Estandarización europea como apoyo a la innovación y a la industria

El sector del conformado de chapa, aquel en el que se aplica una fuerza a una pieza de chapa metálica para modificar su geometría en lugar de eliminar cualquier material, ocupa un puesto relevante dentro de la industria europea, y gracias a él es posible obtener piezas metálicas de altas prestaciones a partir del acero y el aluminio. Sus productos se utilizan en casi todos los sectores de producción industrial, por ejemplo, el transporte, la construcción, los electrodomésticos y los envases, para los que, en 2016, el sector generó más de 400 millones de euros.

Sin embargo, esta industria se enfrenta a un gran reto en lo que respecta a la fabricación de piezas de chapa metálica, la falta de métodos de ensayo adecuados para evaluar la conformabilidad de la chapa y las prestaciones de las piezas en la fase de diseño del producto. Esto es esencial para poder desarrollar piezas de altas prestaciones a coste reducido con los nuevos materiales de alta resistencia, que son muy sensibles al procesamiento. Es por ello por lo que evaluar los parámetros de conformado y las propiedades de la chapa es indispensable para garantizar una producción y una calidad de la pieza sin imperfecciones, evitando así los defectos que no pueden predecirse en la fase de diseño del producto a través de los enfoques experimentales o computacionales tradicionales.

Para dar respuesta a este reto, en 2019, nace el proyecto de I+D+i FormPlanet, en el marco del Programa Horizonte 2020, con el objetivo de desarrollar y demostrar un ecosistema integrado que ofrezca metodologías de ensayo innovadoras, así como, un servicio de banco de pruebas para caracterizar las propiedades y predecir el comportamiento de las piezas de chapa metálica, evitando las pérdidas de producción en las industrias del conformado de chapa.

El consorcio del proyecto FormPlanet está formado por 17 organizaciones de ocho países de la Unión Europea, entre los que se encuentran centros de investigación, universidades, laboratorios de ensayo, compañías industriales productoras y usuarias de chapa metálica. En este sentido, Eurecat desarrolla las labores de coordinación del proyecto y UNE es el responsable de las tareas de estandarización.

La estandarización dentro de un proyecto de I+D+i es una actividad valorada muy positivamente, dado que proporciona mayor visibilidad e impacto a los resultados de un proyecto, facilita la aceptación por parte del mercado y la explotación de estos resultados, ayuda a garantizar su calidad, y genera confianza a los usuarios de las soluciones desarrolladas. El consorcio de FormPlanet, consciente de todos estos beneficios, decidió promover la creación de un CEN Workshop (Comité Europeo de Normalización) denominado Ensayos innovadores para el apoyo de la industria del conformado de chapa metálica (Innovative testing in support of the sheet metal forming industry) en el que se estableció como programa de trabajo el desarrollo y publicación de dos nuevos documentos normativos europeos CWA (CEN Workshop Agreement) sobre métodos de ensayo para la caracterización de chapas metálicas. En diciembre de 2020 se celebró la reunión de lanzamiento del CEN Workshop FormPlanet, en la que participaron 34 representantes de 17 organizaciones europeas, incluyendo varios socios de FormPlanet, representantes de la Comisión Europea, de CEN/CENELEC y de compañías y laboratorios relevantes. En dicha reunión, se fijó como objetivo desarrollar los dos CWA y facilitar, de esta manera, la diseminación de los logros y resultados de este proyecto, además de apoyar la futura implementación del servicio de banco de pruebas contemplado en el proyecto. Tras ocho meses de trabajo, estos CWA se han publicados y puestos a disposición del público en la web de CEN-CENELEC, desde donde se pueden descargar gratuitamente.

El CWA 17793:2021 Determinación de la tenacidad a fractura en chapas finas metálicas describe un procedimiento para la evaluación de la tenacidad a la fractura de chapas finas metálicas y dúctiles por medio de la metodología EWF, proporcionando orientación para la preparación de probetas, el ensayo y el procesamiento de los datos.

El CWA 17794:2021 Medición del hidrógeno difusible en materiales metálicos – Método HELIOS 4 de sonda caliente proporciona una guía para la medir el contenido de hidrógeno difusible en chapas metálicas susceptibles de sufrir este fenómeno, tanto durante la producción del acero como de las piezas o durante la vida de servicio de los componentes.

Los CWA publicados, desarrollados conforme a los principios de apertura, transparencia y consenso inherentes a todo proceso de estandarización, constituyen una útil herramienta para la industria del conformado de chapa metálica, que cuenta, ahora, con dos nuevas referencias para el diseño y comercialización de servicios, y en el futuro podrían ser la base para nuevos estándares europeos o internacionales.

Estos CWA constituyen un éxito de colaboración entre diversas organizaciones europeas, que han sido capaces de unir esfuerzos para el logro de un objetivo común, y dar, así, respuesta a los desafíos que supone el desarrollo y procesamiento de nuevos materiales metálicos sensibles en sectores como el del automóvil, los electrodomésticos, la construcción o los envases. La estandarización demuestra también su utilidad como herramienta al servicio de la innovación y la industria, facilitando tanto el acuerdo entre las organizaciones interesadas, como la aceptación por parte de la industria de los resultados de los proyectos de innovación y la provisión de unos servicios de calidad en futuros bancos de pruebas.

Eurecat lidera, en el marco del proyecto europeo FormPlanet, la creación de una plataforma de innovación industrial que pretende aumentar y mejorar la productividad de las industrias del conformado de chapa metálica implementando nuevas técnicas de caracterización de materiales y enfoques de modelaje.

Para lograr una mayor visibilidad y aceptación de las metodologías propuestas se han desarrollado actividades de estandarización que han conllevado a la preparación y publicación de dos documentos CWA. Uno de ellos describe el procedimiento para la determinación de la tenacidad de fractura en chapas metálicas delgadas y, el otro, un método de ensayo para la medición del contenido de hidrógeno en materiales metálicos mediante el equipo HELIOS 4 HOT PROBE.

Esta estandarización, que lidera UNE, además de permitir una mayor difusión de las metodologías propuestas y garantizar su calidad, contribuirán a generar confianza en los futuros usuarios de FormPlanet gracias a la implementación de estándares durante la prestación de los servicios de caracterización. 

Eurecat ha comprobado, tanto en FormPlanet como en otros proyectos de investigación e innovación, que la estandarización es una herramienta eficaz para incrementar el impacto de un proyecto y asegurar una mayor aplicabilidad de las soluciones desarrolladas, mejorando su aceptación y uso entre los usuarios relevantes. La estandarización contribuye a la explotación y comercialización de los resultados obtenidos en un proyecto de I+D+i, actuando de puente entre las actividades de investigación y el mercado.