La industria debe trabajar para mitigar su impacto en las partes interesadas y en el medio ambiente.
Las nuevas tecnologías, como la impresión 3D, pueden hacer que la industria de fabricación aditiva sea más sostenible.
El Programa de Fabricación Avanzada y Producción del Foro Económico Mundial está identificando a las empresas que lideran la Industria 4.0 y un nuevo mundo de fabricación sostenible.
La forma en que fabricamos las cosas está cambiando. Pero la Cuarta Revolución Industrial no solo trata de cómo las nuevas tecnologías de fabricación, como la impresión 3D, beneficiarán a las empresas y a los consumidores. También trata de cómo la industria puede dar paso a un mundo más limpio y sostenible.
Es absurdo negar que el planeta se acerca rápidamente al día en que las consecuencias del cambio climático serán inevitables. La cuestión que enfrentan hoy muchos líderes empresariales es si –y cómo– podemos seguir generando valor para nuestros accionistas y, al mismo tiempo, mitigar nuestro impacto en el mundo natural.
Para encontrar esas respuestas, la Iniciativa de Fabricación Avanzada y Producción del Foro Económico Mundial ha trabajado durante el último año para abordar cuestiones que van desde el uso de datos para fomentar la innovación hasta el apoyo a la adopción de tecnologías inclusivas.
Las empresas globales cosecharán cada vez más los beneficios de un ecosistema de fabricación más flexible y automatizado, posibilitado en parte por tecnologías como la impresión 3D. Mi empresa, Desktop Metal, y la industria de fabricación aditiva en general, tenemos un papel que desempeñar para ayudar a los clientes a utilizar estas tecnologías y generar un impacto positivo en la comunidad en general.
Estas son cuatro formas en que la Industria 4.0 puede fabricar un mundo más sostenible.
1. Fabricación sin utillaje ni desperdicio
El utillaje pudo haber contribuido a hacer posible la era industrial moderna, pero eliminarlo produce muchos efectos positivos –plazos de entrega más cortos, menores costos de las piezas y menor gasto de almacenamiento– además de mitigar los impactos ambientales de la fabricación.
Sin la necesidad de utillaje, los fabricantes pueden eliminar partes de la compleja red que envía piezas y productos por todo el mundo. En cambio, solo se enviarán materias primas –polvos metálicos que pueden compactarse densamente–, lo que crea una cadena de suministro mucho más eficiente.
Las piezas, por su parte, se enviarán a través de las fronteras como archivos digitales, y solo se descargarán e imprimirán cuando y donde se necesiten.
Los procesos aditivos basados en la metalurgia de polvos también permiten un aprovechamiento de casi el 100 % de las materias primas, con poco desperdicio o chatarra, lo que convierte a esta tecnología en ecológica y altamente circular.
Al acercar la fabricación a los consumidores, la tecnología aditiva basada en la metalurgia de polvos no solo reduce el impacto ambiental del transporte de materiales y piezas a largas distancias, sino que también puede nivelar considerablemente el terreno de juego, permitiendo que las pequeñas empresas de todo el mundo compitan con los grandes fabricantes para producir piezas personalizadas para los mercados locales.
2. Consolidación del ensamblaje
Otra ventaja de la fabricación aditiva es la consolidación del ensamblaje, es decir, la combinación de varias piezas en conjuntos menos numerosos y multifuncionales. Esto también reduce los impactos ambientales.
Al haber menos piezas que transportar, el proceso puede hacer que las redes de envío sean más eficientes, lo que reduce significativamente las emisiones de CO2.
En la mayoría de los casos, combinar varias piezas también se traduce en importantes ahorros de costos y de peso. Como ejemplo, los ingenieros de Optisys lograron reducir los componentes de una antena de banda Ka de 100 a 1.
Aunque la flexibilidad geométrica de la impresión 3D permite crear piezas complejas y multifuncionales, la industria de fabricación aditiva todavía se encuentra en su fase inicial en lo que respecta a la fabricación de piezas de producción.
En parte, esto se debe a que la historia de la industria aditiva es en realidad la de tres curvas de crecimiento distintas. La primera, que comenzó a principios de la década de 1990, se centró principalmente en la investigación y el desarrollo de la nueva tecnología aditiva.
Hoy en día, la industria se encuentra al inicio de una nueva curva en S, que verá una adopción más amplia de la impresión 3D para la fabricación, lo que cambiará para siempre la forma en que se fabrican los productos.
A medida que la industria siga evolucionando en las próximas décadas, eventualmente alcanzará la siguiente curva, en la que las empresas imprimirán productos completos utilizando múltiples materiales, lo que reducirá aún más los impactos ambientales.
3. Diseño generativo
La flexibilidad geométrica que conlleva la impresión 3D también abre la puerta a una clase de diseño completamente nueva, que utiliza inteligencia artificial y se inspira en la naturaleza.
Mediante nuevas herramientas de diseño generativo, los ingenieros delimitan dónde debe existir una pieza, qué fuerzas actúan sobre ella y definen las zonas que deben evitarse. Lo demás lo hace un ordenador.
Los resultados finales son piezas totalmente optimizadas, hasta un 50 % más ligeras que los diseños convencionales, sin sacrificar el rendimiento.
Al hacer posibles estas piezas, la impresión 3D utiliza menos materias primas. Puede emplearse para fabricar componentes ligeros para todo, desde automóviles hasta aviones, lo que da como resultado menores emisiones de carbono.
4. Fabricación circular y nuevos polímeros
Con una reutilización casi infinita, las piezas metálicas impresas en 3D han comenzado a abrir la puerta a la noción de un proceso de fabricación circular, en el que los productos se diseñan para encajar en bucles sostenibles, donde los componentes pueden reutilizarse una y otra vez.
Sin embargo, los metales no son el único material utilizado en la fabricación moderna.
En un esfuerzo por reducir los residuos plásticos, varios investigadores están desarrollando polímeros avanzados como el polihidroxialcanoato, o PHA, que puede descomponerse en el suelo, el compost y los sedimentos marinos. Estos son mucho más respetuosos con el medio ambiente y encajan de forma natural en una economía más circular.
Construir comunidades para el futuro
Sin embargo, ninguno de estos beneficios existe en el vacío, y ninguna empresa por sí sola puede revertir los efectos del cambio climático.
La Plataforma del Foro Económico Mundial para dar forma al futuro de la fabricación avanzada y la producción el año pasado identificó una red de empresas “faro” líderes en aplicaciones de la Industria 4.0.
En adelante, mi empresa y otras trabajarán para fortalecer los vínculos en toda esa red e intercambiar mejores prácticas a medida que intentamos hacer realidad el futuro de la fabricación y la producción, y asegurarnos de que ese futuro sea prometedor para el mayor número de personas posible.
