ArcelorMittal cuenta con una extensa red de Centros de I+D repartidos por diferentes países de Europa, América del Norte y América del Sur. En ellos trabajan cerca de 1.700 personas de más de 35 nacionalidades diferentes. En el año 2023 la Compañía gastó cerca de 300 millones de euros en investigación y desarrollo, garantizando soluciones innovadoras que permitan a ArcelorMittal mantener su posición de liderazgo mundial en la producción sostenible de acero.
España cuenta con uno de los 12 centros de I+D que ArcelorMittal tiene en el mundo. Conocido como ArcelorMittal Global R&D Spain, el centro español posee a su vez distintas sedes en la península, fundamentalmente en el norte de España (Avilés, Gijón, Sestao) pero también en Madrid.
Creado oficialmente en 2008, Global R&D Spain se ha posicionado dentro del Grupo ArcelorMittal como uno de los centros de I+D de referencia, liderando las actividades en campos clave para la Compañía, como son la sostenibilidad, la digitalización o la fabricación aditiva.
Si bien sus sedes, laboratorios y plantas piloto cuentan con una ubicación estratégica cerca de plantas de producción de acero en Asturias y País Vasco, el centro español tiene una clara vocación global. Prácticamente, casi todas las plantas de acero y minas que ArcelorMittal tiene en el mundo han implementado alguna de las soluciones desarrolladas desde Global R&D Spain.
La creatividad y eficiencia como motores para la diferenciación de ArcelorMittal son dos pilares clave en el centro de I+D español. Global R&D Spain trabaja además en colaboración permanente con el talento de las mejores universidades y centros tecnológicos del mundo, interaccionando también con todo tipo de empresas, fundamentalmente tecnológicas.
La actividad investigadora de Global R&D Spain se articula en torno a tres grandes bloques: sostenibilidad y descarbonización, digitalización y procesos de producción que generen aceros sostenibles. Con una gasto próximo a los 48 millones de euros en el año 2023, cuenta con una plantilla de cerca de 300 personas, entre investigadores y técnicos.
Apuesta por la creatividad
En las distintas ubicaciones del Centro Global R&D Spain (Avilés, Gijón, Sestao y Madrid) trabajan actualmente cerca de 300 personas, entre investigadores y técnicos. La creatividad y la eficiencia son pilares básicos de la estrategia del Centro y son fundamentales para resolver los retos más complejos de nuestro sector. Además, Global R&D Spain trabaja en colaboración con universidades, centros tecnológicos y empresas de multitud de países, dinamizando ecosistemas de innovación que aportan valor a todas las partes.
Proyectos en los que trabaja Global R&D Spain
Proyecto financiado a cargo de los fondos FEDER y la Xunta de Galicia
Tecnologías facilitadoras para la fabricación de productos de acero.
La fabricación de productos de acero se enfrenta a importantes desafíos en términos de flexibilidad, incremento de la diversidad de productos fabricados y fabricación más eficiente de productos de mayores prestaciones, con una exigencia de reducir cada vez más el tiempo-decomercialización.
En este contexto, el grupo ArcelorMittal (empresa siderúrgica líder mundial) tiene la necesidad de evolucionar el concepto de fabricación de productos de acero, respondiendo a los siguientes retos:
- El sector del acero debe evolucionar hacia componentes de mayor valor añadido que integren nuevas funcionalidades/prestaciones.
- La necesidad de fabricación de productos de acero más personalizados obliga al desarrollo e investigación de nuevas tecnologías de diseño/fabricación que mejoren la flexibilidad/agilidad y reduzcan el tiempo a mercado.
- Una fabricación eficiente de productos diversificados requiere la implementación de nuevas estrategias de fabricación capaces de implementar modelos de control globales que permitan la fabricación con cero-defectos.
Proyectos financiados a cargo de los Fondos FEDER y Agencia SEKUENS
Plan de actuación para el avance hacia un proceso siderúrgico neutro en emisiones de carbono:
El Centro de I+D de ArcelorMittal juega un papel clave en la competitividad del grupo, ya que permite abrir nuevas oportunidades de crecimiento y desarrollo en el grupo empresarial, incluyendo el desarrollo sostenible y a la eficiencia del proceso productivo. Entre los objetivos de mejora ambiental se encuentra, por un lado, el uso responsable de los recursos y materias primas, y, por otro lado, la reducción de emisiones CO2 y, consecuentemente, el impacto ambiental, de la actividad siderúrgica y las actividades asociadas a ella. Para alcanzar estos objetivos de sostenibilidad, el Centro de I+D ha lanzado el Plan de Actuación para el Avance hacia un Proceso Siderúrgico Neutro en Emisiones de Carbono, que busca emprender actividades de investigación industrial que permitan aplicar tecnologías incipientes en sus procesos productivos con el fin de alcanzar la neutralidad climática a medio plazo.
Para ello, en el marco de este plan de actuación, emprende dos proyectos de Investigación Industrial: (i) “Proceso sostenible para la Recuperación de Ácido Gastado proveniente del decapado de Acero” (PRAGA), con el objetivo de investigar y desarrollar una nueva tecnología respetuosa con el medio ambiente, que no esté basada en procesos de combustión, y que permita recuperar de manera eficiente tanto los cloruros libres como los combinados con hierro y con otros cationes metálicos y, además potencie la economía circular del proceso; y (ii) “AProvechamiento EnergéTico de los hUmos del horNo eléctrIco de Arco. Soluciones para el almacenamiento de energía térmica y pretratamiento de los humos a alta temperatura.” (PETUNIA), con el objetivo de obtener un mapa completo de la energía residual en el proceso del EAF Off Gas para poder definir rutas óptimas para su descarbonización e investigar tecnologías disruptivas de aprovechamiento energético, tratamiento de gases y humos a alta temperatura, además de evaluar el impacto en el proceso de las tendencias futuras de descarbonización.
Plan de actuación del Centro de I+D+i de ArcelorMittal en Avilés para el avance hacia la descarbonización del proceso siderúrgico:
Los trabajos del Centro de I+D+i de ArcelorMittal recogidos en esta propuesta suponen un elevado impacto en la competitividad de las empresas del grupo, tanto a nivel global como en las localizadas en Asturias. Precisamente en estas últimas, los avances derivados de estas líneas de trabajo permitirán ampliar su conocimiento en las necesidades en materia de descarbonización del proceso, concretamente, en hos retos que supone implantación del nuevo horno híbrido que supondrá el cambio de paradigma en la producción de acero en la región, desplazando la producción por la ruta integran.
De manera específica, en este plan de actuación se abordarán dos grandes retos para dicha implementación: por un lado, se llevarán a cabo investigaciones relacionadas con la gestión de la chatarra, una de las materias primas del horno híbrido EAF, cuya composición y manejo es clave para la obtención de aceros de calidad por esta ruta. Por otro lado, se investigará acerca del impacto ambiental del proceso siderúrgico por la ruta del horno híbrido, analizándose diferentes alternativas para la minimización de las emisiones asociadas al mismos y decremento del impacto de este proceso en la contaminación atmosférica.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Plan de actuación del Centro de I+D+i de ArcelorMittal en Avilés para mejora de la sostenibilidad y la eficiencia de procesos:
Los trabajos del Centro de I+D+i de ArcelorMittal planteados en este proyecto suponen un elevado impacto en la competitividad de las empresas del grupo, tanto a nivel global como en las localizadas en Asturias. Precisamente en estas últimas, los avances derivados de estas líneas de trabajo permitirán ampliar su conocimiento en áreas clave del grupo, haciéndolas más eficientes y competitivas y más sostenibles a nivel medioambiental.
Dada la amplitud y multidisciplinariedad de campos del proceso productivo de ArcelorMittal, el presente proyecto de su Centro de I+D+i está vinculado a diversas áreas de especialización, ya que el centro cuenta con una amplia experiencia tanto en desarrollo e investigación de materiales avanzados y sostenibles, como en la investigación de nuevas tecnologías para trabajar con este tipo de materiales, así como en materia de digitalización de sus procesos productivos y logísticos en aras de la sostenibilidad productiva y medioambiental.
Por ello, y en vista de la actual situación socioeconómica, la empresa ha decidido abordar las actividades de investigación que se proponen en el presente plan de actuación, tras haber llevado a cabo un estudio de las necesidades a las que debe dar cobertura para cada una de ellas, y se ha procedido la definición de los objetivos que se esperan alcanzar con la realización de este proyecto, que se concreta técnicamente en las áreas de nanomateriales, digitalización y sostenbilidad y mecatrónica..
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Plan de actuación del Centro de I+D+i de ArcelorMittal en Avilés
Los trabajos del Centro de I+D+i de ArcelorMittal propuestos en el proyecto ROADMAP2020 suponen un elevado impacto en la competitividad de las empresas del grupo, tanto a nivel global como en las localizadas en Asturias.
Precisamente en estas últimas, los avances derivados de estas líneas de trabajo permitirán ampliar su conocimiento en áreas poco desarrolladas del grupo y hacer más eficientes y competitivas áreas de producción que la empresa ya tiene activas. Así, este plan tendrá un impacto muy relevante, tanto en el grupo empresarial como en sus centros de trabajo en Asturias, a nivel de competitividad en proceso y producto, mantenimiento y generación de empleo, consolidación de los centros de trabajo y compromiso medioambiental.
Dada la naturaleza del proceso productivo de ArcelorMittal, la presente propuesta de su Centro de I+D+i está vinculada a diversos campos de especialización, ya que el centro cuenta con una amplia experiencia tanto en desarrollo e investigación de materiales avanzados y sostenibles, como en la investigación de los diferentes suministros y tecnologías de redes intrínsecas al proceso siderúrgico, de forma que se logre la sostenibilidad del proceso siderúrgico minimizando su impacto ambiental. Y, por último, en vista de la actual situación socioeconómica, la empresa ha decidido iniciar una serie de actividades de investigación relacionadas con el campo de especialización de envejecimiento demográfico y calidad de vida, a través del estudio de marcadores de biología molecular que sirvan para conocer mejor los factores que afectan al envejecimiento de la población asturiana.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Investigación de la viabilidad industrial de calidades y parámetros de green steel para aplicaciones en el sistema ferroviario
Según varios estudios, en las próximas décadas la necesidad del transporte público va a ser una de las tendencias de la nueva población.
La preocupación por los cambios ambientales y el buen uso de los recursos indica que el uso del coche se va a reducir a distancias medias, mientras que las distancias cortas (dentro de las ciudades) y largas (superiores a 100 km) se cubrirán con tren (metro y tranvías) y red de alta velocidad respectivamente. Con estas expectativas, el uso seguro de las infraestructuras es un punto clave para la consecución de los objetivos. La seguridad es un tema clave.
Para alcanzar una movilidad sostenible por ferrocarril, es necesario alcanzar infraestructuras que tengan un impacto ambiental mínimo, pero sin comprometer las exigencias de durabilidad y seguridad de estas. Una de las principales acciones dentro de la estrategia de ArcelorMittal radica en la puesta en marcha de un horno híbrido que permita la fabricación de acero sostenible mediante la combinación de diversos materiales (chatarra, Direct Reduced Iron -DRI- y/o arrabio). Por este motivo, es necesario llevar a cabo una investigación sobre la viabilidad de la producción de aceros en forma de carril, parte fundamental de la infraestructura ferroviaria, mediante esta ruta, para conseguir productos de alto valor añadido, de igual calidad que aquellos obtenidos mediante la ruta de horno alto.
Así, el objetivo de este proyecto es anticipar la viabilidad industrial para la fabricación de los diferentes tipos de acero por la nueva ruta híbrida de Acería en Gijón, con el foco centrado en la fabricación de acero de carril para el transporte ferroviario.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Hacia la industrialización de acero verde para movilidad sostenible por carretera.
Uno de los grandes retos a los que se enfrenta la sociedad actual versa sobre el alcance de una movilidad sostenible para el transporte de personas y mercancías. La movilidad sostenible agrupa el conjunto de desplazamientos, tanto de pasajeros como de mercancías, que se realizan con la finalidad de recorrer la distancia desde el lugar de origen hasta el de destino reduciendo los efectos negativos del medio ambiente.
En línea con lo anterior, para alcanzar una movilidad sostenible no solo es necesario alcanzar medios de transporte que, en uso, tengan un impacto ambiental mínimo, sino también que los componentes que los integran partan de materiales que cumplan los principios de sostenibilidad y bajo impacto ambiental. En este contexto, uno de los mayores desafíos de la industria reside en la gestión del impacto ambiental del sector transformador, como puede ser el siderúrgico.
Una de las principales acciones dentro de la estrategia de ArclorMittal radica en la puesta en marcha de un horno híbrido que permita la fabricación de acero sostenible mediante la combinación de diversos materiales (chatarra, Direct Reduced Iron -DRI- y/o arrabio). Por este motivo, es necesario llevar a cabo una investigación sobre la viabilidad de la producción de aceros en forma de alambrón, parte fundamental de los vehículos, mediante esta ruta, para conseguir productos de alto valor añadido, de igual calidad que aquellos obtenidos mediante la ruta de horno alto.
Así, esta nueva generación de productos permitirá fomentar la movilidad sostenible como prioridad de la sociedad actual, dado que permitirá alcanzar componentes sostenibles para los medios de transporte de carretera (vehículos, camiones, etc.).
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Gasificación de Residuos y Acondicionamiento cOnveniente para el transporte del syngas hasta la industria del acero.
Con el fin de reducir las emisiones de CO2 del proceso de fabricación de hierro y acero, los recursos fósiles utilizados actualmente (carbón y gas natural) deben sustituirse progresivamente por materias primas circulares de carbono como la biomasa, los materiales residuales y el H2 y la electricidad de origen renovable.
Así, el objetivo del proyecto es evaluar y definir las rutas recomendadas de valorización de materias primas alternativas como combustibles sólidos recuperados y biomasa, que pueden basarse en la gasificación. En otras palabras, a partir de una materia prima determinada como son los combustibles sólidos recuperables (CSR), que se puede producir con determinadas estrategias de gestión de residuos, el objetivo es estudiar cómo mejorar las condiciones de gasificación y el acondicionamiento del gas de síntesis para garantizar que se pueda transportar un flujo de gas de buena calidad desde la unidad de producción hasta un usuario final que se encuentra dentro de una planta siderúrgica.
Por medio del presente proyecto se buscará por lo tanto Con el fin de reducir las emisiones de CO2 del proceso de fabricación de hierro y acero, los recursos fósiles utilizados actualmente (carbón y gas natural) deben sustituirse progresivamente por materias primas circulares de carbono como la biomasa, los materiales residuales y el H2 y la electricidad de origen renovable.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
SYngas para su Empleo como Reductor en el hOrno DRI Asturias.
El gas de síntesis (syngas) es un combustible gaseoso obtenido a partir de sustancias ricas en carbono sometidas a un proceso químico a alta temperatura. Debido a sus características, los gases de síntesis se consideran excelentes gases reductores para el proceso productivo en la fabricación del acero por su elevado contenido en CO y H2. A pesar de esto, y con la perspectiva actual de descarbonización industrial, el uso del CO como reductor podría reducir, en menor medida, la mitigación de las emisiones.
El objetivo principal del proyecto es el análisis de uso de un gas de síntesis en el proceso siderúrgico empleando reacciones de desplazamiento del gas de agua, así como tecnologías.
La aplicación de esta reacción a un syngas destinado a su uso industrial incrementaría el contenido en hidrógeno del gas final, en detrimento del CO, y por tanto minimizaría de esta manera el consumo de carbono en el proceso siderúrgico.
Como contraparte, esta tecnología produce una mezcla H2/CO2 que sería importante separar con el fin de mejorar la eficiencia general del proceso. Es por ello por lo que resulta imprescindible este tipo de aplicaciones, consistentes en la investigación de la separación o captura de CO2 de este tipo de mezcla de gases.
En su conjunto, el éxito de este proyecto conllevaría alcanzar una nueva ruta para la descarbonización del proceso siderúrgico, mediante el uso de este combustible en el nuevo horno DRI, y la mejora ambiental de la producción de acero.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
opTImización eNErgética de la ruta de hornO eléctrico
El proyecto TINEO se ha planteado con el objetivo principal de llevar a cabo la optimización energética de la ruta del horno eléctrico. Así, en el marco del proyecto, se pretende llevar a cabo una investigación industrial exhaustiva de todas las posibilidades de optimización energética para la nueva ruta de horno eléctrico (EAF, Electric Arc Furnace) para la obtención de acero a nivel industrial, centrándose las actividades y tareas del proyecto en el aprovechamiento de las corrientes residuales del proceso, caracterizadas en la actualidad por llevar asociadas con frecuencia pérdidas de rendimiento y eficiencia en el proceso, con las consecuentes emisiones de CO2.
Este proyecto se enmarca en el contexto actual de ArcelorMittal España, ya que la ruta del horno eléctrico va a tener un peso importante en el ambicioso proceso de descarbonización de la compañía, por lo que este proyecto aborda una parte fundamental para la implementación de este proceso, al permitir optimizar desde el punto de vista energético dicha ruta.
Así, las actuaciones del proyecto incluyen: 1) mapeo energético de la ruta DRI-EAF, investigando soluciones para la recuperación de energía en dicha ruta, e identificando además los límites actuales de las diferentes soluciones de recuperación energética; 2) estudio de investigación centrado en la valorización química de la corriente de gas de salida del horno eléctrico, así como el calor de humos del EAF a alta temperatura, en consonancia con el aprovechamiento propuesto de las corrientes residuales principales del proceso; se evaluará también el impacto de la introducción de fuentes de carbono alternativas, así como la inyección de H2; 3) diseño, desarrollo y adaptación de un modelo de optimización energética en el marco de la ruta DRI-EAF que permita integrar estos escenarios definidos.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Optimización de flujos energéticos de acería
El proyecto OPTIFEN tiene como objetivo principal la investigación, diseño y desarrollo de un modelo termodinámico que mediante la aplicación de técnicas avanzadas de modelización matemática basada en datos y análisis exergéticos y termo-económicos, permita la identificación, cuantificación y reducción de anomalías del proceso que reduzcan la pérdida global de eficiencia energética de los flujos energéticos del proceso BOF.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Optimización del uso de materia prima en la obtención de aceros de alto valor añadido mediante EAF
El proyecto OPTIMAT tiene como objetivo principal el diseño de un nuevo sistema productivo en EAF que permita el uso de metal líquido como materia prima para la obtención de calidades de acero de alto valor añadido. El nuevo sistema ha de permitir el uso de metal líquido en las instalaciones ya existentes, en combinación con procesos habituales de la compañía alterando lo mínimo posible el funcionamiento actual. El diseño se basará en la creación de una matriz composicional que permita determinar qué tipos de aceros de alto valor añadido podrán ser obtenidos a partir de un metal líquido con una determinada composición y en el diseño de un sistema de carga de dicho metal líquido al EAF.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Diseño de calidades y parámetros de influencia en el proceso de fabricación de acero sostenible de productos largos.
El alcance de este proyecto se centra en avanzar en la consecución de acero sostenible para los productos anteriormente mencionados. GREEN STEEL QUALITY sostiene y justifica la electrificación del proceso siderúrgico al reemplazar parte de los volúmenes fabricados en la ruta integral de horno alto por la fabricación de acero en una nueva ruta a través un horno eléctrico, hecho que posibilitará el reemplazo del uso de combustibles fósiles por el de energía eléctrica de origen renovable.
Resumiendo, el objetivo de este proyecto es estudiar si es posible obtener productos de alto valor añadido (alambrón para neumáticos, paramuelles y carril) sin utilizar la ruta siderúrgica integral, y utilizando en su lugar un horno híbrido, que es en realidad un horno eléctrico en el cual se puede trabajar también con arrabio (además de chatarra y pre-reducidos).
De este modo, se puede decir que a través del presente proyecto será la primera vez en lograr la fabricación de acero mediante una nueva ruta eléctrica basada en material reciclado (chatarra) principalmente, manteniendo unas calidades y propiedades de producto similares a las obtenidas por la ruta integral.
Asimismo, ArcelorMittal quiere cumplir con el objetivo de poder producir 1 millón de toneladas anuales destinadas a cubrir el 100% de la demanda de los trenes de alambrón y carril de la división de productos Largos de ArcelorMittal en Gijón.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Desarrollo y Optimización de la reutilización de biomateriales y sub-pRoductos en Asturias
En torno al 5% de las emisiones de CO2 en España provienen de la industria siderúrgica. El consumo de carbón en esta industria, un 15% del consumo total, implica la emisión media anual de aproximadamente 1,8 t CO2/t acero lo que sitúa a la industria siderúrgica en una posición delicada en un futuro próximo.
Una de las vías para abordar este problema es utilizar como agentes reductores fuentes alternativas de carbono diferentes a los materiales fósiles. Siguiendo esta idea, si además los agentes reductores que se usan son residuos procedentes de otras industrias, se mejora la sostenibilidad, no solo del proceso siderúrgico, sino de la gestión global de residuos en el entorno.
Uno de los principales retos tecnológicos actuales se basa en implementar una nueva economía centrada en el principio de “cerrar el ciclo de vida” de los productos: los residuos de unos se convierten en recursos para otros. Aplicando el concepto de economía circular en nuestro caso, es posible evitar de manera concurrente la generación masiva de residuos por parte de unas industrias y el agotamiento de los recursos en otras. La economía española generó 132,1 millones de toneladas de residuos en 2017, un 2,3% más que el año anterior, de los cuales prácticamente un tercio provienen de la industria. Además, más del 50% de los residuos tienen como destino final el vertedero y solo un 38,9% se reciclan.
El proyecto DOBRA combina ambos objetivos para determinar una nueva ruta de valorización de los componentes esenciales de algunos residuos como fuentes reductoras de los óxidos de hierro en la industria siderúrgica, sustituyendo al carbono fósil actual, desarrollando una producción industrial sostenible en todos los eslabones de la cadena e incrementando la permanencia de las materias primas en la cadena de suministro.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Detección de bacterias en líneas de producción industrial utilizando sensores electroquímicos basados en la tecnología CRISPR.
La detección de microorganismos en instalaciones industriales posee importantes aplicaciones en la monitorización ambiental y de procesos. Sin embargo, y aunque en los últimos años ha aumentado de forma exponencial nuestro conocimiento sobre la diversidad genética de los organismos presentes en el espacio industrial, la falta de soportes analíticos adecuados ha impedido trasladar este conocimiento hacia el desarrollo de aplicaciones rutinarias de detección. Así, en este proyecto de investigación industrial proponemos el desarrollo de un nuevo tipo de biosensor, con un elemento de reconocimiento biológico basado en el sistema enzimático bacteriano CRISPR/Cas, y que permitirá la detección de ácidos nucleicos con una especificidad, sensibilidad y rapidez de análisis superior a cualquiera de los diseños actuales. Además, proponemos la integración de este componente biológico en un soporte analítico electroquímico portátil, autónomo y miniaturizado, para su aplicación en una gran variedad de instalaciones industriales. Estos biosensores serán inicialmente optimizados para la detección de Legionella y otras bacterias contaminantes de procesos industriales. Sin embargo, cabe destacar que las propiedades de este biosensor lo dotan de una flexibilidad de análisis sin precedente, permitiendo cambiar la especificidad de detección de una manera rápida y sencilla, lo que prevé futuros desarrollos basados en esta tecnología, pionera en la región, en sectores económicos clave como la medicina, agricultura o ganadería.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Desarrollo de un algoritmo de alto nivel para la optimización de la planificación de la producción en la planta de Asturias.
Dentro del proceso de fabricación del acero, existen diferentes sistemas para la planificación de la producción, así como la programación de dichas tareas de producción. Sin embargo, no existe un sistema sobre la planificación de todo el proceso, desde la colada del acero hasta el acabado final de los productos largos (carril y alambrón), dado que existe una complejidad notable para la optimización y modelización del conjunto de fases productivas debido a las múltiples restricciones existentes asociadas a los diferentes requerimientos técnicos de la gran variedad de productos finales e intermedios existentes.
Por ello, el presente proyecto tiene como objetivo principal la modelización matemática de la fabricación de productos largos (carril y alambrón) de la factoría de ArcelorMittal Asturias (Gijón), concretamente de la fase de producción comprendida entre el proceso de colada continua y los trenes de laminación y acabado, para desarrollar e implementar un algoritmo metaheurístico que optimice la planificación de su producción.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Funcionalización del acero mediante nanofotónica para su uso como guía de luz.
El proyecto LIGHTSTEEL pretende desarrollar un nuevo concepto de ahorro energético basado en la iluminación interior a partir de luz natural, empleando una superficie opaca altamente reflectante recubierta con un sistema nanoluminiscente, de tal manera que el conjunto actuará como guía, conduciendo la luz hacia el interior de un espacio interior.
La fotoluminiscencia es un área muy atractiva tanto entre la comunidad científica como en la sociedad en general. El fenómeno es generado por pigmentos, ya sean de naturaleza orgánica o inorgánica, que absorben radiación, bien luz natural o artificial, de una determinada longitud de onda, y re-emiten a mayores longitudes de onda.
La mayor parte de los recubrimientos sobre el acero van encaminados a impedir o retardar la corrosión, adicionalmente otros confieren a los productos derivados del acero un alto valor añadido en diferentes aplicaciones: marítima, aeroespacial, industria automovilística, de la construcción, etc. En este proyecto planteamos utilizar un recubrimiento nanoluminiscente que aportará al acero una novedosa funcionalidad: Actuar como guía de luz, redirigiéndola hacia el interior de un espacio cerrado.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Elaboración de un mapa Metagenómico de una planta integral de acero.
Se busca la identificación del total de microorganismos presentes en diferentes muestras de ArcelorMittal (muestras ambientales, pilas de materiales, lodos, aguas residuales…) con la finalidad de reconocer sus propiedades y características. Con esta información se posibilitaría su explotación de forma industrial a través de su uso para la revalorización de residuos, producción de compuestos de interés y degradación de contaminantes entre otros.
El conocimiento de estas poblaciones permitirá el desarrollo de numerosas líneas de trabajo en las que se apliquen los microorganismos identificados:
- Aplicación de procesos microbiológicos a escala industrial.
- Mejora del rendimiento ambiental de ArcelorMittal mediante el desarrollo de procesos customizados de degradación de contaminantes, reducción de emisiones, tratamientos de aguas… Todo esto está enmarcado dentro de los objetivos de Desarrollo Sostenible.
- Green Chemistry: implementación de procesos de producción basados en biotecnología que sustituyan a métodos tradicionales basados en combustibles fósiles y/o métodos fisicoquímicos con impacto negativo sobre el medio: bio-tratamiento de aguas, bio-producción de aceites/lubricantes/plásticos, bio-nanopartículas, generación de bio-recubrimientos para evitar fenómenos de corrosión.
- Desarrollo de procesos para la revaloración de residuos tanto orgánicos (caso BIOPLANT) como inorgánicos (caso Biolixiviación de metales de interés).
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Desarrollo de materiales basados en mezclas de grafito-grafeno para su uso en supercondensadores híbridos de sodio.
El objetivo principal del proyecto NAHS es el desarrollo de materiales de grafito y grafeno de última generación, partiendo de subproductos del proceso de fabricación de acero que puedan usarse como materiales activos en un supercondensador hibrido en tecnología de sodio.
Se daría respuesta así a la falta de potencia de los supercondensadores híbridos actuales, a la vez que solventa el paso de la presodiación y evita las turbulencias generadas por el inestable mercado de litio, principales retos tecnológicos a los que hacer frente
Este proyecto se ha diseñado para ofrecer una solución integral a todos estos problemas mediante el desarrollo de una tecnología alternativa: la fabricación de un supercondensador hibrido basado en la tecnología de sodio ion.
La investigación de los materiales activos del supercondensador se basará en la transformación del grafito KISH, subproducto del proceso siderúrgico que actualmente es tratado como un residuo. Se ha demostrado que este material se puede utilizar como precursor para la fabricación de grafeno, así mismo, con los tratamientos adecuados, este grafito podría llegar a ser precursor de grafito “Battery grade”, aspecto a tener en cuenta ya que el grafito está incluido en la lista de materias primas críticas para la fabricación de baterías en Europa, elaborada por la UE.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Ensamblado de polvo y nanopartículas mediante técnicas láser y ajuste de parámetros de impresión.
El objetivo perseguido por parte de ArcelorMittal Innovación, Investigación e Inversión, S.L. con la realización del proyecto “Ensamblado de polvo y nanopartículas mediante técnicas láser y ajuste de parámetros de impresión” es el desarrollo de rutas de ensamblado de polvo y nanopartículas, alternativas a la convencional ruta de aleación mecánica, con el fin de ser usado el nanocomposite resultante como material de alimentación para fabricación aditiva de metales avanzados.
En el presente proyecto se propone una ruta de ensamblado diferente al estado de arte y basada en la unión electrostática de sistemas coloidales, apoyado en el potencial Z de polvos y nanopartículas. Esta ruta de ensamblado, la cual se basa en el mismo principio, se desglosará en una ruta de ensamblado laser y en otra ruta de ensamblado líquido.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Investigación en recubrimientos avanzados de base grafeno, con resistencia mejorada a la corrosión y libres de sustancias peligrosas.
El proyecto RANGE tiene como objetivo optimizar recubrimientos para proteger el acero de la corrosión, utilizando recubrimientos de base óxido de grafeno (GO) sobre acero al carbono y acero galvanizado por medio de la optimización de un recubrimiento orgánico con dispersión de partículas de óxido de grafeno, inversión de la polaridad del par galvánico y aislamiento de las partículas.
El acero al carbono requiere una protección para evitar la corrosión. Una forma de protegerlo es de forma temporal, es decir, aplicar un recubrimiento de corta duración que proteja al acero durante operaciones de almacenamiento y transporte. En ArcelorMittal se comercializan productos de acero recubierto con una protección temporal similar a la que se plantea aquí, como es el caso de la E-passivationTM. En el caso del proyecto que nos ocupa, la protección estaría destinada al acero desnudo.
Por otro lado, el acero galvanizado que se destina al sector de la construcción supone un gran mercado para el sector de aceros prepintados (véase la Figura 3). Este tipo de aplicaciones requieren en determinados ambientes de una protección adicional que suele aplicarse por medio de un recubrimiento orgánico. Los recubrimientos orgánicos se componen de una serie de capas (principalmente “primer” más “top coat”) que les confieren esta protección (véase la Figura 4a). El mercado de recubrimientos orgánicos abarca un amplio abanico de productos como son las pinturas en base epoxi, poliuretano, poliéster, etc. Sin embargo, destaca el uso de recubrimientos en base poliéster con un mercado del 70% en 2017 (Figura 4b), por lo que la mejora en las propiedades anticorrosivas de recubrimientos en base poliéster supondrá para ArcelorMittal una gran mejora en su proceso productivo en las líneas de acero prepintado de las que dispone.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Desarrollo de Productos Multimetálicos Disruptivos para la industria Ferroviaria y Termosolar.
El proyecto BiSolarRail aborda el desarrollo de nuevos productos para dos sectores muy relevantes y elevado impacto social: transporte ferroviario y energía termosolar, y lo hace planteando soluciones disruptivas que sólo se pueden abordar mediante el uso de infraestructuras singulares como las existentes en la “Manzana del Acero”, planta piloto capacitada para simular de forma integral el proceso siderúrgico.
El objetivo principal del proyecto es explorar la viabilidad de desarrollo de nuevos productos bimetálicos, procesados mediante laminación en caliente, para aplicaciones específicas (carril y chapa gruesa para tanques de almacenamiento de sales en centrales termosolares) con propiedades en uso mejoradas. En el caso del carril, se abordan tres propiedades en uso críticas: la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión y la reducción del efecto squeal (ruido generado por las ruedas del tren en curvas cerradas en zonas pobladas). En el caso del producto plano, las principales propiedades en uso objetivo son el límite elástico a la temperatura de uso (unos 565 ºC) y la resistencia a la corrosión por sales. En este caso el proyecto aborda la sustitución del acero inoxidable AISI 347H por “clad plates” industriales de acero al carbono y acero inoxidable y la definición y elaboración en la manzana del acero del clad plate ideal desde el punto de vista de las condiciones de uso.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Investigación para el desarrollo de un protocolo de evaluación de riesgos psicosociales para centros de I+D
El objetivo de este proyecto es investigar, desarrollar y validar una metodología que permita evaluar, mediante técnicas propias de la psicosociología, el estado general de la salud mental en el ambiente laboral con especial atención al efecto de la pandemia de COVID-19 acontecida durante los últimos años.
De manera general, el proyecto busca alcanzar métodos para la identificación objetiva de los aspectos positivos y negativos de la salud mental en un determinado grupo de trabajadores y determinar la presencia de riesgos psicosociales emergidos a raíz de la situación pandémica. La identificación de dichos riesgos permitirá, en última instancia, desarrollar planes de actuación contingentes y basados en el conocimiento científico a implementar en una situación hipotética de implantación de medidas restrictivas en el comportamiento de los trabajadores como consecuencia de esta u otras enfermades contagiosas de ámbito mundial.
Además, la metodología desarrollada permitirá a las empresas implantar herramientas de control y autogestión de la salud mental del personal, que permitan, de manera individual, la identificación de forma prematura de posibles afectaciones a la salud mental de cada trabajados y, de manera transversal a la organización, realizar un seguimiento del estado de salud mental en base al cual se desencadenen acciones correctivas ante la identificación de riesgos psicosociales de manera generalizada en el personal.
Este proyecto ha sido co-financiado por el Gobierno del Principado de Asturias a través del IDEPA y el Plan de Ciencia Tecnología e Innovación (PCTI) 2018-2022, y por la Unión Europea a través del FEDER.
Desarrollo Inteligente de Aleaciones de Alta Entropía
El proyecto HEADS se centra en la investigación sobre el desarrollo acelerado de aleaciones de alta entropía, o HEAs de sus siglas en inglés, High Entropy Alloys, mediante la utilización de algoritmos de machine learning. Este tipo de aleaciones suelen estar compuestas por más de 5 elementos en proporciones iguales o casi iguales y ofrecen propiedades mecánicas únicas (excepcional resistencia mecánica, dureza, resistencia al desgaste y a la corrosión, propiedades criogénicas y estabilidad térmica, entre otras) respecto a los sistemas de aleación convencionales. De hecho, la combinación de propiedades puede adaptarse ajustando la composición, la microestructura y las condiciones de procesamiento, incluidas la temperatura, la velocidad de enfriamiento y el tratamiento térmico.
Las estrategias digitales ofrecen un nuevo enfoque para la creación de materiales que acorta significativamente los tiempos de desarrollo, pero el entrenamiento de los algoritmos requiere de datos fiables. Por ello, el presente proyecto plantea una transferencia de conocimiento desde el departamento de Aceros y Aleaciones Metálicas de Fundación IDONIAL, con amplia experiencia en el diseño, desarrollo y caracterización de materiales metálicos, al grupo R&D Singular Digital Projects de ArcelorMittal desde el que se pretende utilizar la inteligencia artificial para el desarrollo de nuevos materiales.
Proyecto Jovellanos
Desarrollo de arquitectura escalable para datos IBA masivos (POIROT)
Arquitectura IoT Industrial orientada a la gestión masiva de datos provenientes de sensores industriales.
Proyectos financiados por CDTI y FEDER estratégicos
Agilidad, Novedad, Competitividad, Ligereza en ArcelorMittal. Procesos conectados de desarrollos rápidos: nueva gama de productos de acero 2030.
El proyecto ANCLA2030 “Agilidad, Novedad, Competitividad, Ligereza en ArcelorMittal. Procesos Conectados de desarrollos rápidos: Nueva gama de productos de acero 2030” tiene por objeto el desarrollo de ciclos ágiles de producto a lo largo de toda la cadena de proceso, potenciando la competitividad y el uso eficiente de recursos para la producción de una nueva gama de aceros, más sostenibles y con un mayor valor añadido.
El proyecto ANCLA2030 recorre los puntos más críticos y estratégicos del proceso siderúrgico centrándose en modificaciones del proceso productivo para implementar un desarrollo ágil de procesos y productos, aumentando la productividad del proceso y dirigiéndose hacia una personalización del producto.
Para ello, se actuará en los siguientes puntos del proceso siderúrgico así como en los productos estratégicos del grupo:
- Proceso de laminación en caliente, donde se estudiará el impacto de un enfriamiento controlado en la implementación de nuevos productos de alta resistencia que reduzcan la necesidad de aditivar con aleantes.
- Proceso de laminación en frío y galvanizado, en el que se desarrollarán soluciones para la optimización de sistemas de preparación y limpieza de la banda, incidiendo en problemas persistentes actuales e introduciendo tecnologías de vanguardia como posibles soluciones.
- Sistemas de optimización de la eficiencia energética, así como una reducción de emisiones y partículas contaminantes, consiguiendo además un menor mantenimiento de los hornos.
- Proceso de fabricación de hojalata y aceros cromados, para eliminar el Cromo de todo el proceso productivo en cualquiera de sus formas. Reducción en el proceso de sínter de las emisiones atmosféricas y optimización de la depuración biológica en la planta de tratamiento de aguas de baterías de cok.
- Implantación de un nuevo proceso industrial para aplicar recubrimientos innovadores multi-fase metálico basado en zinc sobre chapa de acero, que permitirán la fabricación de bobinas de acero de alto valor añadido que actualmente no se producen en España, mejorando también el aspecto final del recubrimiento.
- Obtención de grafeno de los subproductos siderúrgicos para su reaplicación como recubrimiento funcional de gran valor añadido con aplicaciones en sensórica para uso de clientes finales.
Este proyecto ha sido financiado con cargo a los fondos FEDER (subvencionado por CDTI).
FActoría del PORvenir 2025. Siderurgia digital y conectada.
El objetivo principal del proyecto “Factoría del Porvenir 2025. Siderurgia digital y conectada” (FAPOR2025) es situar a ArcelorMittal dentro del sector industrial como referencia desde el punto de vista de optimización del proceso y negocio, a través de la digitalización y conexión de la producción, mediante la introducción masiva de las tecnologías más avanzadas de la información. El impacto asociado a este proyecto refiere a todas las fases del proceso y negocio, no solo limitándose al desarrollo inteligente de la fabricación de productos, sino creando también productos inteligentes de mayor valor añadido, así como toma de decisiones comerciales y compras basadas en datos.
- Los objetivos generales del proyecto FAPOR2025 para la consecución exitosa de una nueva industria digital y conectada, en el sector siderúrgico son los siguientes:
- Incremento radical de la eficiencia del proceso a raíz de la predicción anticipada de necesidades de mantenimiento en las distintas instalaciones del proceso, así como la mejora del control de la calidad final de producto mediante la digitalización e interconexión de las técnicas de detección de defectos.
- Investigación y Desarrollo de técnicas y modelos de optimización matemática para acelerar el desarrollo de nuevos productos.
o Desarrollo de productos inteligentes que sean capaces de aportar información de su estado. - Investigación y Desarrollo de modelos de optimización basados en datos para la digitalización del negocio, con dos casos piloto centrados en Comercial y en Compras.
- Desarrollo de bio-sensores
Este proyecto ha sido financiado con cargo a los fondos FEDER (subvencionado por CDTI).
Proyectos financiados por CDTI y FEDER
Investigación para el desarrollo de tecnologías de fabricación flexible de acero mediante el desarrollo de un sistema experto de operaciones de horno eléctrico.
El objetivo principal del presente proyecto es el desarrollo de tecnologías de fabricación flexible de acero mediante el desarrollo de un sistema experto de operaciones de Horno Eléctrico que incorpore nuevos modelos físicos y matemáticos sobre datos obtenidos por una novedosa sensórica y empleando técnicas de inteligencia artificial y machine learning.
El proyecto pretende el desarrollo de un modelo estático y dinámico de un innovador proceso de fabricación EAF flexible multiproducto mediante el empleo de DRI reducido con hidrógeno en la fabricación de productos de acero, conjuntamente con un mix diverso de materias primas que, garantizando las propiedades y calidad del producto final, permitan su sostenibilidad desde el punto de vista económico.
Así, el horno (Hybrid EAF) se diseñará con la capacidad para consumir y procesar otras materias primas (además de la chatarra y HBI- del inglés Hot Briquetted Iron) de forma alternativa y en función de las calidades de los productos de acero finales a fabricar, sin importar la procedencia de la materia prima empleada.
Este proyecto ha sido cofinanciado por CDTI y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), para un periodo comprendido entre el 1 de mayo de 2023 y el 31 de julio de 2025, con un presupuesto que asciende a 5.201.358 €.
Investigación y desarrollo de nuevas tecnologías que permitan la atomización de flujos del proceso siderúrgico.
ArcelorMittal, como empresa líder en la industria siderurgia a nivel mundial, cuenta con una indudable capacidad para producir y disponer de acero fundido, lo cual supone un gran cuello de botella a la hora de producir polvos metálicos. Por ello, la compañía busca desarrollar el proyecto “Investigación y desarrollo de nuevas tecnologías que permitan la atomización de flujos del proceso siderúrgico” (ATOM), con el objetivo de estudiar un novedoso sistema que permitirá demostrar la capacidad de convertir el metal fundido extraído directamente de la acería en polvo metálico, aprovechando los productos ya generados actualmente en el proceso de ArcelorMittal. Alcanzar dicho proceso resulta de suma importancia para seguir dando respuesta a la creciente demanda de polvos. La fabricación aditiva es un campo en auge y cada vez más empresas y sectores empiezan a incorporar estas tecnologías en su proceso de manufactura.
Este proyecto ha sido cofinanciado por CDTI y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), para un periodo comprendido entre el 3 de octubre de 2022 y el 31 de diciembre de 2024, con un presupuesto que asciende a 3.799.521€.
Investigación en tecnologías de conformado a través de nuevos aceros AHSS para la próxima generación de componentes automotrices tubulares de chasis y BIW para la transición al vehículo eléctrico (3/3).
El proyecto IMAT-EV busca desarrollar materiales de alta resistencia que permitan aumentar las prestaciones mecánicas de los componentes de chasis y BIW para vehículos eléctricos sin aumentar el peso. Esto implica el estudio y conceptualización de una nueva generación de estructuras tubulares con mejoras en términos de seguridad, peso, confort, rendimiento y funcionalidad.
Para lograr esto, el proyecto involucra a tres grandes empresas (GESTAMP NAVARRA, GONVAUTO ASTURIAS y ARCELORMITTAL INNOVACION INVESTIGACION E INVERSION) y dos centros de investigación (AUTOTECH ENGINEERING y Fundación IDONIAL) que trabajarán en conjunto durante dos años para alcanzar los objetivos. Además, se investigará la factibilidad de utilizar aceros de segunda y tercera generación en tecnologías habilitadoras de los procesos de perfilado y conformado de tubo, así como la tecnología asociada de fabricación aditiva.
Este proyecto ha sido cofinanciado por CDTI y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), para un periodo comprendido entre el 15 de agosto de 2022 y el 30 de junio de 2024, con un presupuesto que asciende a 648.046€.
Proyectos financiados a cargo de los fondos FEDER y la Agencia Estatal de Investigación (AEI)
Tecnología de impresión 3D en materiales metálicos para la fabricación de piezas de recambio.
El proyecto SPAR3D se centra en la fabricación aditiva o impresión 3D, una tecnología disruptiva y de creciente uso en la fabricación y reparación de piezas metálicas. A pesar de los desafíos como la repetibilidad del proceso, la heterogeneidad de las propiedades del material, la limitada gama de materiales disponibles y el coste y consumo energético, el proyecto busca estrategias para producir piezas de recambio metálicas rentables para la industria del automóvil.
El proyecto propone una ruta de proceso integrada que incluye el proceso de fabricación aditiva y los tratamientos posteriores para los materiales metálicos. Se diseñarán y fabricarán aceros y aleaciones de aluminio utilizando la tecnología L-PBF y las técnicas MEX-HP.
Además, se estudiarán y optimizarán los tratamientos de posprocesamiento para mejorar la respuesta mecánica de las piezas de repuesto obtenidas mediante impresión 3D. Se utilizarán técnicas únicas de posprocesamiento, como la tecnología DyLyte®.
Se optimizarán las técnicas avanzadas de caracterización para evaluar el comportamiento a fatiga y otras propiedades relevantes de los componentes impresos en 3D. Se desarrollará un nuevo método de fatiga que proporcionará una herramienta para evaluar de forma asequible y rápida el efecto de las características mencionadas sobre el comportamiento a fatiga de los materiales obtenidos por fabricación aditiva.
SPAR3D es un proyecto financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI) dentro del programa de Proyectos en colaboración público-privada 2022, cofinanciado con Fondos Estructurales de la Unión Europea.
Hydrogen metallurgy for decarboniZing the sTEEl and COPper production industries.
El objetivo de este proyecto es evaluar el potencial del hidrógeno como agente reductor en procesos metalúrgicos clave de la producción de acero y cobre para reducir las emisiones de CO2 respecto a los procesos de producción y valorización de subproductos establecidos.
Se busca aumentar la cuota de chatarra de acero en el horno eléctrico de arco para reducir el uso de materias primas vírgenes y las emisiones de CO2. Se ha estudiado el uso de hidrógeno para la producción de acero con emisiones netas de CO2 cero, pero su aplicación en la ruta de fabricación de acero EAF es desconocida.
En el proceso establecido, la formación de espuma de escoria debido a la adición de antracita es un paso esencial para la calidad final del acero, la eficiencia energética del proceso EAF y la protección de los electrodos y el material refractario. Por lo tanto, la sustitución de antracita por hidrógeno alterará todo el proceso metalúrgico.
Respecto al cobre, la descarbonización total de la industria requiere el desarrollo de tecnologías limpias competitivas que permitan la eliminación de las emisiones relacionadas con el proceso. Este proyecto aclarará las cuestiones científicas de la metalurgia del hidrógeno para confirmar la viabilidad técnica de utilizar hidrógeno en lugar de gas metano como reductor durante el refinado de cobre blister para fomentar el scale-up.
ZteelCOp es un proyecto financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI) dentro del programa de LINEAS ESTRATEGICAS 2022, cofinanciado con Fondos Estructurales de la Unión Europea.
Baterías biodegradables y compostables para agricultura de precisión y sistemas energéticos descentralizados.
BIDEKO es un proyecto altamente multidisciplinario en el límite superpuesto entre electroquímica, ciencia de materiales, ciencia ambiental, ingeniería, fabricación de industria 4.0 y ecodiseño. Un consorcio bien equilibrado incluye la participación de Academia (UAB), Instituciones de Investigación (CSIC, BCM, CRE), Centro de Tecnología (GAI), PYME (FUE) y gran industria (AM). Esta colaboración sinérgica conducirá a un salto significativo en el estado del arte científico al tiempo que definirá un camino claro hacia la transferencia y comercialización de tecnología.
El desarrollo de baterías dentro de BIDEKO será evaluado por un conjunto de categorías de impacto ambiental definidas dentro de la metodología de Evaluación del Ciclo de Vida (LCA). Los resultados de LCA incluirán una estimación de la huella de carbono de las baterías para comparar su impacto en función de métricas estandarizadas y comparables. El ecodiseño de baterías utilizará esta salida para tomar decisiones sobre materiales, métodos de fabricación y factor de forma de acuerdo con los requisitos específicos de la aplicación a alimentar.
BIDEKO es un proyecto financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI) dentro del programa de LINEAS ESTRATEGICAS 2021, cofinanciado con Fondos Estructurales de la Unión Europea.
Mejora del ciclo de vida de carriles para tranvía y alta velocidad mediante su reparación por fabricación aditiva.
El desembolso en infraestructura ferroviaria es un importante gasto, cercano a los 40 millones anuales en la Unión Europea, donde el gasto en mantenimiento representa en torno a una cuarta parte. En cuanto al coste de construcción por kilómetro, un 40% se corresponde con el coste del carril. Por tanto, mejorar el ciclo de vida de los carriles, prolongando su vida útil, se traduce directamente en un gran ahorro económico y energético.
El proyecto LIFERAIL tiene como objetivo principal prolongar la vida de carriles ferroviarios sometidos a condiciones de uso no convencionales. Para conseguir dicho propósito, se va a investigar como trasladar la reparación por fabricación aditiva a carriles instalados en entornos urbanos o bajo muy altas exigencias de circulación como en la línea Meca-Medina.
Como resultado se espera reducir los costes de mantenimiento, reducir el impacto ambiental asegurando la sostenibilidad y todo ello garantizando la seguridad de circulación. En este contexto, LIFERAIL tiene por objetivo desarrollar los elementos tecnológicos claves que se indican a continuación:
- Un sistema de reparación de carriles de tranvía y alta velocidad (AV) mediante fabricación aditiva. Esta estrategia permite la reparación in-situ prolongando la vida útil del carril en lugar de fabricar, transportar e instalar nuevos tramos.
- El desarrollo de estrategias de mantenimiento predictivo para prolongar la vida de los carriles. Permitirá organizar las acciones de mantenimiento, optimizando y reduciendo el gran costo que suponen el ciclo de vida del carril.
Finalmente, se podrá realizar mantenimiento predictivo por medio de una herramienta LCA basada en modelos físicos.
LIFERAIL es un proyecto financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI) dentro del programa de COLABORACIÓN PÚBLICO-PRIVADA 2021, cofinanciado con Fondos Estructurales de la Unión Europea.
Desarrollo de materiales y tecnología para la infraestructura de Hyperloop.
El aumento de la necesidad de transporte, tanto de pasajeros como de mercancías, en un mundo globalizado y en expansión tanto demográfica como económicamente, implica una serie de problemas como son: la congestión de las infraestructuras (espacio aéreo, puertos y carreteras), emisiones de sustancias contaminantes y dependencia de combustibles fósiles. Estas consideraciones llevan a la necesidad de encontrar un transporte eficiente, eficaz, seguro y respetuoso con el medioambiente. En este escenario es donde se plantea el concepto de Hyperloop. Se trata de un concepto de transporte a muy alta velocidad (de más de 500 km/h) en tubos que trabajan en un entorno de baja presión, desplegado en un rango de distancias idealmente entre 500 y 1500 km. Pese a no existir en un sistema comercial todavía, el mercado está creciendo de forma muy rápida, con nuevos actores sumándose a los esfuerzos mundiales por desarrollar este novedoso medio de transporte que ya cuenta con un comité de estandarización europeo, el CEN/CLC/JTC 20 – “Hyperloop systems”.
Uno de los mayores retos que presenta el nuevo medio de transporte hace referencia a la sostenibilidad de la infraestructura. Las altas exigencias en cuanto a diseño suponen un enorme obstáculo para la viabilidad del nuevo medio de transporte. El proyecto HYPERMAT tiene como objetivo principal desarrollar y validar experimentalmente materiales y soluciones tecnológicas para la infraestructura de Hyperloop, más concretamente la estructura tubular, los sistemas de frenado, levitación y guiado.
HYPERMAT es un proyecto financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI) dentro del programa de COLABORACIÓN PÚBLICO-PRIVADA 2021, cofinanciado con Fondos Estructurales de la Unión Europea.
Inteligencia Artificial aplicada a la gestión de la corrosión en circuitos de refrigeración por agua.
El presente proyecto tiene por objetivo desarrollar un sistema de gestión de la corrosión 4.0 en una planta industrial, en base a análisis de datos online, dirigido a los circuitos de refrigeración por agua industriales de tubería de acero al carbono, con el fin de optimizar la productividad, así como reducir riesgos medioambientales y de seguridad.
Para ello se desarrollará un sistema de monitorización de parámetros online que permitirá la obtención de datos a gran escala que se procesarán por medio de redes neuronales e inteligencia artificial con el fin de obtener un modelo evolutivo y una herramienta de predicción de la velocidad de corrosión.
La gestión de la corrosión se alcanza a través de cuatro procesos: identificación, detección, cuantificación y evaluación.
Este objetivo está alineado con el Reto Social “Economía, Sociedad y Cultura Digitales”, dentro del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica de Innovación 2017-2020
I-COR es un proyecto financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades dentro del programa de ayudas RETOS COLABORACIÓN 2019, cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional con el objeto de Promover el desarrollo tecnológico, la innovación y una investigación de calidad.
Desarrollo de piezas 3D multi-material y multifuncionales mediante fabricación aditiva asistida por el diseño inteligente de materiales y proceso.
El proyecto MULTI-FAM plantea la combinación de materiales con diferentes funcionalidades, el proceso de fabricación aditiva por deposición directa con láser (DED) y la simulación termodinámica y de proceso, como tecnologías facilitadoras para obtener piezas 3D multi-material y multifuncional para su aplicación directa en procesos siderúrgicos.
El proyecto tiene como objetivo principal fabricar piezas 3D multifuncionales, utilizando diferentes materiales, mediante un proceso de deposición directa por láser de metal para ser utilizadas en el sector siderúrgico. El proceso de fabricación aditiva estará asistido por una metodología de diseño inteligente de materiales y de proceso basada en la simulación de éste por elementos finitos y la simulación termodinámica de materiales y su compatibilidad. En paralelo, se diseñará el proceso de fabricación basado en la selección optima de parámetros y estrategias de fabricación en función de los materiales a depositar en cada sitio, y se desarrollarán sistemas de monitorización y control de proceso para determinar la geometría de las capas depositadas y del material de aporte.
Además de las ventajas tecnológicas de los procesos de FA, estas tecnologías permiten maximizar la eficiencia en el uso de recursos, al no usar útiles, moldes o troqueles, pero, sobre todo, en el máximo aprovechamiento de las materias primas, sin producir apenas desperdicios. Por otra parte, las tecnologías de deposición directa se utilizan para reparar o reconstruir componentes, lo que también minimiza el cambio excesivo de piezas en el sector productivo. Todo esto minimiza el impacto medioambiental comparado con soluciones de fabricación tradicionales lo que hace que el proyecto MULTI-FAM se encuadre dentro del RETO 5. Cambio Climático y utilización de Recursos Naturales y Materias Primas.
MULTI-FAM es un proyecto financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades dentro del programa de ayudas RETOS COLABORACIÓN 2019, cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional con el objeto de Promover el desarrollo tecnológico, la innovación y una investigación de calidad.
Proyectos financiados por CDTI
Tecnologías de aporte de material digitalizadas para la fabricación y reparación automatizada de piezas de alto valor añadido.
El proyecto TECMADIVA abarca toda la cadena de valor del proceso de fabricación aditiva metálica, implementando diferentes desarrollos de robótica y digitalización de los productos y procesos de deposición directa de material (DED).
En la fase más inicial del proyecto, se definirán las condiciones de contorno del problema a abordar y las especificaciones técnicas en detalle, así como la definición de los diferentes casos para la validación de los desarrollos obtenidos en las diferentes tareas de investigación aplicada.
A continuación, se investigará en nuevas aleaciones que aporten un valor añadido a las aplicaciones finales propuestas como demostradores en el marco del proyecto. Para ello, se desarrollará el software necesario para la integración de los cabezales de fabricación aditiva mediante láser para la fabricación de polvo e hilo metálico en una planta robótica de producción simultánea, obteniendo un sistema de cabezal + alimentador para la fabricación integrable en planta robotizada.
Posteriormente se desarrollará, mediante una investigación aplicada, un sistema de cooperación y asistencia en procesos DED (Direct Metal Deposition) basado en inteligencia artificial (IA) para su aplicación en células de fabricación aditiva con robots industriales.
En paralelo se desarrollará un Stack mínimo Certificado basado en la Plataforma Cloudera aplicado a la fabricación aditiva.
Por último, se desarrollarán y utilizarán distintos escenarios de demostración en el marco del proyecto TECMADIVA para validar el grado de cumplimiento de los indicadores cuantitativos que miden el éxito del proyecto, utilizando los laboratorios de pruebas e instalaciones disponibles en el consorcio.
Sistema colaborativo de control logístico y de activos productivos para entornos industriales y de fabricación.
El proyecto COLIBRI aspira a conseguir una fuente de información fiable de los activos, flujos y stock en planta en un ámbito fabril, respondiendo así a la necesidad de la industria de hibridar el entorno físico y el digital, implementado una conexión entre el entorno real y el virtual; mediante la interconexión de múltiples sistemas de RFID y el desarrollo de gemelos digitales multinivel, de esta forma se permite el incremento de la fiabilidad de activos industriales y procesos logísticos, facilitando la trazabilidad digital de los productos y activos a lo largo de todas las fases productivas.
El objetivo principal del proyecto COLIBRI es investigar un sistema colaborativo de control logístico y de activos para entornos industriales y de fabricación, basado en la incorporación de un nuevo concepto de dron colaborativo, industrial, inteligente y conectado, capacitado para trabajar de forma colaborativa en un entorno productivo, en interiores y con personas.
Proyectos financiados a cargo de los fondos del Mecanismo de Recuperación y Resiliencia
Hydrogen Hub Asturias: Investigación para disponer de una instalación científica diferencial que impulse la cadena de valor del hidrógeno verde.
ArcelorMittal Innovación Investigación e Inversión, S.L. participa en el proyecto “Hydrogen Hub Asturias: Investigación para disponer de una instalación científica diferencial que impulse la cadena de valor del hidrógeno verde”.
El proyecto tiene como objetivo general la investigación y desarrollo de tecnologías relacionadas con toda la cadena de valor del hidrógeno, desde su generación, hasta su uso, pasando por el transporte, almacenamiento o recuperación del gas a partir de corrientes industriales. Estas tecnologías se conceptualizarán en equipos de prueba que permitirán crear una infraestructura científica de referencia, a nivel regional y nacional, para el desarrollo de futuras actividades de I+D+i relacionadas con la generación y empleo de hidrógeno verde en el entorno industrial.
Este proyecto ha sido subvencionado por la Unión Europea – Next Generation EU a través del Mecanismo de Recuperación y Resiliencia y por la Consejería de Ciencia, Innovación y Universidad del Principado de Asturias con cargo a los fondos procedentes del Mecanismo de Recuperación y Resiliencia, en el marco de la convocatoria de subvenciones a consorcios integrados por distintos agentes del sistema asturiano de ciencia y tecnología, para el
desarrollo de proyectos de I+D+i en el Área de Energía e Hidrógeno Renovable para el período 2021 a 2025.
GREENIRON4EAF - Nuevos sistemas de almacenamiento y adición de residuos carbonosos no fósiles para la fabricación de acero verde en horno eléctrico de arco (EAF)
Proyectos financiados a cargo de la Unión Europea Fondos research and innovation programme
Actividad europea de normalización de la caracterización del estrés residual industrial
Desde principios de 2021, ArcelorMittal participa en el proyecto europeo EASI-STRESS con socios de la industria, el mundo académico y las organizaciones de investigación y tecnología.
Siempre ha habido varias formas de trabajar los metales. Por ejemplo, se pueden forjar, soldar, fundir o fabricar de forma aditiva. En todos estos procesos se generan tensiones residuales en el material. Pero: Las tensiones residuales en los metales pueden provocar fallos catastróficos en procesos de fatiga. Por lo tanto, tienen una importancia clave en todos los sectores industriales en los que se utilizan metales, por ejemplo, en los sectores del transporte y la energía. Estas tensiones residuales se investigan mediante diversos métodos. Entre ellos, los neutrones y los rayos X de sincrotrón. Penetran en los metales y las aleaciones y permiten determinar directamente y de forma no destructiva las tensiones en la masa.
En el pasado, los desarrolladores industriales han tenido dificultades para utilizar las herramientas de caracterización de tensiones residuales basadas en la difracción de neutrones y rayos X de sincrotrón debido a la insuficiente comparabilidad de los datos y a la falta de protocolos armonizados. Esto dificultaba la confirmación de la reproducibilidad y la trazabilidad de las mediciones.
El proyecto EASI-STRESS quiere ayudar a las empresas a analizar y mejorar sus materiales de la mejor manera posible.
Proyectos financiados por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y el Gobierno Vasco
Proyecto ALTXOR - Optimización y robotización para mejorar la calidad de la chatarra de acero
El incremento del consumo de chatarra y su baja disponibilidad obligan a disponer de herramientas que mejoren y controlen la calidad de la chatarra de menor calidad para la producción de acero. Así, la chatarra de acero contiene una serie de elementos residuales perniciosos para el acero (cobre (Cu), estaño (Sn), cromo (Cr), níquel (Ni), etc.) que no pueden ser eliminados en el proceso de fabricación y deben diluirse para garantizar la calidad final del acero a producir.
ARCELOR MITTAL BASQUE COUNTRY RESEARCH CENTRE es un Centro de Investigación especializado en el sector del acero, que actualmente está trabajando en optimizar el proceso del horno de arco eléctrico (EAF), colada continua y el tratamiento de chatarras a través de nuevas tecnologías de caracterización. Por su lado, ARCELOR MITTAL (AM) SESTAO fabrica productos de acero planos de alta calidad a partir de chatarra reciclada en horno de arco eléctrico, y está apostando por consumir un 100% de chatarra local, por lo que la instalación de una planta de tratamiento de chatarra podría resultar de interés para mejorar los resultados operativos de la planta.
Proyecto FUTURAV
Proyecto HyperDeepScrap - Clasificador avanzado de residuos del tratamiento de chatarra férrica
ARCELOR MITTAL SESTAO (AM SESTAO) FABRICA PRODUCTOS DE ACERO PLANOS DE ALTA CALIDAD a partir de chatarra reciclada en horno eléctrico de arco. El principal inconveniente reside en que la chatarra contiene una serie de elementos residuales perniciosos (cobre (Cu), estaño (Sn), cromo (Cr), níquel (Ni), etc.) que no pueden ser eliminados en el proceso de fabricación y deben diluirse para garantizar la calidad fi nal del acero a producir. Por este motivo, AM Sestao ha combinado históricamente una mezcla de materias primas compuesta de chatarra importada de alta calidad (entre 60% y 85%) y hierro briqueteado en caliente o de reducción directa (HBI/DRI, entre 15% y 40%). Sin embargo, desde 2017 AM Sestao está apostando por consumir un 100% de chatarra local. En este nuevo contexto, la instalación de una planta de tratamiento de chatarra podría resultar de interés para mejorar los resultados operativos de la planta.
H-ACERO - Neutralidad climática de la industria del acero basada en nuevas tecnologías y procesos con aplicación intensiva del hidrógeno.
H-ACERO2
ASSURED - Acero Sostenible para Suministro de Aplicación exigente por Ruta Eléctrica Directa
SMARTNES - Diseño y desarrollo de un Ecosistema Digital para la gestión inteligente y colaborativa de la chatarra a lo largo de su cadena de valor
TRINKOA - Producción robusta y eficiente de aceros estructurales avanzados
Modificación de la puerta de salida del semiproducto del horno de recalentamiento en el tren de laminación
Proyecto financiado a cargo del Gobierno del Principado de Asturias con aportaciones del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER)
Optimización energética de red de vapor en factoría de Avilés
El proyecto de ahorro energético “Optimización energética de red de vapor en factoría de Avilés” de ARCELORMITTAL ESPAÑA, S.A. ha resultado beneficiario dentro del dentro del Programa de ayudas para actuaciones de eficiencia energética en PYME y gran empresa del sector industrial. El proyecto consiste en la Instalación de una nueva tubería, de transporte de vapor de una dimensión (DN100) acorde al consumo actual, y que alimente la zona de almacenes y talleres directamente desde el edificio de acabados con el fin de reducir pérdidas de calor, debido a la reducción del tamaño y longitud de la tubería. El importe de la ayuda es de 135.045,00 € para una inversión total de 450.152,00 €. El proyecto permite obtener un ahorro energético de 210,68 tep de energía térmica.
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