Este documento describe una visita a una empresa del sector metal que se especializa en mecanizar titanio. La empresa produce piezas de titanio finas y flexibles pero irrompibles para sectores como la aviación, automoción y alimentación. El documento también describe los procesos y máquinas utilizadas como fresadoras y máquinas de soldar, y discute las propiedades del titanio como material, incluyendo su alto punto de fusión, resistencia a la corrosión y ductilidad.
2. Visita al Centro Tecnológico del Calzado de La Rioja 26 de noviembre de 2015
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1. ¿Qué es? ¿Qué tipo de empresas están involucradas?
El CTCR, Centro Tecnológico del Calzado de La Rioja es un centro donde investigan para empresas con
el fin de incrementar su competitividad en el sector del calzado. Departamentos que tiene el centro son :
Gestión de proyectos, TIC's, Diseño de producto, Nanotecnología, Labortorios, Calidad, medio ambiente
y PRL, Electrónica y automática, Internalización, Comunicación, Formación y Administración. Algunos
de los objetivos del CTCR son:
• Impulsar y dinamizar actuaciones y proyectos de investigación, desarrollo e innovación.
• Promover la formación y especialización de los recursos humanos mediante la realización de
jornadas, seminarios, cursos o cualquier otra iniciativa de interés.
• Proporcionar asistencia en materia de calidad, normativa, medio ambiente, fabricación, ensayos
físicos y químicos, etc.
• Contribuir el progreso tecnológico de las empresas.
• Formalizar acuerdos y/o convenios con agentes del sector, organismos o entidades públicas o
privadas, así como con instituciones de distinta índole que contribuyan al desarrollo de la propia
actividad.
El CTCR también ayuda a las empresas ayudándolas o dándolas un impulso para exportar fuera del país.
Las empresas riojanas del calzado, exportan a muchos países, donde en el ranking de países con mayores
exportaciones encontramos a Francia, EEUU e Italia en la parte más arriba, le siguen Portugal, países de
Asia, etc.
A este centro, están involucradas entidades, como es lógico, del sector del calzado, no obstante, también
aparecen empresas que no tienen por qué ser del calzado, sino que les interesa también las investigaciones
que realizan sobre los materiales, o también aportar materiales. Sin ir más lejos, nombres de empresas de
calzado:
• Calzados Hergar
• Calzados Parami
• Calzados Victoria
• Calzados Arnedanos
• Calzados Zel's
• Etc
Empresas no dedicadas al calzado:
• Laguna Sport
• Cauchos Ruiz-Alejos
• Cauchos Ebro
• DHL
• Cauchos Arnedo
• Etc
2. Breve reseña histórica.
El centro fue inaugurado el 16 de Enero de 2007. Empezando como un pequeño centro formando por
unos veintipocos trabajadores y poco a poco cada año ha ido mejorando considerablemente.
.
3. Visita al Centro Tecnológico del Calzado de La Rioja 26 de noviembre de 2015
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Durante todo este tiempo, la actividad de este centro fue evolucionando significativamente y fue captado
a la perfección por las distintas empresas que están involucradas. No hay más que ver que al principio
casi no tenían entidades unidas y ahora el número de entidades supera el centenar. Esto ha favorecido
avanzar con la confianza de contar con el apoyo de diversas instituciones regionales, nacionales e
internacionales.
Los trabajos y proyectos desarrollados por el centro no han pasado desapercibidos, un ejemplo de ello es
la reciente innovación de una suela totalmente resistente al fuego. Incluso también han sido premiados,
como por ejemplo el noviembre del año pasado premiado por ECOEMBES por generar competitividad a
través de la sostenibilidad.
3. 5 imágenes significativas al menos (Fotos de producción, fotos de área, de empresa…).
Por desgracia, no se nos dejó echar fotos en el CTCR por motivos de confidencialidad a las entidades
asociadas al centro. Pero por internet se puede encontrar alguna foto:
1.Centro Tecnológico del Calzado de La Rioja.
2. Laboratorio físico.
3.Digitalizador de hormas.
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4.Tabla con los logos de las empresas involucradas al centro.
4. Materiales involucrados en la producción de calzado.
En la producción de calzado aparecen gran cantidad de materiales involucrados: pieles, plantillas,
cordones, esponjas, anillas, hilos, hormas, topes, suelas,...
Ahora hablaremos de los más esenciales:
• Los calzados de pieles son mejores vistos, al ser la piel un material natural más flexible y blando.
Transpirable, absorbente y poroso. En el centro vimos cómo las pieles eran sometidos a diversos
ensayos tanto físicos y químicos. En el físico para comprobar su dureza, resistencia, etc, y en el
químico tenían como objetivo innovar al nivel nanotecnológico. Allá vimos el ejemplo de un zapato
de dos colores que al someterlo a una cierta temperatura pasaba a ser de un solo color.
• Las plantillas, que están formadas por dos clases de plantillas, una de cartón y otra de esponja. La de
cartón que es para montar el zapato durante el procesado y darle consistencia al zapato antes de
pegarle la suela. Y luego la de esponja que se pone tras acabar el zapato y sacarlo de la horma y que
su fin es darle comodidad al pie.
• Las suelas, que pueden ser de caucho, goma o poliuretano. es la parte del zapato que por lo general
está formado por un material más resistente que el zapato en sí. Sirve para proteger la planta del pie y
proporcionar tracción y mayor fricción para evitar caídas. Precisamente, en el centro vimos distintos
tipos de ensayos para los materiales de las suelas que consistían para comprobar su tracción,
tenacidad, resistencia al desgaste, etc.
• Las hormas, de plástico, de aluminio, etc, sirven para darle la forma del zapato a las pieles durante el
procesado. Desde el comienzo se utilizan en cada una de las máquinas que consisten en darle la
forma.
• Esponjas, que se utilizan para forrar el zapato por el interior, sobre todo en invierno para que sea más
cálido.
• El hilo, material menos llamativo pero también importante, con el hilo se encargar de guarnecer, de
unir las pieles, la suela, etc.
5. Visita al Centro Tecnológico del Calzado de La Rioja 26 de noviembre de 2015
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5. Tratamiento de residuos, reciclado.
Reciclado
En las empresas de este sector, se reciclan sobre todo las hormas de plástico, las de aluminio y los
troqueles de hierro, los cartones de embalaje, etc. También el aceite usado en las máquinas hidráulicas
dedicadas a la producción del calzado, se cambia cada dos años echándolo a un recipiente y enviándolo a
reciclar.
También para reciclar un calzado en sí es un proceso largo por la gran cantidad de materiales que
aparecen un solo zapato. Sin embargo hace poco una universidad logró crear una máquina que separa la
piel de la goma y transformarlo todo en gránulos minúsculos. Este descubrimiento en el sistema de
reciclaje podrá conducir a enormes beneficios ambientales.
Tratamiento de residuos.
En las empresas de calzado aparecen diversos tipos de residuos: restos de pegamentos sólidos, restos de
pegamentos líquidos, envases plásticos de sustancias peligrosas, residuos de tintas con disolventes,
absorbentes contaminados, envases metálicos de sustancias peligrosas, restos de tinta seca,...
En las empresas cada tipo de residuo es vertido en una bolsa. Cada bolsa está metida en un recipiente
contenedor que tienen un pegatina pegada en la que indica el tipo de residuo. Cuando la bolsa se llena se
saca del recipiente, se le pega el mismo adhesivo y se escribe la fecha. Esa bolsa llena se tirará en otro
recipiente llena de bolsas del mismo tipo de residuos. Cada recipiente de esos se encuentran en un cuarto
especial habilitado, la cual tendrá una ventilación adecuada, una iluminación estanca que evita que los
vapores de los residuos puedan inflamarse. Esta habitación tiene está a prueba de fugas, soporta altas
temperaturas en caso de incendio, etc. Abajo fotos de algunas de las pegatinas que se les pega a las
bolsas indicando el tipo de residuo, la fecha de envasado, etc :
1. Cordón
2. Piel
3. Hilo
4. Suela
5.1. Plantilla de esponja
5.2 Plantilla de cartón
6. Ojete
7. Esponja
6. Visita al Centro Tecnológico del Calzado de La Rioja 26 de noviembre de 2015
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6. Otros CTC en España y breve discusión sobre la situación actual del sector.
Aparte del Centro Tecnológico del Calzado de la Rioja, el otro centro dedicado a la investigación sobre el
mismo sector que pertenece a la misma red de centros tecnológicos de España es la Institución
Tecnológica del Calzad y Conexas (INESCOP), en Elda (Alicante).
Hoy en día el sector del calzado es uno de los sectores más beneficiosos para el país siendo al mismo
tiempo uno de los más desapercibidos. Aparte de sacar grandes beneficios por las exportaciones al
exterior, también es favorable este sector por el gran número de empresas dedicadas a ello, lo que
conlleva a una gran cifra de personas con empleo. Hasta hace unos años se estimaba que había como unos
1430 empresas dedicadas a ello con unos casi 25000 trabajadores.
Además, si nos ponemos a pensar, tiene más mérito esta favorecida situación del sector por el proceso que
tuvo que llevar a cabo para alzarse en lo alto cuando hace unos años se vino a abajo por la aparición de
los productos asiáticos.
Y es que el calzado español se exporta a un total de 180 países, la mayoría de la Unión Europea que es
nuestro principal comprador (81% de las exportaciones). Por otro lado, las exportaciones a destinos
extracomunitarios, el 19% del total, aumentaron un 8% en valor, representando Estados Unidos (9%) y
Asia (7%) los destinos principales.
En España las principales fábricas se encuentran localizadas en la Comunidad Valencia (representa casi el
50% de las exportaciones nacionales), La Rioja (+30%), Castilla-La Mancha (6%), Baleares y Murcia.
Y puestos a mirar al futuro, según explicó hace un año el vicepresidente de la Federación Española de
Industrias de Calzado (FICE), Basilio García Morón, director general del Grupo Hergar y miembro del
Consejo Rector del Instituto Tecnológico del Calzado y Conexas Inescop aseguró según el último
Congreso Mundial del Calzado que el futuro del sector sigue estando en la diferenciación, porque el
mercado "exige al fabricante tener cada vez más presente al consumidor", y que gracias a esta industria,
España se aprecia dentro y fuera de sus fronteras como un país que cuenta con un sector de calzado
"maduro", que lleva camino de "establecer un nuevo récord" en comercio exterior.
8. Visita a una empresa del sector Metal 28 de noviembre de 2015
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1. Datos de la empresa, productos que proporciona, ventas…
Esta empresa pertenece al sector industrial del metal y se dedican a mecanizar el titanio. Reciben el metal
y tras diversos procesos lo exportan a empresas del sector alimentario, aeronáutico y automovilístico.
Por ejemplo nos enseñaron unas piezas en forma de T con un grosor superfino, muy flexibles pero
irrompibles que junto unos más servían para sujetar las alas de un avión.
Esta empresa se ha visto favorecida a que sectores se interesen en su producto debido a que el titanio es
ligero y al incorporar piezas de dicho material a aviones o coches aprecian algún beneficio.
En el sector automovilístico con el fin de aligerar el peso, así por ejemplo ya existen muelles y bielas de
titanio. Especialmente con el caso de los muelles se mejora el módulo de Young y una mejor calidad de la
suspensión. En el sector aeronáutico aparte de como ya dije anteriormente en la sujeción de las alas,
también para construir forjados estructurales de los aviones, discos de ventilación, álabes, etc, y esto se
debe a que el titanio también puede soportar altas temperaturas.
2. Materiales involucrados en producción. Máquinas más importantes mostradas.
En dicha empresa cuando hicimos la visita solo vimos que en la producción solamente usaban titanio,
desde una forma inicial, y tras largos procesos, el final. En ello se utilizaban materiales secundarios como
refrigerantes como taladrina o un hilo de latón para cortar la pieza.
En la producción el titanio pasa por fresadoras, en los que se forza, se lamina se forja,...
Pero anteriormente el titanio tiene que pasar cuatro días en una parte de la fábrica para que la pieza coja la
temperatura ambiente . La empresa poseía de modernas máquinas de mecanizado fino con las que
trabajan con gran precisión y control numérico y todo está controlado por ejes cartesianas.
También tenían maquinas para soldar. Tenían de muchos estilos, pero nos explicaron que las piezas
soldadas eran para el sector alimentario y automoción, las piezas exportadas al sector aeronáutico
estaban prohibidas soldarlas porque ello generaba procesos de temple y producción de microgrietas.
Vimos otras máquinas como una que utilizaba un hilo de latón para cortar por electroerosión y aquí nos
explicaron que cuanto más aleado el titanio mejor era.
Ahora hablaré un poco del material protagonista, el titanio:
El titanio se trata de un metal de transición de color gris plata. Comparado con el acero, aleación con la
que compite en aplicaciones técnicas, es mucho más ligero. Tiene alta resistencia a la corrosión y gran
resistencia mecánica, pero es mucho más costoso que aquél, lo cual limita sus usos industriales. Se
considera que es el cuarto metal estructural más abundante en la superficie terrestre. Características que
en mi opinión son relevantes para la asignatura:
• Tiene un alto punto de fusión.
• Conductor térmico y eléctrico.
• Refractario.
• Mecanizado por arranque de viruta.
• Dúctil.
• Duro. Escala de Mohs 6.
• Muy resistente a la tracción.
• Gran tenacidad.
• Mantiene una alta memoria de su forma.
Aleaciones:
• Ti grado 2 (TiFe). Tiene una resistencia a la tracción de 345 MPa, un límite elástico de 275 MPa, una
ductilidad del 20% una dureza de 82 HRB.
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• Ti grado 5 (Ti6Al4V). Es la aleación de titanio más utilizada, sobre todo, en el campo de la
aeronáutica. Tiene una resistencia a la tracción de 896 MPa, un límite elástico de 827 MPa, una
ductilidad del 10% una dureza de 33 HRB.
• Ti grado 19 (Ti3Al8V6Cr4Zr4Mo). Tiene una resistencia a la tracción de 793 MPa, un límite elástico
de 759 MPa una ductilidad de 15% una dureza de 45 HRB.
• Ti6246 (Ti6Al2Sn4Zr6Mo). Tiene una resistencia a la tracción de 1172 Mpa, un límite elástico de
1103 Mpa una ductilidad del 10% una dureza de 39 HRB.
Su utilización se ha generalizado con el desarrollo de la tecnología aeroespacial, donde es capaz de
soportar las condiciones extremas de frío y calor que se dan en el espacio y en la industria química, por
ser resistente al ataque de muchos ácidos; asimismo, este metal tiene propiedades biocompatibles, dado
que los tejidos del organismo toleran su presencia, por lo que es factible la fabricación de muchas prótesis
e implantes de este metal.
3. Tratamiento de residuos, reciclado, aspectos del impacto medioambiental.
Reciclado del titanio.
Podemos reciclar el titanio puro de recortes de chapa, virutas, turbinas, prótesis, álabes, tubos, desguace
naval y aeronáutico, residuos de proyección, cualquier estado físico del material. Viruta de industria
aeronáutica, desguace de industria química e industria Galvanotécnica, Recortes de chapa de calderería.
Sobrantes de titanio procedentes del mecanizado, torneado y/o fresado de piezas. Las virutas de titanio
son aceptables para el reciclaje siempre que estén libres de aceites y taladrinas.
Además, existe un proceso para reciclar el titanio llamado 'Proceso de reciclaje IME'. Este proceso
ofrece una gran flexibilidad con respecto a material de alimentación, permitiendo así la
sustitución del titanio y clasificados como chatarra limpia por la chatarra barata de bajo grado. La clave
característica de este enfoque es la introducción de fusión por inducción al vacío. Con esto,
todo el lote se homogeneíza en una sola masa fundida y de manera eficiente refinados, particularmente
con respecto a los valores de oxígeno altamente sensible. Por lo tanto, una gran parte de los costos de
producción se economiza por aplicar el proceso de reciclaje IME, dando como resultado no sólo un mayor
costo-competitividad para la producción titanio, sino también contribuir a los esfuerzos relativos a la
reducción del consumo de energía y la huella de carbono.
Sin embargo, debido a esta alta flexibilidad, la aleación producida no es capaz de cumplir con las
especificaciones de aleación actuales.
En la empresa que visitamos, nos explicaron que el reciclado era muy importante, ya que reciclando
titanio inútil, taladrina usada, etc, anualmente podrían llegar a pagar el saldo de dos personas, lo que lleva
al reciclado a una importancia economista bastante alta.
Impacto ambiental y en la salud.
Hasta ahora no se ha encontrado ningún efecto negativo del titanio en el ambiente. En cambio, un efecto
positivo es que el titanio, en combinación con el oxígeno, disminuye la contaminación del aire.
Y en el contexto de la necesidad de reducir las emisiones nocivas, la utilización a gran escala de
recubrimientos de dióxido de titanio resulta de especial interés, debido a que su efecto fotocatalítico
provoca la desintegración de las sustancias nocivas en el aire.
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Por otra parte, tampoco olvidemos que como todo material extraído de la naturaleza, el proceso de
extracción tendrá sus repercusiones en el medio ambiente.
Respecto al impacto en la salud, el titanio elemental y el dióxido de titanio tienen un nivel bajo de
toxicidad.
4. Opinión personal de la visita: qué me ha gustado, qué me ha sorprendido, qué me ha interesado,
etc.
En la visita a esta empresa hubo unos ciertos aspectos que llegaron a sorprenderme e incluso gustarme.
Me sorprendió el tamaño de las fresadoras, y la velocidad y precisión con la que trabajaban. Claramente
todo está bien calculado y previsto en los sistemas de control de cada fresadora para luego el mecanizado.
Descubrí en la fábrica que el titanio es un metal ligero, punto a favor del material, ya que gracias a esta
característica es tan solicitado para su venta a los sectores alimentario, automovilístico y aeronáutico.
Otro aspecto importante en el procesado y que jamás hubiese imaginado fue que al llegar el titanio en
bruto a la fábrica tenía que pasar unos 4 días en una zona especial para adquirir la temperatura ambiente
de la fábrica. Fue increíble ver con qué facilidad cortaban el titanio, soldaban, e incluso también el corte
especial por electroerosión.
La verdad es que me gustó también por los momentos en los que hablaron del titanio y de los aviones y
más sobre los sectores aeronáuticos (o aeroespaciales) que son cosas que siempre me han gustado.
