Césped, muebles y paneles de origen biológico fabricados para durar
Las ciudades quieren productos de menor impacto, pero los materiales de exterior tienen que resistir al sol, la lluvia y el uso intensivo. El proyecto financiado con fondos europeos proyecto AMBIANCE(se abrirá en una nueva ventana) se centró en opciones de origen biológico que puedan producirse de forma fiable y probarse con las expectativas de rendimiento cotidianas. En tres demostradores, el proyecto combinó el desarrollo de materiales, las pruebas de durabilidad y el apoyo a la fabricación digital; también se tuvieron en cuenta desde el principio las rutas circulares para el final de la vida útil.
Tres demostradores para el deporte, el espacio público y la construcción
AMBIANCE eligió productos que la gente ya encuentra en su vida cotidiana. La coordinadora del proyecto, Cristina Crespo, afirma: «AMBIANCE se centra en tres familias de productos cotidianos de “exterior urbano”: sistemas de césped artificial, mobiliario de exterior impreso tridimensionalmente y paneles decorativos para la construcción». Para las instalaciones deportivas, el proyecto se centró en los campos de césped artificial, mejorando la sostenibilidad de los filamentos (hilos) y los rellenos, a la vez que se cumplían los exigentes requisitos de rendimiento. Para espacios públicos, produjo mobiliario de exterior impreso tridimensionalmente mediante fabricación aditiva a gran escala. Para la construcción, desarrolló paneles decorativos, incluidos paneles biocompuestos autoadhesivos fabricados a partir de recursos agrícolas como la paja de cebada y el alpiste.
Pruebas de resistencia a la intemperie
El envejecimiento en exteriores es un problema de múltiples factores de estrés en el que pueden combinarse la radiación ultravioleta (UV), los ciclos de temperatura, la humedad y el desgaste mecánico, provocando deformaciones, cambios de color, daños en la superficie o pérdida de resistencia. Crespo destaca la parte más difícil: «Se podría decir que el reto más difícil es diseñar contra los efectos combinados de los rayos UV y la humedad manteniendo los materiales circulares y escalables para la producción industrial». El equipo de AMBIANCE utilizó pruebas mecánicas y de envejecimiento acelerado para seleccionar materiales e iterar formulaciones y procesos. Para los muebles de exterior, los ensayos de envejecimiento acelerado utilizaban ciclos controlados de UV y humedad con un estricto criterio de aprobación: las muestras debían permanecer indeformadas y conservar la resistencia a la flexión dentro de una reducción aceptable tras una exposición prolongada. Para los paneles de construcción exterior, la resistencia a la humedad era fundamental y las pruebas demostraron que la aplicación de un revestimiento superficial la mejoraba. En el caso de las fibras de césped artificial, se realizaron ensayos de exposición solar acelerada en condiciones controladas de intemperie acelerada, evaluando la estabilidad del color, la integridad mecánica y la degradación potencial. Paralelamente, se realizaron pruebas de biodegradabilidad en medios acuosos de los materiales de relleno para comprender las vías de degradación.
Rutas circulares al final de su vida útil y un gemelo digital en el taller
La circularidad se aplicó de forma diferente en los tres demostradores porque los materiales y las rutas difieren. Los sistemas de césped artificial se mantuvieron en termoplásticos en la medida de lo posible para permitir el reciclado mecánico, mientras que se evaluó la biodegradabilidad de los materiales de relleno. En el caso de los muebles impresos tridimensionalmente, se evaluó su reciclabilidad incluso después de un envejecimiento artificial y natural. En el caso de los paneles decorativos fabricados a partir de recursos agrícolas sin adhesivos añadidos, el proceso de reciclado quimio-mecánico formaba parte de la ruta prevista para el final de su vida útil. Para ayudar a los fabricantes a mantener la coherencia de la calidad, AMBIANCE creó soluciones digitales que vinculan los datos de producción a las decisiones tomadas en el taller. Crespo explica: «Las soluciones digitales de AMBIANCE están diseñadas para convertir los datos de producción en decisiones procesables: seleccionar ventanas operativas, detectar desviaciones y respaldar una calidad constante». Este proceso implica limpiar y alinear los datos de los sensores, y luego utilizarlos en sistemas de apoyo a la toma de decisiones con inteligencia artificial explicable para que los operadores puedan ver qué variables impulsan la calidad. Los modelos basados en datos se combinan con modelos de orden reducido procedentes de simulaciones de alta fidelidad, lo que permite a los equipos probar escenarios virtualmente antes de realizar costosas pruebas. Los costes se redujeron gracias a las materias primas locales y a la impresión tridimensional eficiente en cuanto a materiales, respaldada por la documentación y certificación de los proveedores, en su caso, para que los productos duraderos y circulares sigan siendo escalables.
