El acero es un material extraordinariamente vers\u00e1til que presenta muchas ventajas; entre ellas, sus propiedades mec\u00e1nicas. No obstante, su uso en ciertas aplicaciones en las que el peso puede ser un elemento cr\u00edtico puede llegar a conferirle una posici\u00f3n inicial de desventaja. Conseguir que componentes de acero sean m\u00e1s ligeros que los de aluminio y titanio, con unos costes controlados, es un desaf\u00edo que, seg\u00fan Sergio Corbera, director del \u00c1rea de Ingenier\u00eda del Motor de la Universidad Nebrija, \u201cparece sencillo, pero es monstruosamente complejo\u201d. Este fue el punto de partida de una intensa colaboraci\u00f3n entre la organizaci\u00f3n de I+D de ArcelorMittal, que aport\u00f3 su tecnolog\u00eda en fabricaci\u00f3n aditiva y sus conocimientos en dise\u00f1o y simulaci\u00f3n que permitieron guiar todo el proceso hasta obtener la geometr\u00eda final, y Universidad Nebrija, que contribuy\u00f3 con sus desarrollos en t\u00e9cnicas de dise\u00f1o inteligente, conocimientos y experiencia en veh\u00edculos de competici\u00f3n, aspectos todos ellos clave para lograr este hito.<\/p>\n
Esta colaboraci\u00f3n estrecha entre la Empresa y el grupo de investigaci\u00f3n en Materiales y Fabricaci\u00f3n Avanzada (MOD3RN) de la Universidad Nebrija se ha plasmado en la fabricaci\u00f3n de un chasis de acero que podr\u00eda revolucionar el mundo de las motos. \u201cLas simulaciones parecen indicar que hemos conseguido un chasis muy equilibrado y que a priori<\/em> debe permitir un muy buen comportamiento de la moto en el circuito. Hemos aplicado una tecnolog\u00eda de fabricaci\u00f3n nueva (impresi\u00f3n 3D) para este sector con un material que pod\u00eda parecer a priori relegado para esa industria y con unas formas geom\u00e9tricas que rompen con lo habitual\u201d, asegura Corbera.<\/p>\n Por lo general, el material m\u00e1s extendido en el mundo de las motos es el aluminio, con alguna excepci\u00f3n en acero. Caracter\u00edsticas como la ligereza y ciertas propiedades que, tras a\u00f1os de investigaci\u00f3n, proporcionan un buen comportamiento a la moto, han sido factores clave para que este material se haya convertido en un denominador com\u00fan en cualquier chasis. Lograr desarrollar un chasis de acero capaz de igualar o mejorar la ligereza del aluminio y que aporte una sensaci\u00f3n de conducci\u00f3n y rendimiento similar a los de este material es uno de los hitos logrados por esta alianza entre ArcelorMittal y Nebrija.<\/p>\n Innovaci\u00f3n e inteligencia artificial<\/strong><\/p>\n En su centro de innovaci\u00f3n tecnol\u00f3gica en Asturias, ArcelorMittal lleva a cabo una labor de investigaci\u00f3n orientada hacia la aplicaci\u00f3n de tecnolog\u00edas digitales punteras, como la impresi\u00f3n 3D o la inteligencia artificial, en la industria sider\u00fargica, desde los procesos productivos hasta en las aplicaciones de los productos. La Universidad Nebrija integra las t\u00e9cnicas de inteligencia artificial y modelos generativos -dise\u00f1o inteligente o dise\u00f1o generativo- para conseguir desarrollar productos que pueden contribuir a generar nuevos casos de \u00e9xito dentro de un entorno de investigaci\u00f3n e innovaci\u00f3n, aplicados en este caso a la industria de competici\u00f3n en automoci\u00f3n. \u00a0\u201cAs\u00ed es como la relaci\u00f3n inicial evoluciona hasta convertirse actualmente en toda una l\u00ednea de desarrollo de alto impacto tecnol\u00f3gico, de la que el chasis es el primer producto que sale a la luz\u201d, comenta Rafael Barea, director del grupo de investigaci\u00f3n en Materiales y Fabricaci\u00f3n Avanzada de la Universidad Nebrija.<\/p>\n Para conseguir que una pieza en acero sea m\u00e1s ligera que una de aluminio o titanio gracias a la impresi\u00f3n 3D, los investigadores de la Universidad Nebrija dise\u00f1aron formas geom\u00e9tricas muy innovadoras que permit\u00edan que las piezas pudieran ser huecas. Corbera lo explica: \u201cLa nueva forma la ten\u00edamos m\u00e1s o menos conseguida con nuestros algoritmos. La posibilidad de generar piezas huecas era la principal inc\u00f3gnita en la impresi\u00f3n 3D de metales. Hablamos de espesores de pared de entre 0,8 y 1 mil\u00edmetro en el chasis. Esto implicaba abordar varias cuestiones dentro de la impresi\u00f3n 3D: estabilidad de la pieza durante el proceso de impresi\u00f3n como consecuencia de los espesores tan reducidos; control de porosidades y propiedades mec\u00e1nicas en esos espesores; y orientaci\u00f3n de la forma geom\u00e9trica para evitar soportes internos. Est\u00e1s inc\u00f3gnitas se fueron resolviendo a lo largo del proyecto de investigaci\u00f3n conjunto gracias a ciertas propiedades que aporta el acero en el proceso de impresi\u00f3n y que posibilitaron que la realizaci\u00f3n de piezas huecas fuera una realidad\u201d.<\/p>\n El hecho de conseguir piezas huecas es la piedra angular de esta colaboraci\u00f3n, ya que es la manera de conseguir soluciones muy ligeras en acero, logrando espesores muy reducidos en el proceso de impresi\u00f3n 3D; algo que hoy en d\u00eda es dif\u00edcil de obtener con el aluminio y el titanio, y que por tanto podr\u00eda tener una penalizaci\u00f3n en su capacidad estructural. Confirmada la estabilidad del acero con esos espesores y aseguradas las propiedades mec\u00e1nicas, se integraron estas condiciones de contorno en los algoritmos de dise\u00f1o inteligente para que, de manera autom\u00e1tica, fuesen capaces de generar un abanico de formas geom\u00e9tricas innovadoras, que fuesen estables a la hora de imprimirse y cuyo dise\u00f1o respetase en todo momento ciertas orientaciones que evitasen la generaci\u00f3n de soportes internos. \u201cLogrado y validado todo esto, est\u00e1bamos en disposici\u00f3n de poder aplicarlo al chasis y pr\u00e1cticamente a cualquier pieza\u201d, rese\u00f1a Corbera.<\/p>\n Entero, hueco y con espesores finos<\/strong><\/p>\n El dise\u00f1o del chasis -entero, hueco y con espesores de solo 0,8 a 1 mil\u00edmetro- es resultado de la innovaci\u00f3n geom\u00e9trica y del conocimiento experto de los dise\u00f1adores implicados en el proceso. Probablemente sea de las pocas piezas huecas impresas en 3D que existen tan grandes, con una aplicaci\u00f3n tan exigente y con un peso tan reducido. \u201cNuestro chasis en acero pesa aproximadamente 3,8 kilos. Los chasis de aluminio de marcas de primer nivel no bajan de los 5 kilos, mientras que otros chasis de acero se pueden disparar hasta los 6-7 kg. Parece que la diferencia es peque\u00f1a, pero bajar gramos en este tipo de piezas es muy, muy dif\u00edcil, por lo que hablar de varios kilos supone un avance enorme\u201d, afirma Paula Rodr\u00edguez, responsable del proyecto en Global R&D de ArcelorMittal que ha dirigido estos desarrollos desde la Empresa, quien a\u00f1ade: \u201cAdem\u00e1s, las primeras sensaciones y datos -que a\u00fan debemos confirmar- es que sus prestaciones en servicio, en carrera por as\u00ed decir, ser\u00e1n \u00fanicas\u201d. Nicol\u00e1s de Abajo, responsable de los Centros de I+D de ArcelorMittal a nivel mundial, afirma: \u201cEl trabajo conjunto entre nuestros investigadores y los dise\u00f1adores de Universidad Nebrija ha sido extraordinario. Un magn\u00edfico ejemplo de lo que se puede llegar a lograr gracias al enorme crecimiento de las tecnolog\u00edas exponenciales, un planteamiento rupturista y un gran esfuerzo\u201d.<\/p>\n Cabe destacar que en el marco de este proyecto no se ha desarrollado una nueva aleaci\u00f3n de acero. Los excelentes resultados se obtienen con un producto est\u00e1ndar, ampliamente disponible, en forma de acero en polvo para procesos de fabricaci\u00f3n aditiva. Por lo tanto, m\u00e1s all\u00e1 de los resultados del chasis, la generaci\u00f3n de piezas en acero que puedan competir por ligereza con las de aluminio o titanio puede posibilitar un cambio en esta industria, ya que, combinando la fabricaci\u00f3n aditiva con una elecci\u00f3n de un grado de acero adecuado puede resultar incluso m\u00e1s competitivo en t\u00e9rminos de coste.\u00a0 Este proyecto abre una puerta para que ciertos componentes puedan fabricarse en acero, permitiendo as\u00ed la vuelta de este material a muchas aplicaciones de este sector de negocio dentro del mundo del motociclismo de competici\u00f3n.<\/p>\n La Universidad Nebrija, junto a ArcelorMittal, apuesta tambi\u00e9n por la generaci\u00f3n de programas encaminados a la automatizaci\u00f3n del proceso de desarrollo. De acuerdo con Sergio Corbera, \u201cestamos trabajando en sistemas que imitan lo que hace un equipo de ingenier\u00eda actual para ser capaces de tomar todas las decisiones que rodean al dise\u00f1o de un chasis, por ejemplo, de manera aut\u00f3noma y en mucho menos tiempo que cualquier equipo de ingenieros\u201d.<\/p>\n El \u00e1rea del autom\u00f3vil es uno de los puntales de la Universidad Nebrija, que integra el M\u00e1ster en Ingenier\u00eda de Veh\u00edculos de Competici\u00f3n<\/a>, el Grado en Ingenier\u00eda del Autom\u00f3vil<\/a> -con la colaboraci\u00f3n de Yamaha MS Racing-, el Club del Autom\u00f3vil Nebrija<\/a> y colaboraciones especiales como la del Astara Team<\/a> en el Rally Dakar 2022.<\/p>\n Texto: Javier Picos. Fotos: Zaida del R\u00edo.<\/em><\/p>\n\n\t\t