Asturias exporta nuevos caminos de acero

Pruebas durante la puesta a punto de la nueva línea de fabricación en las instalaciones de ArcelorMittal en Asturias. Foto: ArcelorMittal

Pruebas durante la puesta a punto de la nueva línea de fabricación en las instalaciones de ArcelorMittal en Asturias. Foto: ArcelorMittal

Una nueva tecnología desarrollada en Asturias ha llevado al mayor productor mundial del acero, ArcelorMittal, a fabricar en Gijón varios tipos de carril de última generación y de gran calidad para vías sometidas a grandes esfuerzos. El proyecto no sólo acaba de recibir el reconocimiento de la multinacional con el premio CI Challenge, sino que ha forjado un camino de hierro hacia la sostenibilidad de algunas de las instalaciones de la empresa.

Desde que acogió el primer ferrocarril documentado en España, de tracción animal e instalado en 1836 en la mina de Arnao, Asturias ha estado ligada a la historia ferroviaria. Y sigue estándolo, ahora a través de un proyecto de I+D+i que se ha convertido en un nuevo producto: carril ferroviario de última generación que ya está exportando la planta de productos largos de ArcelorMittal en Asturias.

Laura Alonso Ortega / UCC+i FICYT

Los participantes en el proyecto recuerdan que el mercado demandaba carriles endurecidos más resistentes al desgaste y fatiga por rodadura que los convencionales, y con un mejor comportamiento general para condiciones más duras como las de las vías de  alta velocidad, curvas cerradas, tráfico mixto o con altas cargas. Para conseguir fabricarlo se necesitaba integrar un nuevo proceso en el tren de laminación de Gijón.

Hace tres años, cuando comenzó esta línea de trabajo, solo dos competidores en todo el mundo contaban con una tecnología que les permitía llevar a cabo un novedoso proceso de endurecimiento que aprovecha el calor de las propias piezas tras el proceso de laminación. Sin embargo, utilizar su tecnología habría supuesto a la empresa pagar unos derechos de explotación desorbitados, así que ArcelorMittal se puso a desarrollar su propio proceso.

Dentro de este proyecto, los investigadores del centro de ArcelorMittal en Asturias se centraron en desarrollar el nuevo tratamiento térmico aplicado a carriles largos basándose en modelos, simulaciones, ensayos de laboratorio y prototipos que sirvieron de base al departamento de ingeniería para la construcción de los equipos necesarios para fabricar el nuevo tipo de carril.

La nueva línea de tratamiento térmico en el tren de laminación de Gijón. Foto: ArcelorMittal

La nueva línea de tratamiento térmico en el tren de laminación de Gijón. Foto: ArcelorMittal

Ahora, con la nueva línea de fabricación ya en funcionamiento gracias a la colaboración de la planta de carril de Asturias y de Global R+D Asturias, “se consigue dar un valor añadido al producto durante la fabricación sustituyendo costosos aleantes por un proceso de enfriamiento controlado que consigue mejorar las propiedades de la microestructura del acero”, destacan los miembros del proyecto.

Mientras que los dos fabricantes y grandes competidores mundiales de este tipo de carril hasta la fecha, Japón y Austria, utilizan respectivamente para el mismo fin aire comprimido y un polímero patentado, en Asturias la elección “bebió” del entorno, y fue agua.

“Orbayu” de precisión
La solución requirió añadir justo antes del túnel de enfriamiento un sistema adicional para adecuar la temperatura del carril antes de enfriarlo, es decir, otro túnel para mantener la temperatura del carril según sale del proceso de laminación, y un horno de inducción. Así se garantiza una temperatura óptima y homogénea en toda la longitud del carril en el momento en que entra en el túnel de enfriado, una especie de administrador de “orbayu de precisión” en el que más de 1.000 boquillas situadas estratégicamente pulverizan agua sobre cada una de las partes de la pieza en toda su longitud.

El quid del proceso, explican en ArcelorMittal, “está en enfriar en distintos grados y ritmos las distintas partes del carril, de tal manera que se consigue no solo una determinada dureza superficial, sino un mapa de durezas internas que permiten garantizar el comportamiento adecuado de la pieza en las condiciones más exigentes”. También es imprescindible mantener la misma diferencia térmica en cada una de las partes del carril y a lo largo de los 75 metros que puede medir cada uno de ellos para garantizar que el comportamiento es homogéneo en toda su longitud, puntualizan fuentes de la empresa.

Nuevos productos para el mercado global
Para comenzar a producir el nuevo tipo de carril, que ha permitido a ArcelorMittal alargar la longitud de las piezas de 24 a 75 metros, la empresa ha tenido que acondicionar, a continuación del tren de laminación convencional, una superficie de nada menos que 7.000 metros cuadrados (350 metros de largo por 20 de ancho). Es en esta área donde se han situado los equipos desarrollados específicamente para formar la nueva línea de endurecimiento de cabeza de carril.

Con ellos, la planta de Asturias se ha convertido la única instalación a nivel mundial que por el momento ha fabricado más de 60.000 toneladas de este producto en 2012, abriendo nuevos mercados internacionales para la empresa.

De hecho, los cientos de kilómetros de nuevo carril están permitiendo a la empresa transitar por ellos a ritmo de una gran locomotora industrial renuente a las paradas y espoleada por el descenso de la demanda del carril convencional y por la situación económica. En este caso, las vías se sostienen apoyadas en las horas de trabajo invertidas en pruebas, modelos, simulaciones y análisis de datos de los ingenieros e investigadores que han participado en el proyecto.

Por ejemplo, para desarrollar las nuevas geometrías y calidades de carril que está permitiendo fabricar el nuevo proceso ha sido necesario adaptar el proceso de enfriado a cada tipo de acero y geometría concreta, además de tener en cuenta las condiciones cambiantes no sólo de los procesos de fabricación previos (calentamiento y laminación); sino también las del entorno, como la temperatura ambiente o del agua empleada en el sistema de enfriado.

Reconocimiento internacional
La dirección de Largos Europa del grupo ha concedido al proyecto, desarrollado principalmente en Asturias, el premio anual a la mejora continua en la categoría “Crecimiento Top Line”. Según fuentes de la empresa, “el proyecto ha sido premiado por su dificultad y grado de innovación, así como por la rápida ejecución y puesta en mercado del producto”.  De hecho, según las mismas fuentes, uno de los logros del proyecto es que la demanda del nuevo carril, con muy pocos fabricantes en todo el mundo, está permitiendo amortiguar el impacto de la caída en la demanda de productos convencionales.

El proyecto ha contado con ayuda del Plan de ciencia del Principado (PCTI) para llevar a cabo las actividades de diseño y desarrollo mientras se aprobaba la inversión del grupo en la construcción y montaje de la nueva línea, “lo que permitió  adelantar la puesta en servicio un año”, señala la empresa. Un apoyo de la administración que ha estado ligado al compromiso de la firma con el proyecto: según fuentes de la empresa, esta fue la primera inversión que la compañía retomó tras la caída de la demanda mundial de acero entre 2008 y 2009 con el fin de no perder la ventaja competitiva que rozaba con la punta de los dedos.

Tras haber alcanzado esa nueva cota, los ingenieros de ArcelorMittal en Asturias enfocan ya el siguiente pasaje: la mejora del proceso para obtener nuevos productos con aceros de última generación a los que abre las puertas la nueva instalación.

Resulta curioso que esta exploración tecnológica internacional tenga por salida y llegada el mismo lugar que la asturiana Duro Felguera a principios del siglo XX, cuando fue la primera compañía en fabricar carril ferroviario en España. Entonces, el material empleado, el hierro, sería pronto reemplazado por el acero. Ahora la clave está, precisamente, en ofertar un material mejor que el acero convencional.

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Cómo se gestó un proceso único en el mundo
El proyecto ha estado liderado por el departamento de Ingeniería y con participación de la planta de carril de Asturias y de Global R+D Asturias, y comenzó como un proyecto de inversión del Grupo ArcelorMittal cuyo desarrollo tecnológico se enmarcó en un Proyecto Estratégico del PCTI del Principado gestionado por FICYT.

La empresa partió del proceso existente en su planta de Steelton (EE UU) para carriles más cortos y el conocimiento científico de centros tecnológicos de la empresa y otros asociados, como el de East Chicago y el CRM. Para llevar a cabo el diseño y la puesta en marcha del nuevo proceso de producción, la firma involucró a los equipos responsables de la propia fábrica, ayudados en la construcción por empresas mayoritariamente asturianas como Dragados, Daorje, TSK, Ingemas, Imasa, Ensilectric, y otras como Laguna Artea y Fives Celes.

Las actividades de I+D sobre la nueva línea fueron cofinanciadas por el PCTI y la propia empresa,  dentro del proyecto “Diseño de un proceso industrial de tratamiento térmico controlado para mejorar la resistencia al desgaste en la superficie de rodadura de carriles de gran longitud (CHHR)”.

ArcelorMittal I+D Asturias contó con la colaboración de la empresa de ingeniería mecánica Imasa, la empresa de ingeniería eléctrica Ensilectric, el centro tecnológico de materiales de Asturias -ITMA Materials Technology – y varios grupos de investigación de la Universidad de Oviedo, entre ellos el Área de Proyectos de Ingeniería.

En 2007, el PCTI del Principado contribuyó al lanzamiento de la línea de investigación en carril del centro de I+D de Asturias de ArcelorMittal. Una línea que ha permitido consolidar conocimiento en la red de socios del proyecto y generar, además de varios proyectos internos, otros dos con fondos del PCTI, tres del CDTI y presentarse al Séptimo Programa Marco de la UE. Para reforzar la línea de investigación, la empresa ha construido un laboratorio nuevo de carril con una planta piloto de calentamiento y enfriamiento, un banco de prototipado y equipos para estudios de propiedades en uso.

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La Nueva España: La multinacional premia a la planta asturiana por su desarrollo del carril para el AVE

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