La aeronáutica y la máquina-herramienta exhiben sintonía en la 30ª BIEMH

El CFAA, Centro de fabricación avanzada Aeronáutica, tiene por objetivo desarrollar máquinas y procesos cercanos a las necesidades del sector de turbinas aeronáuticas. Surgido del acuerdo del Gobierno Vasco y la Diputación Foral de Bizkaia junto a una Agrupación Empresarial con 58 empresas y organizaciones y la UPV/EHU. Constituido como un centro mixto de la Universidad, su meta es trabajar con un enfoque directo a las aplicaciones finalistas, además de la generación de nuevo conocimiento en tecnologías avanzadas de fabricación. Durante su participación en BIEMH2018 los visitantes al stand del centro pudieron ver una turbina del Trent 500, uno de los más importante de los programas de la empresa ITP Aero y de Rolls&Royce. Precisamente el Head de Ingeniería Avanzada de dicha ITP Aero y, a la vez, gerente de la agrupación del CFAA, Alfredo López Diez, impartió la ponencia ‘Las turbinas y motores de aeronaves, cómo van a ser, de que estarán compuestos’ en la jornada organizada por el centro. En ella, López Díez planteó a los asistentes cómo serán las máquinas y procesos a utilizar en la fabricación de motores y turbinas aeronáuticas del 2025. Una compleja pregunta que sí puede empezar a responderse desde el conocimiento de cómo serán los motores que a fecha de hoy se están desarrollando, tal como expuso.

Alfredo López-Diez, Head de Ingeniería Avanzada de ITP Aero y gerente de la agrupación del CFAA, expuso el cambio que vivirán los motores aeronáuticos de cara a 2020. “Los nuevos requisitos en cuanto a características termodinámicas, como la exigencia relativa a una mayor eficiencia energética, suponen la necesidad de desarrollar nuevos motores”. Asimismo, apuntó que “el reto a medio plazo también afecta a la reducción de las emisiones hasta el año 2050, a lo que deberán también contribuir los nuevos motores”. En este sentido, presentó los motores en los que están trabajando en ITP Aero + Rolls Royce “cuyo primer salto será en la mejora de la eficiencia energética mediante cambios en la turbina mientras que un segundo paso será mejorar la propulsión”. Con estos cambios se logrará reducir la emisión tanto de CO₂ y NOx.

En la misma línea, en Safran están desarrollando una nueva turbina para mejorar la propulsión, con la tecnología OpenRotor, que a su vez supone una reducción del consumo de combustible, “aunque esto supone un cambio radical en el diseño de los aviones”, advirtió López Díez, incidiendo en la dificultad que ello implica. Asimismo, el directivo de ITP Aero, explicó que a medio plazo se espera que vuelva el avión supersónico, “mejorando las problemáticas que suponía el Concorde gracias a los cambios en los nuevos motores”.

El futuro es turboeléctrico

Para López Díez, el futuro es turboeléctrico pero en este caso “la problemática actual es sobre la poca capacidad de almacenaje de las baterías, todavía insuficiente para el sector aeroáutico”. ¿Cuál podría ser la solución? Él apuntaba como una posible resolución pasaría por “turbinas de gas que generaran la potencia necesaria para suministrar energía durante el vuelo de crucero y, a la vez, carguen las baterías, y que éstas sólo se usaran para despegue y aterrizaje”. “Y a largo plazo —añadía— el futuro será el vuelo hipersónico, multiplicando por 5 ó 6 la velocidad del sonido”. En este sentido, avanzó los trabajos de la firma REL, participada por ITP Aero+Rolls Royce está desarrollando un nuevo motor basado en la propulsión hipersónica.

Por su parte, Norberto López de Lacalle, como director del CFAA, hizo un repaso de las tecnologías que pueden encontrar las empresas en el centro preguntándose, a la vez, si será el ‘takt time’ el elemento definitivo en la venta de máquinas en este nicho de mercado. Para López de Lacalle, el uso de conceptos más habituales como en el sector de automoción ha sido una idea repetida en los últimos años, pero hay que plantearse si también lo será en el aeronáutico. Así, puso sobre la mesa cuestiones relacionadas con el futuro de las aleaciones y superaleaciones, las herramientas de corte, las diferentes operaciones de mecanizado… las máquinas-herramienta, el control de calidad, la fabricación aditiva…

El director del CFAA apuntó, sin embargo, un vector como el más importante que está presente en todos estos desarrollos, especialmente relacionado con el sector aeronáutico: “la seguridad de los materiales y la fabricación”. En este sentido, señaló el estado del arte en que se encuentra el mundo del mecanizado, con máquinas-herramientas de alta tecnología disponibles “algunas de las cuales equipan el CFAA”. Así, y ligado a la demanda de alta productividad por parte del sector, las máquinas multitarea son una alternativa necesaria para las empresas de fabricación de piezas para la aeronáutica. En este sentido, López de Lacalle comentó que “el futuro pasa por ampliar de manera creativa los procesos de mecanizado, combinando conceptos ya conocidos en máquinas que permitan mejorar y aumentar la productividad, reduciendo así los tiempos de producción”.

Otro campo de innovación, que el CFAA también trabaja en sus instalaciones, es el desarrollo de nuevos materiales, nuevas aleaciones con cobalto, lo que en opinión del director del CFAA supone también más problemas —“el infierno está hecho de estos materiales”, bromeó— e incorporar por ejemplo las cerámicas en procesos de acabado en sustitución de metal duro. Asimismo, apuntó que “el titanio sigue siendo el actor por excelencia en las aleaciones para el sector aeronáutico” y, si bien admitió que están apareciendo nuevas aleaciones, aseguró que sigue sin haber alternativas que solucionen los problemas térmicos que suponen este material.

López de Lacalle repasó otras tecnologías que pueden encontrarse en el centro, como la electroerosión que “algunos consideran competencia del mecanizado pero que es un aliado fiable para lograr mejor calidad superficial”; el rectificado, también enfocado al acabado de piezas, una gama de máquinas cuya tendencia es también hacia la multitask para ofrecer rectificado y fresado.

Asimismo, el director del CFAA apuntó también a la fabricación aditiva como una de las tecnologías que mayores avances aportará al sector, tanto en tecnología SLS (sinterizado láser) como LMD (deposición de metal); “este último quizá más industrial, que supone la integración de esta tecnología en determinados proceso”, puntualizó, “y especialmente útiles en aplicaciones como la recuperación o reparación de piezas metálicas por desgaste o rotura”. Y puso el dedo en la llaga… sin dar respuesta: “¿fabricación aditiva y mecanizado junto o por separado?”.

En cuanto al sinterizado, constató que se trata de una tecnología más cara, más tecnológico pero cuyo reto sigue siendo el tamaño de las piezas y la productividad… “el objetivo es lograr pieza buena a la segunda”.

Norberto López de Lacalle finalizó su sesión repasando dos tecnologías como son la soldadura y la metrología cuyas aportaciones a la industria están más que consolidadas.

Finalmente, 5 socios del centro contaron en mesa redonda sus experiencias en proyectos y casos concretos. ¿Cómo una empresa pequeña puede entrar a trabajar nuevos materiales o nuevas aplicaciones? ¿Cómo han conseguido algunas empresas estar bien situadas?