la recogida y correcto tratamiento del aceite industrial usado de toda España. Para cumplir su objetivo SIGAUS dispone de una red para cubrir todas las fases del proceso desde la recogida al tratamiento final.
SIGAUS es una entidad sin ánimo de lucro y por lo tanto no obtiene ningún beneficio económico de la actividad. Los ingresos que obtiene desde las empresas que se adhieren (fabricantes e importadores de aceites) los emplea en hacer una correcta gestión de los aceites.
Aquellas empresas que no pertenecen a una SIG pueden hacerlo de forma individual.
Algunas cifras: En España se generan unas 150.000 toneladas de aceites usados (vehículos, maquinaria, industria).
Los talleres mecánicos representan el 55 % del consumo de aceite. Hay unos 400.000 talleres censados oficialmente en nuestro país.
Una empresa como SIGAUS se compromete a la recogida de los aceites usados en cualquier taller mínimo una vez cada 6 meses.
Los fabricantes o importadores y distribuidores de aceites
Ya que son ellos los que inician la cadena al poner el producto en el mercado, la legislación europea vigente les encarga de ser ellos los que deben recoger y gestionar el aceite usado eso si, repercutiendo la financiación hasta el consumidor final. Es un caso similar al de los neumáticos o baterías. El fabricante puede hacerlo de forma individual o participando en un sistema integrado de gestión SIG.
Una empresa fabricante o importadora garantiza la recogida y la correcta gestión de una cantidad de aceite usado directamente proporcional a la cantidad de aceite industrial nuevo que pone en el mercado. La adhesión de una empresa al SIG se hace con un contrato.
Financiación del reciclado: Las empresas adheridas a la SIG realizan un aporte económico por kilogramo de aceite comercializado; a su vez el fabricante repercute ese importe en su aceite nuevo que vende al consumidor final, en torno a 0,1 €/kg de aceite, y a su vez el fabricante repercute ese importe en su aceite nuevo vendido al consumidor final. Es decir que cuando se compra una lata de aceite ya se sabe que se está pagando una cantidad para financiar las actividades de recogida y gestión del aceite al fin de su vida.
PROCESO DE REGENERACIÓN
La regeneración consiste, partiendo de aceites usados, en obtener o bien bases lubricantes u otros productos.
El proceso de regeneración se inicia con el debido almacenamiento temporal en talleres mecánicos o puntos limpios adscritos a la red.
Unos camiones cisterna son los que se personan en esos talleres o puntos limpios para retirar los aceites usados y llevarlos a unos centros de almacenamiento temporal o centros de transferencia. En estos centros se realizan determinados análisis para delimitar la composición de los mismos y así poder darle una ruta a su destino final.
Desde aquí de nuevo con cisternas pero ahora de gran tamaño se llevan a los centros de tratamiento final. Una vez allí la gran mayoría se destina a su refino. En este proceso de refino se elimina agua, sedimentos, aditivos, metales pesados…
Una fracción mayoritaria, en torno a 2/3 del aceite usado, se usa para regenerar. Es de aquí de donde se van a extraer las bases lubricantes que se utilizarán en la formulación de nuevos aceites (ver: aceite motoraceites de transmisión; mantenimiento y aceite . Las bases lubricantes son el producto esencial para la fabricación de nuevos aceites. La base lubricante en realidad representa hasta el 85 % de los componentes de un nuevo aceite.
El tercio restante se reciclan bien para producir otros materiales como betún asfáltico para telas impermeabilizantes o para pinturas o asfalto de carreteras. O también otro porcentaje se destina a ser utilizado como combustible de uso industrial en centrales térmicas o cementeras u hornos o equipos marinos…
¡Espectacular!: Mientras que con 3 litros de aceite usado se obtienen unos 2 litros de base regenerada, para obtener un litro de aceite nuevo a partir del primer refino del petróleo se necesitan unos 140 litros (datos de la Agencia norteamericana para el medio ambiente EPA) Las emisiones de CO2 son hasta un 40 % inferiores al producir aceite nuevo procedente de la regeneración que con la obtención de bases desde el refino de petróleo.


lunes, 1 de abril de 2019

¿SE PUEDE FABRICAR UN TRACTOR CON IMPRESORAS 3D? (II parte)

Maqueta de Lamborghini Nitro (Foto CGTrader)
En la 1ª entrada  analicé algunos ejemplos de vehículos impresos con tecnología 3D como el automóvil Strati, también explicaba como es el proceso de impresión en 3D, así como las impresoras para llevarlo a cabo. 
Con la entrada presente pretendo ayudar a entender los métodos de impresión por adición así como algunos ejemplos industriales afines a nuestro sector de la maquinaria agrícola.

MÉTODOS DE IMPRESIÓN
Existen bastantes métodos de impresión 3D ya que se puede usar material fundido o bien se pueden usar materiales líquidos que luego solidifican.
“Extrusión” o adición: Son las impresoras más populares. Cuentan con un enorme potencial de desarrollo. En este tipo de impresión se utilizan termoplásticos (ácido poliláctico o PLA, ABS, polietileno de alta densidad HDPE, Nylon…) en filamento que se funde y el inyector o extrusor lo añade por capas muy finas que se van superponiendo (estratificación). La boquilla se mueve en el plano horizontal, mientras que el lecho (aunque también en algunas impresoras la propia boquilla) se mueve en el plano “z” vertical.
Los objetos pueden ser de casi cualquier forma geométrica e incluso se pueden fabricar formas que con otros procesos como moldeado o estampación no podrían realizarse. Estos materiales admiten el pulido posterior de la pieza entre otras cosas porque son piezas resistentes. Se pueden alternar varias cabezas extrusoras e ir cambiando de material y de color. Incluso es un método utilizado en la industria de la alimentación pues se puede incluso utilizar chocolate para hacer tartas con diseños impresionantes.
Son piezas que normalmente se utilizan para prototipado rápido, también para fabricar piezas para las mismas impresoras o en robótica (RepRap o máquinas autoreplicables)
Estereolitografía o Jetting: Es una especie de impresora de inyección de tinta 2D en la cual diminutas boquillas suministras microgotas de fotopolímero capa a capa. En ellas un chorro de resina fotosensible es curada, solidificándola, con haces de luz ultravioleta (también se puede endurecer por enfriamiento).
Borde de corte de broca; fabricación 3D en diamante policristalino
Compactación: Una masa de polvo que se compacta por estratos. A las impresoras se les denomina de 3D con tinta puesto que utilizan una especie de tinta como aglomerante para compactar el polvo. Tienen una ventaja y es que la “tinta” puede ser de diferentes colores por lo que la impresión también. El material utilizado es a base de escayola y/o celulosa. Se obtiene un resultado muy frágil por lo que luego se infiltra el material con cianocrilato o alguna resina epoxi o incluso con algún elastómero y entonces se consiguen piezas flexibles
Impresión de Metal
La técnica para la impresión de metal es algo diferente, también se produce por fusión. Se conocen por su acrónimo inglés, DMLM (Direct Metal Laser Melting o Fusión Directa del Metal por Láser) aunque hay muchas variantes como DMLS (Sinterización Directa de Metal Láser) o EBM (Fusión por Haz de Electrones) o SLS (Sinterización Selectiva por Láser) La fusión del polvo metálico se produce por el calor generado por un láser. Un suministrador va depositando finas capas de polvo de metal y un láser transfiere la energía al polvo que acaba fundiendo. El polvo metálico suele ser de titanio, cromo-cobalto, aleaciones basadas en níquel, aluminio, acero y acero inoxidable, bronce y también metales preciosos.
En otros modelos se pueden utilizar sopletes de plasma para fundir atomizando el material de alimentación de alambre.
Son impresoras con enorme precisión y un buen acabado superficial por lo que se usan en matricería. Lo normal es que el láser se monte en un brazo que en algunas impresoras tiene 4 ejes y en otras 5. Tantos grados de libertad permiten una impresión imposible por otros métodos y es por lo que se usa mucho en aeronáutica y defensa. También es el método ideal para reparar piezas desgastadas ya que se requiere un sistema de apoyo que suele ser la pieza a reparar.

PRECISIÓN DIMENSIONAL
Se denomina así a la capacidad de una impresora 3D en respetar distancias de diseño. Se define en espesor de capa y resolución XY (puntos por pulgada o micrómetros)
La precisión de una impresora depende de su calidad en el diseño, de la boca extrusora y del material utilizado. Hay máquinas con tolerancias desde algunas decenas de micras hasta 1 mm. También es común que en algunas aplicaciones donde se requiere mucha precisión y un acabado “fino” se proceda a imprimir un modelo ligeramente sobredimensionado para posteriormente eliminar material y así lograr una superficie totalmente lisa. Esto se puede lograr con mecanizado del material plástico o incluso con disolventes.

USOS INDUSTRIALES
La impresión 3D se usa para “todo”: Creación de prototipos; componentes de turbinas de motores aeroespaciales; fuselaje de aviones; industria armamentística; prótesis médicas; textil; zapatos; gafas; monocascos de automóviles...
He aquí algunos ejemplos que me resultan interesantes:
Escavadora 3D: Ejemplo norteamericano de colaboración a tres bandas (laboratorio público de investigación, universidad y múltiples proveedores de la industria) han producido la primera excavadora completamente funcional. El proyecto ha sido denominado AME.
La cabina, el gran brazo articulado y el intercambiador de calor se han “impreso” y han conseguido una excavadora totalmente funcional.
Neumáticos: En el mundo del neumático destaco el proyecto del departamento de investigación CIB (Corporate Innovation Board) de Michelin que ha presentado, bajo el concento 4R (Reducir, Reutilizar, Renovar y Reciclar) a VISION; un concepto de neumático sin aire, personalizable que es a la vez rueda y neumático. Se crea a partir de materiales de origen biológico y biodegradable y, por supuesto, se imprime en 3D.
Neumático Michelin VISION
El neumático incluso permite “recargarse” en una impresora 3D depositando de nuevo goma en aquellos puntos que son necesarios y volviendo a generar la banda de rodadura (lo que hasta hoy era un “recauchutado”)
La arquitectura interior del Vision es alveolada y se suprime el aire a presión por lo que no puede ni reventarse ni pincharse.
Koenigsegg: El fabricante sueco del superdeportivo utiliza muchos componentes de la carrocería como las ventanillas o el turbocompresor que se han impreso en 3D
Aeronautica y Aeroespacial
Airbus: asegura que en su A350 hay más de 1000 componentes fabricados en 3D; también en el avión de combate Eurofighter Typhoon existen multitud de componentes “impresos”.
General Electric (GE): usa la impresión 3D en la fabricación de las boquillas de combustible de alguno de sus motores a reacción. Hasta ahora esa misma boquilla según afirman los técnicos de GE tenía hasta 25 soldaduras y ahora se han reducido a 5. La nueva boquilla es hasta un 25 % más ligera. 
GE como proveedor de impresoras 3D: Y es que la apuesta de GE va por posicionarse como proveedor de impresoras 3D con más de 1000 técnicos dedicados al desarrollo a esta actividad. Hoy cuenta en su catálogo con impresoras DMLM de hasta 1,1*1,1*0,3 m
Motor LEAP (GE) e inyectores combustible
NASA y ESA: Las agencias espaciales norteamericana y europea están estudiando utilizar impresoras 3D en el espacio para fabricar allí componentes y herramientas y evitar el costoso proceso de subirlas desde la Tierra.
Arquitectura
Enormes las posibilidades en el campo arquitectónico ya sea en la creación de maquetas como de viviendas o pabellones de exposición.
Medicina
Es la medicina uno de los campos que más prometen en el uso de la impresión 3D como la creación de órganos artificiales a partir de un modelo digital. La idea es obtener réplicas de secciones corporales mediante imágenes de tomografía computerizada. Así se pueden producir implantes ortopédicos "porosos" para facilitar la osteointegración (un ejemplo es la impresión de vértebras en titanio con inserción de poros para que el hueso crezca dentro) O incluso, más sencillo, en vez de la molesta escayola para inmovilizar un hueso se puede optar por hacer una pieza en 3D con varias ventajas: más resistencia con menos pesada; dispone de agujeros para permitir respirar a la piel (y "rascarte"); está abisagrada para que el doctor, y el paciente, puedan abrirla y examinarla.
Industria armamentística
Hay tantos ejemplos que es difícil elegir uno, pero uso el sector para hacer una llamada de atención y que es el peligro que representa poner la tecnología en manos indebidas. Algunos lectores recordarán, 2012, cuando los noticieros se hicieron eco de unos planos que se habían colgado en Internet de un arma de fuego, una pistola en concreto, impresa en 3D.
Armas realizadas con impresión 3D

MI OPINIÓN
La tecnología de fabricación con impresión 3D puede representar una tercera revolución industrial.
No considero que en la fase actual la impresión 3D pueda sustituir a la tradicional línea de producción pero si ayudar mucho en el diseño y en la fabricación de modelos.
Existe un fenómeno a considerar y es que la impresión 3D incluso puede ir en contra de la corriente imperante de la globalización. Si un usuario puede fabricarse un material propio o incluso personalizar su diseño la globalización pierde su sentido, ¿o no?

Fuentes consultadas
CGTrader  (compra de archivos para impresión 3D)
Grandes impresoras 3D

lunes, 25 de marzo de 2019

¿SE PUEDE FABRICAR UN TRACTOR CON IMPRESORAS 3D? (I parte)


La presente entrada tiene como objetivo analizar el estado actual de la impresión en tres dimensiones (3D) y la posibilidad de fabricar "un tractor" o alguno de sus componentes con esta técnica.
El tema es tan amplio que dividiré la serie en 3 entradas:

  • La 1ª entrada, actual, versa sobre ejemplos de impresión 3D en el sector industrial
  • La 2ª entrada versará sobre los tipos de impresoras tridimensionales que se suelen emplear en la fabricación de componentes
  • La 3ª entrada irá dedicada a la fabricación de componentes de motor con técnicas 3D
¿PUEDO FABRICARME UN TRACTOR?
Por supuesto que no se puede fabricar un tractor "operativo" con impresión 3D pero si lo que estás pensando es si se puede fabricar diversidad de componentes con impresión 3D, entonces la respuesta es afirmativa.
El "Strati", no es tractor pero si es un coche
El Strati parece que tiene el honor de ser el primer vehículo construido con impresión 3D (digo “parece” porque hay otro coche, el Urbee que también afirma "ser el primero") Dejando la “competición y la disputa” al margen, me quedo con el Strati simplemente porque tengo más información sobre el mismo.
El Strati: es un proyecto realizado entre un centro de investigación (LNOR) y la empresa comercializadora (Local Motors); Se trata del típico proyecto colaborativo Universidad-Empresa y que tanto echo en falta en España.
Los investigadores del LNOR tienen una línea de investigación en impresión 3D, además cuentan con un buen “arsenal” de máquinas con tecnología 3D, han sido los que han fabricado varios de los componentes de la carrocería así como del chasis. Por su parte la empresa Local Motors han elegido y montado el resto de componentes mecánicos como el motor, suspensión, cableados y baterías.
La primera impresión se hizo en tan solo 44 horas, sin embargo los responsables de LNOR han ido bajando el tiempo de impresión hasta las 24 h e incluso afirman que pueden seguir bajando hasta aproximadamente 10 h.
El proceso de fabricación ha sido mediante el denominado BAAM (Amplia Área de Fabricación Aditiva) que es un sistema muy utilizado en la impresión-fabricación 3D.
El resultado colaborativo ha sido la consecución de un vehículo eléctrico biplaza y con una autonomía de unos 200 km
Maqueta cabina SDF by Giugaro Design
Reciclable y con menos tiempo de impresión: El material utilizado ha sido ABS (termoplástico) con fibra de carbono. La elección de los materiales se ha realizado teniendo en cuenta la facilidad del manejo en la impresión 3D, así como sus buenas propiedades mecánicas, pero también por la “reciclabilidad” de ambos. Cuando la vida útil del vehículo se acaba se procede a picar el material plástico reprocesándolo para una nueva utilización.
La tecnología hoy en la fabricación de maquinaria agrícola
No es una técnica aún empleada en la fabricación de componentes de maquinaria agrícola pero si que empieza a ser muy común la impresión 3D en la creación de modelos. La modelización 3D abarata enormemente el desarrollo de ingeniería y evita errores que se corrigen incluso antes de la impresión o permite verificar diseños antes de su fabricación. Las posibilidades de diseño que ofrece la posibilidad de hacer un modelo 3D son enormes.

EL PROCESO DE IMPRESIÓN EN 3D
Un mínimo de historia: Se trata de una historia con “poco recorrido”; no hay que remontarse demasiado. La fabricación aditiva se inicia en Japón 1980; en 1990 tres renombrados centros de investigación norteamericanos como son el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), la universidad de Stanford y la Carnegie Mellon, van poniendo las bases del modelo actual de la deposición de material fundido. Aparecen las primeras empresas comercializadoras como Soligen Technologies y la desaparecida Z Corporation.
Es a partir del 2000 cuando la impresión 3D sufre un auténtico boom; hoy el proceso incluso permite insertar otros materiales amen de poder cambiar de material en mitad del proceso de impresión.
Componentes del Strati, primer coche fabricado en 3D
Procesos aditivos en contraposición a la sustractiva: Una impresora 3D viene a ser una máquina herramienta de control numérico (CNC) en donde se cambia la fresadora o el taladro por un sistema de extrusión capaz de fundir y depositar el material donde se requiere.
Hasta la aparición de la fabricación por adición las técnicas de fabricación comunes son la fundición, estampación o mecanizados como el fresado. A todas las técnicas existentes de “eliminación de material” o sustractivas (mecanizado) porque existe arranque de viruta (fresado, torneado, taladrado) se les ha ido dotando de una loable automatización con la ayuda de los robots y del control numérico (CNC); sin embargo mantienen unas limitaciones geométricas importantes.
En contraposición a las técnicas de rebaje de material aparece la denominada fabricación por adición en la cual un “inyector” pasa por las cotas del cuerpo eyectando el material con el que se fabrica la pieza. El proceso se repite, adicionando, material en las sucesivas cotas. Se trata de un proceso más barato que los tradicionales de rebaje por mecanizado, además se agiliza bastante el proceso de fabricación.

LA IMPRESORA
Una impresora 3D es una máquina capaz de realizar réplicas de diseños en tres dimensiones, creando piezas volumétricas a partir de un diseño hecho por ordenador, descargado de Internet o recogido a partir de un escáner 3D
La impresión 3D en el sentido original del término se refiere a los procesos en los que secuencialmente se acumula material en una cama o plataforma por diferentes métodos de fabricación, tales como polimerización, inyección de aporte, inyección de aglutinante, extrusión de material, cama de polvo, laminación de metal, depósito metálico. Todos ellos son modelos comerciales, aunque la tecnología más usada para impresión “casera” es el modelo aditivo de un extruido de algún termoplástico (plásticos que a ciertas temperaturas se derriten)
Impresora 3D en plena Puerta de Alcalá en Madrid
El lenguaje 3D: Las órdenes a la impresora le deben llegar en un “idioma” que pueda interpretar. Tal idioma puede venir desde un patrón de diseño asistido por ordenador (CAD) que se convierte en archivos de fabricación aditiva (AMF); también se pueden hacer mediante un escáner tridimensional; también a través de una imagen obtenida desde una cámara digital y que mediante un software de fotogrametría se convierte a 3D.
Posteriormente se deben corregir los errores en el archivo a imprimir. Si el archivo se ha obtenido por explotación 3D (escáner) suele tener más errores que si se ha dibujado con programa CAD.
Una vez depurados los errores se obtiene el denominado archivo STL (STereoLithography) que a su vez se debe convertir en código G que es el archivo que contiene las instrucciones para convertir el modelo en una serie de capas delgadas.
ESCANER 3D: Es capaz de hacer una “radiografía” en 3 dimensiones. Los hay grandes pero también tamaño “escritorio” a un precio asequible (unos 800 €) y con precisión muy buena, ≤0.1mm, para digitalizar objetos de hasta 800*800*800 mm (EinScan-S)
Se dará cuenta el lector que hay piezas que se pueden fabricar sin ni tan siquiera hacer planos…
Materiales: Desgraciadamente las impresoras 3D todavía no pueden utilizar cualquier material pero se está avanzando mucho y esto irá cambiando de forma rápida.
Hoy por hoy los más utilizados son los termoplásticos como el ABS, el polietileno (PE), el ácido poliláctico (PLA) con la ventaja de ser muy biodegradable, el polipropileno (PP), Tereftalato de polietileno (PET) y el nylon. La compra se realiza con el material en filamento que se caracteriza por el diámetro.
Otros materiales pueden ser metales e incluso cerámica, pero también, ojo, materiales “fundibles” como el chocolate en la elaboración de tartas.

HAZLO TÚ MISMO
Al igual que una impresora convencional, también las de 3D se pueden adquirir en el mercado, sin embargo “se ha puesto de moda”, y sobre todo si eres un manitas de la informática y la electrónica debes pensártelo, fabricarla uno mismo (los de “origen inglés” que le ponen nombre a cualquier tontería habla del “DIY” o Do It Yourself “hazlo tú mismo”)
Múltiples comunidades o foros se crean a diario para unir usuarios y compartir información sobre construcción de impresoras 3D, mejoras de la impresión, modelos 3D (RepRap, MyMiniFactory…)
Software: La mayoría de diseños de impresoras 3D se crean bajo la licencia libre GPL (General Public License) Una licencia libre es aquella en la cual el software empleado es libre de código abierto y el derecho de autor no existe. Lo que se garantiza es que los usuarios finales (ya sean personas físicas o compañías) puedan hacer uso de ese software e incluso modificarlo y volver a compartir. Una página donde poder descargarlo es www.repetier.com
Hardware: El hardware principal está basado en la placa electrónica Arduino
En cuanto a su construcción se usa una fuente de alimentación (normalmente se elige una “vieja” de PC); Motores “paso a paso” que se pueden obtener por ejemplo de viejas unidades DVD o CD y algunos finales de carrera.
Ahora resta el bloque propio de “impresión” o boca extrusora. Si te animas, un proveedor con una buena página que recomiendo es HTA3DEn HTA3D incluso disponen de impresoras para realizar el trabajo solicitado.
Software impresión 3D
¿Qué es Arduino?: Arduino aparece para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares. En realidad Arduino es una plataforma de hardware libre y que está basado en una placa (circuito integrado programable, por lo tanto con memoria) con un microcontrolador y un software (IDE por Integrated Development Environment o Entorno de Desarrollo Integrado) El software compuesto por herramientas de programación con un lenguaje basado en su sencillez y facilidad de utilización. Con Arduino se puede controlar un motor a través de un sensor o convertir cualquier información en una acción.
El crecimiento de Arduino responde a la existencia de una comunidad que comparten desarrollos y comunicaciones en Internet generando librerías de uso común, cursos, tutoriales que ayudan a usar Arduino con enorme facilidad.