Surfaces-Engineering

SURPASS proiektuak material polimeriko seguruago, jasangarriago eta birziklagarriagoak lortzeko trantsizioa ezarriko du, eraikuntzaren, garraioaren eta bilgarrien sektoreetarako.

 

Hondakin plastikoak izugarri azkar pilatzen ari dira planetan, eta airea, lurzorua eta ura kutsatzea eragiten dute, substantzia toxikoen eta berotegi-efektuko gasen isurtzeen ondorioz.SURPASS proiektua material polimerikoen diseinu seguruagoa, jasangarriagoa eta birziklagarriagoa (SSRbD, ingelesezko sigletan) lortzeko trantsizioaren buru izateko sortu zen, eta Europan plastikoaren % 70 erabiltzen duten hiru sektore espezifiko ditu jomugan:bilgarriena, eraikuntzarena eta garraioarena.

EBk finantzatutako proiektua da SURPASS, eta 4,98 milioi euroko aurrekontua du. Arriskutsua izan daitekeen gehigarririk gabeko SSRbD alternatibak garatzea du helburu, eta, horretarako, industriarentzat adierazgarriak diren kasuak aztertzen ditu.CIDETEC Surface Engineering-ek, 3R teknologiaren bidez —euskaraz, teknologia konpongarria, birziklagarria eta birprozesagarria—, epoxi konposatu birziklagarriak eta jasangarriak formulatu eta sortuko ditu. Konposatu horiek suaren aurkako erresistentzia hobea izango dute, batez ere, eta eskakizun handiko sektoreetan erabili ahal izango dira, hala nola trenbide-sektorean.

Gainera, balorazio-sistema bat diseinatuko da, berariazko zenbait parametrotan, arriskuen balorazio batean eta osasun-, ingurumen- eta ekonomia-ebaluazio batean oinarritua, materialen formulatzaile eta fabrikatzaileentzat eta birziklatzeaz arduratzen direnentzat, hasieratik SSRbD material polimerikoak diseina ditzaten.

Hala, egiturazko arazo bat konpondu nahi da, egungo joera diseinuaren ikuspegitik aldatuz, eta, gaur egun ez bezala, Europan biltzen diren plastiko-hondakinen % 70 zabortegietara edo erraustegietara eramateari utzi, hondakin horiek ondorio kaltegarriak baitituzte osasun publikoan eta ingurumenean.

SURPASS, Horizon Europe 2021 Ikerketa eta Berrikuntza Programaren barruan, joan den ekainean hasi zen eta 42 hilabeteko iraupena izango du. Guztira, 13 bazkidek hartuko dute parte, Frantziako CEAk koordinatuta.

CIDETEC Surface Engineering partaide duen MC4 proiektuak zenbait prozesu ezarriko ditu material horien % 60ko birziklagarritasuna lortzeko eta Europak horren balio-katean bere posizioa indartzeko

 

MC4 (Multi-level Circular Process Chain for Carbon and Glass Fibre Composites) Europako proiektua, CIDETEC Surface Engineering partaide duena, karbono- eta beira-zuntzezko konposatuen zirkulartasuna sustatzeko helburuarekin sortu da.Material horiek funtsezkoak dira aplikazio tekniko askotan, arinak direlako eta prestazio handiak dituztelako. Haiek ekoizteko prozesuan, produktuaren % 40 alferrik galtzen da. Gainera, 15 eta 30 urte bitarteko balio-bizitza dute, eta, ondoren, materialaren % 98 bota egiten da, ez baitago birziklatzeko aukerarik.Urtean, karbono-zuntzezko 110.000 tona konposatu eta beira-zuntzezko 4,5 milioi tona konposatu erabiltzen dira; beraz, ezinbestekoa da material horiek ingurumenean duten inpaktua txikitzeko irtenbideak bilatzea.

Ingurumen-arazo horiek alde batera utzi gabe, beharrezkoa da Europak balio-kate horietan gaur egun duen lehiakortasun-posizioa hobetzea; izan ere, atzerriko iturriekiko mendekotasun handia dago gaur egun.Karbono- eta beira-zuntzaren % 80 Europatik kanpo fabrikatzen da, eta, Europar Batasunaren barruan egiten denari dagokionez, teknologiak atzerriko herrialdeetakoak izaten dira.

Birziklagarritasun- eta lehiakortasun-irtenbideak emate aldera, MC4-k ikerketa- eta berrikuntza-neurriak eskainiko ditu. Hona hemen horietako batzuk:

– Hainbat mailatako prozesu zirkularra ezarri, karbono- eta beira-zuntzezko konposatuak tratatzeko, industrian epe labur eta luzean eragina izango duten jarduketen bidez.

–  Ekonomikoki errealistak diren prozesuak garatu, bi balio-kateen berezitasunetara egokituak.

–  Europako industriaren esku baliabide egokiak jarri, material birziklatuak fabrikatzeko prozesu patentatuak izan eta menderatu ditzan.

Hain zuzen, MC4 proiektuan, karbono-zuntza birziklatzeko, matrizea eta zuntza kimikoki bereiziko dira, eta, beira-zuntzaren kasuan, erretxina-mota berri bat garatuko da, material konposatua zuzenean berrerabili ahal izateko.Horren ondorioz, eta material birziklatuaren kalitate-sailkapen egokia erabiliz, MC4-k % 60ko birziklatze-tasa lortzeko prozesuak ezarriko ditu, eta material birziklatuak hainbat aplikaziotan egoki erabiltzeko aukera bermatuko du.

Bere helburuak lortzeko, MC4-k 15 bazkide bildu ditu, balio-kateko maila guztiak betetzen dituztenak. Bazkideak prozesuen garatzaileak, materialen ekoizleak edo pieza konposatuak egiten dituzten azken erabiltzaileak dira, besteak beste.Trebetasunak eta ezagutzak elkartuta, konposatuak birziklatzeko prozesu zirkular jasangarria eta bideragarria sortuko da elkarlanean.MC4 2025eko martxoan amaituko da.

Iturriak:

– https://www.materialstoday.com/composite-processing/features/new-lease-of-life-for-cfrps/

– Carbon fibres: history, players and forecast to 2020, JEC Composites Publications

– https://www.statista.com/statistics/759404/worldwide-glass-fibre-demand-and-capacity/

– Carbon fibre 2020 (Knoxville, Tenn, US) Preconference seminar by Tony Roberts, AJR Consultancy

 

CIDETEC parte hartzen ari da Europako Batzordeak finantzatutako bi proiektu berritan, hidrogenoa biltegiratzeko eta platinoa ordezkatzeko material berrien garapenean oinarrituak.

Uraren elektrolisiaren bidez hidrogenoa sortzea, energia bektore gisa -hidrogeno berdea deritzona- lehentasuna da Europar Batasunarentzat, Europako Itun Berdea lortzeko eta horren itxaropen handia sortu duen trantsizio energetikora heltzeko. Funtsezko eginkizuna izango du hainbat sektoreren deskarbonizazioan, beste alternatiba batzuk bideraezinak edo garestiagoak liratekeen sektoreetan. Era berean, garraioan ere erabil daiteke, jatorri fosileko hidrogenoaren ordez, eta industria prozesuetan, bai eta produktu berriak egiteko ere (hala nola ongarriak eta altzairua).

Hidrogenoa da Europar Batasunak sistema energetikoaren jasangarritasunerako duen estrategia orokorraren atal garrantzitsua. Testuinguru horretan, hidrogenoa sortzea, biltegiratzea eta kontserbatzea ekosistema osoaren oinarrizko piezak dira, eta estaldurak dira hidrogeno berdeak energiarako lehengai gisa duen arrakastaren gakoetako bat.

CIDETEC Surface Engineering-ek koordinatzen duen NICKEFFECT proiektuaren helburua da nikel oinarriko estaldura ferromagnetiko berriak sortzea, diseinutik hasita seguruak eta jasangarriak diren material berriak (Safe and Sustainable by Design, SSbD) erabiltzeko horren eskasa eta garestia den platinoaren ordez. Platinoaren taldeko metalek (platinoa, paladioa, rodioa, iridio, rutenioa eta osmioa) eskaera handia dute gaur egun, propietate berezi batzuengatik, hainbat sektore estrategikorentzat ezinbestekoak bihurtzen dituztenak: hala nola energia berriztagarrien sektorea (uraren elektrolisia hidrogenoa sortzeko), mugikortasun elektrikoa (erregai pilak) eta teknologia digitalak (MRAM memoriak). Hala eta guztiz ere, alternatibak aurkitzea funtsezkoa da Europar Batasunaren ekonomiarentzat, metal horien kostu handiagatik eta haien inportazioan Europak beste kontinente batzuekiko duen mendekotasunagatik. NICKEFFECT egitasmoak gutxienez 3 material berri garatu eta baliozkotuko ditu, aplikazio metodologiekin (prozesuen modelatua barne) eta material hautapenean erabakiak hartzen laguntzeko tresnekin batera (diseinu bidezko segurtasun eta jasangarritasun irizpideak eta materialen modelatua integratuta). Lau urteko iraupena izango duen (2022ko ekainetik 2026ko maiatzera) NICKEFFECT proiektuaren barruan hainbat I+G zentro eta enpresa daude, balio kate osoa hartzen dutenak: garatzaile zientifiko eta teknologikoak (CIDETEC, UAB, CEA-LITEN, VUB), teknologia hornitzaileak (ELSYCA, ANSYS, IRES, MATGENIX), amaierako erabiltzaileak (ADVENT, SINGULUS) eta zeharkako bazkideak (F6S, UNE).

Halaber, CIDETEC berriki sortutako MAST3RBoost egitasmoaren parte da, helburutzat duena material ultraporotsu belaunaldi berri bat sortzea, % 30eko gehikuntzarekin 100 bar-eko hidrogenoaren lan gaitasunean, laborategi eskalako sintesi protokoloak bihurtuta industria fabrikazioko prozesu, bultzada handi bat emateko Europaren deskarbonizazioari. Proiektu horren beste xede bat da lehengaiak birziklatzea material ultraporotsuak fabrikatzeko, baso eta nekazaritzako biomasa hondakinetatik nahiz hiri hondakin solidoetatik abiatuta. Aldi berean, aleazio arin berriak erabiliko dira, Fabrikazio Gehigarriaren bidez (WAAM teknologia), biltegi arinak sortzeko, material ultraporotsuak gordeko dituztenak eta garraio aplikazioetara hobeto egokituko direnak. I+G arloan diharduen Nafarroako Envirohemp ETE intentsiboa da proiektuaren buru, eta hamahiru bazkidek osatutako diziplina anitzeko talde batek eratzen du partzuergoa: Envirohemp S.L. (Espainia); Contactica S.L. (Espainia); Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas (Espainia); Cidetec Surface Engineering (Espainia); Spike Renewables SRL (Italia); EDAG Engineering GMBH (Alemania); Nanolayers OU (Erresuma Batua); AIT LKR Leichtmetall Kompetenzzentrum Ranshofen GMBH (Austria); University of Pretoria (Hegoafrika); Council For Scientific And Industrial Research (Hegoafrika); TWI (Erresuma Batua); University of Nottingham (Erresuma Batua).

CIDETEC elkarlanean arituko da Austriako AIT-LKR Institutuarekin aluminioan eta magnesioan oinarritutako aleazio metaliko arin berrien sorkuntzan, egokiak tenperatura kriogenikoetan lan egiteko. Gainera, ahalegin berezia egingo du aleazio horietarako estalduretan, materiala korrosiotik babesteko eta hesi modura aritzeko hidrogenoaren difusioan. 

Bi proiektu horietan parte hartuz, CIDETEC Surface Engineering-en xede nagusia da ingurumena kaltetuko ez duten eta baliabide natural ez-berriztagarriak agortuko ez dituzten material eta gainazal jasangarriak aurkitzea.  

Joan den ekainaren 15ean, Gipuzkoako Zientzia eta Teknologia Parkeko Arima hotelean, AIRPOXY proiektuaren inguruko lan-jardunaldi bat antolatu zuen CIDETEC Surface Engineering-ek. Ekitaldian, proiektu horren emaitzak ezagutarazteaz gain, izen handiko adituek askotariko hitzaldiak eman zituzten aeronautikaren sektoreak material konposatuen arloan dituen joera eta beharrei buruz. Guztiek aho batez adierazi zuten ezinbestekoa dela erronka jakin batzuei aurre egitea, honako alderdi hauek aintzat hartuko dituen ekonomia zirkularreko eredu bat sendotzeko: material jasangarrien erabilera, zero hondakin, multifuntzionaltasuna, kontsumo-efizientzia, materialak arintzea, berrerabilera, birziklagarritasuna edo hondakinak kudeatzeko sistema efiziente bat, besteak beste.

AIRPOXY proiektua 2018an hasi zen, eta aurtengo abuztuan amaituko da. Helburu nagusia da aeronautikan aplikatzeko lotura dinamikoak dituzten eta 3R teknologia darabilten erretxin termoegonkorren familia berri baten garapen-prozesuan TRL3 (kontzeptu-proba) mailatik TRL 5 (eremu industrialean baliozkotzat jotzea) mailara iristea. Partzuergoaren burua CIDETEC Surface Engineering da, eta Leibniz- Institut für Verbundwerkstoffe, Coexpair, EURECAT, ÉireComposites, IDEC, Sonaca, Ioannina-ko Unibertsitatea, Altair, Arttic eta Espainiako Normalizazio Erakundea UNE entitateek osatzen dute. Guztira, Europako sei herrialdetako hamaika bazkide dira.

CIDETECek 2014an patentatu zuen 3R teknologia; alegia, errendimendu altuko zuntzez indartutako erretxin termoegonkor birprozesagarriak, konpongarriak eta birziklagarriak. Proiektu honetan zehar, erabilitako erretxinen propietate mekaniko eta termikoak hobetzen saiatu da, aeronautikaren sektoreko baldintza zorrotzak bete ahal izateko.

Jardunaldian berrogeita hamar aditu baino gehiagok hartu zuten parte, eta material berriei, fabrikazioari eta jasangarritasunari eskainitako hainbat saiotan banandu zen eguna. Andrés Catalán-ek, PAE-ko (Plataforma Tecnológica Aeroespacial Española) idazkari nagusiak ongietorria egin ondoren, hamaika aurkezpen egin zituzten Airbus, Huntsman, Leibniz -VW, Altair, Idec, Sonaca, Aernnova, Ioannina-ko Unibertsitatea eta Specific Polymers entitateen ordezkariek. CIDETEC-en aldetik, Nerea Markaide-k AIRPOXY proiektuaren berri eman zuen, eta Alaitz Ruiz de Luzuriaga proiektuaren baitan garatutako lehengaiak eta 3R produktuak aurkezteaz arduratu zen.  Mahai-inguruaren moderatzailea CIDETEC-eko Elena Jubete izan zen, eta AIRBUS, INTA/EREA, ÉIRE COMPOSITES, SONACA, COEXPAIR eta IDEC entitateetako adituek hartu zuten parte. Jardunaldia amaitzeko, bisita bat egin zen CIDETEC Surface Engineering-en instalazioetara eta erakustaretora; bertan, proiektuan zehar garatutako materialak eta erakusleak aurkeztu ziren.

Bertaratu zirenek oso balorazio ona eman zieten bai azaldutako ondorioei, bai ekitaldian zehar egindako aurkezpenen kalitateari ere.

CIDETEC Surface Engineering-ek UNLOCK proiektuaren lehenengo bilkura presentziala antolatu zuen joan den maiatzean, proiektu horren helburua izanik plastiko biodegradagarriak lortzea hegazti hondakinetako lumetatik, nekazaritzan erabiltzeko.

Egitasmoak iraungo dituen lau urteetatik bat igaro den honetan, CIDETEC Surface Engineering-en koordinaziopean (non 7 nazionalitatetako 15 bazkidek parte hartzen duten), aztertu egin da zertan egin den aurrera eta hurrengo urratsak zehaztu dira, nekazaritzako elikagaien sektorean ekonomia jasangarri bat indartuko duen balio kate berritzaile bat sortze aldera.     

Proiektuan sortutako material bio-oinarrituak egokitu egingo dira sektorearen beharretara, lau produktu sortuta nekazaritzan erabiltzeko: baso erretiluak eta hazitokiak, ehunak ez diren geotestilak, film barrubigunak eta apar hidroponikoak. Gainera, espero da lumaren keratinak beste abantaila batzuk ematea produktuaren balio bizitzaren amaieran: hots, keratinan oinarritutako materialek zero hondakin sortzea eta haien biodegradagarritasuna lortzea. 

Urte honetan, proiektuaren ardatz nagusiak izan dira sakon aztertzea hegazti sektorea, Europan luma hondakinak lortzeko aukera zehazteko, hondakin kantitate handienak sortzen dituzten eskualdeen mapaketa, eta gaur egun erabiltzen diren kudeaketa praktikak. Gainera, martxan jarri dira hainbat luma tratamendu, material hori erabiltzeko plastiko biodegradagarrietan, eta biodegradagarritasuna probatzeko lehen laborategi prototipoak prestatu dira. Lehenengo emaitzek agerian utzi dute tratatutako lumari lotutako biodegradagarritasunaren efektu indartzailea.