Hacia un proceso eficiente de fabricación de componentes de automoción en Aluminio

El proyecto ALePRE, "Nuevos bloques motor y discos de freno de ALuminio e-fabricados con tecnología a PREsión", plantea la migración hacia un uso eficiente de los materiales y la energía en el proceso de fabricación de componentes de automoción en Aluminio con la estrategia de fabricar productos ligeros, acorde con el paradigma de la fabricación de vehículos de automoción europeo de reducir el peso de los vehículos con el fin de que éstos emitan menores emisiones de CO2 a la atmósfera.

El proyecto está liderado por FAGOR EDERLAN, S.COOP y participan las siguientes entidades vascas: AURRENAK, S.COOP., TRATAMIENTOS TÉRMICOS TEY, S.L., FOSECO ESPAÑOLA, S.A., BEFESA, S.A., JOSÉ LUIS SANTILLÁN, S.A., SINDOSA, S.L. y el CLUSTER ENERGÍA. En el proyecto colaboran con los centros de la RVCTI, IK4-IKERLAN, IK4-TEKNIKER y EDERTEK S.COOP. Comenzó el 16 de Abril de 2015 y finalizará el 31 de Diciembre de 2017 con un presupuesto asociado de 5 millones de euros.

El reto consiste en desarrollar tecnologías para inyección de aluminio que proporcionen máxima calidad, menores tiempos de ciclo, menor consumo de materiales y menor consumo energético.

Con el objetivo de reducir el consumo energético del proceso de LPDC, FAGOR EDERLAN en colaboración con IK4-IKERLAN ha conformado un equipo de eficiencia energética para recabar y analizar los datos de consumos energéticos de su planta.

Se ha divido el proceso en varios módulos que agrupan equipos con funcionalidades similares (fusión, moldeo, tratamiento térmico, mecanizado, control de calidad, etc.) y se han identificado en cada módulo los equipos individuales en los cuales es posible cuantificar el consumo energético. Debido a que el consumo energético del proceso está muy ligado a la productividad del mismo, también se han tenido en cuenta los materiales de entrada y salida a las distintas etapas, así como el flujo de los mismos entre los equipos. Se ha procedido a recabar la información disponible en la planta LPDC, se han realizado medidas ad-hoc y se han estimado los valores en los casos en los que no existen datos disponibles. A continuación se detallan las distintas fuentes de datos que se han utilizado en el análisis:

• sistema de monitorización de consumos energéticos implementado en planta de LPDC: obtención automática de datos de consumo de gas y electricidad con desagregación diversa, desde equipos individuales (gas de horno de fusión), hasta datos agrupados para varios equipos (electricidad de moldeo), con tiempos de muestreo de unos pocos minutos
• sistema de registros de producción en ERP de empresa con valores agregados de turnos (8 horas)
• mediciones ad-hoc en determinados equipos (p.e. moldeo, tratamiento térmico, etc.) durante un periodo de tiempo significativo que permita obtener un patrón repetitivo tipo.
• estimaciones de datos en función de valores nominales y tiempos de ciclo (p.e. caudales de refrigeración en moldeo)

Con el análisis de esos datos de consumos energéticos de la planta de LPDC, se han identificado los módulos o etapas de mayor peso en el consumo energético. Entre las etapas de mayor consumo energético se encuentran aquellos donde se emplea gas para su calentamiento: fusión y tratamiento térmico. En estas etapas, los gases de combustión aportan calor a los materiales y tras aportar ese calor estos gases aún disponen de un calor sensible utilizable.

El equipo de eficiencia energética formado por FAGOR EDERLAN e IK4-IKERLAN ha explorado la posibilidad de la recuperación del calor disponible de estos gases para su empleo en otras etapas del proceso y así mejorar la eficiencia energética del proceso. Entre las distintas posibilidades de reutilización de calor se ha seleccionado la reutilización del calor de los humos del tratamiento térmico de solubilizado para su uso en el tratamiento térmico de envejecimiento.

Actualmente está en curso el proceso de diseño y dimensionamiento del sistema de recuperación de calor cuyo montaje y primeras pruebas experimentales se realizarán a lo largo del 2017.