17 June, 2021 Revista Digital sobre Patentes, Marcas y Propiedad Intelectual

Industria mexicana mejora el forjado de acero con algoritmo matemático

Fuente: ANTIMIO CRUZ BUSTAMANTE, Reportero de Ciencia, Tecnología e Innovación, Revista Digital Mi Patente, [email protected], www.mipatente.com

La empresa mexicana FRISA Forjados, fundada en 1971 en Santa Catarina, Nuevo León, creó un algoritmo original, es decir, un conjunto de operaciones matemáticas sistematizadas, que le permiten calcular la distribución de granos de acero durante sus procesos de fundición. Gracias a esto, FRISA logró que sus piezas de alto desempeño, como los aros que usan las turbinas de aviones, tengan mayor homogeneidad en la distribución de sus moléculas y mejor distribución de cargas.

La innovación tecnológica ha ayudado a FRISA (acrónimo de Fabricaciones y Representaciones Industriales S.A.) para consolidarse como líder internacional en fabricación de acero forjado, al exportar el 90 por ciento de sus productos a países como Inglaterra, Indonesia, Malasia y Estados Unidos.

El desarrollo de algoritmos matemáticos originales fue planeado para elevar la calidad y el tiempo de fabricación de piezas de acero para la industria aeronáutica ya que actualmente la empresa mexicana tiene entre sus clientes a fabricantes de equipos de alta manufactura como GE Aviation (General Electric Aviation) y Rolls Royce PLC.

El algoritmo matemático fue desarrollado en los propios laboratorios de FRISA, gracias a un proyecto de investigación apoyado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt). Ese proyecto generó el algoritmo, así como la validación de un módulo para la predicción de tamaño de grano y la incorporación de un paquete computacional especializado de forge.

Al aplicar estas innovaciones al trabajo diario, FRISA logró reducir los tiempos de desarrollo de nuevos productos para la industria aeroespacial.

Las predicciones nuevas del tamaño de los granos fueron validadas mediante la fabricación y caracterización de los seis nuevos prototipos de componentes, todos los cuáles tienen geometrías complejas y son fabricados con superaleaciones base níquel, mediante procesos de forja y rolados de anillos y costura.

Precisión milimétrica

La empresa con sede en Santa Catarina fabrica piezas de acero que deben tener precisión de milímetros, pero también producen piezas de dimensiones más grandes que árboles, como gigantescos aros de acero, barras, barras huecas, bloques y soleras, que deben resistir alta presión, impactos y fatiga.

Los forjados de acero son procesos que se realizan en plantas industriales especiales, donde el trabajo se llega a realizar a temperaturas superiores a los mil 350 grados centígrados (1350 ºC), que es la temperatura cercana al punto de fusión del acero.

Para mejorar estos procesos, con soluciones originales, en 2008 FRISA Forjados realizó una inversión de 20 millones de pesos en la modernización de sus laboratorios de pruebas destructivas y no destructivas, para incrementar la calidad de sus materiales.

Con su equipo privado de investigación para el mejoramiento industrial, la empresa mexicana ha ganado diferentes convocatorias de apoyos del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt). En 2011 logró crear un nuevo proceso de fundición de acero que hace más resistentes sus piezas ante impactos y otras agresiones del medio ambiente. Además, en los años 2013 y 2014 generó al algoritmo original de distribución de moléculas, también con apoyo de Conacyt.

FRISA Forjados, es hoy la principal proveedora de aros de acero para la fabricación en México de turbinas de avión que se exportan a todo el mundo, pero también produce otro tipo de piezas de acero, de gran dimensión para el armado de turbinas aerogeneradoras de electricidad, columnas para plataformas petroleras y barrenadoras para la industria minera.

Una de las innovaciones más destacadas de FRISA Forjados fue apoyada por Conacyt entre los años 2010 y 2011, gracias a la cual se obtuvo un tipo de acero altamente resistente que se utiliza en la fabricación de anillos para turbinas generadoras de electricidad con la fuerza del viento. El desarrollo de este tipo de acero fue posible gracias a un cambio en el proceso de producción de ese metal.

Originalmente, la empresa mexicana utilizaba gases como nitrógeno y argón en la fabricación del acero, pero después de realizar investigaciones originales descubrió que, al inyectar gas natural durante el calentamiento del acero, éste multiplicaba su resistencia y se podía fabricar sin poros.

Ese avance es un eslabón más dentro del largo proceso en el que la empresa decidió apostar por la investigación para competir mejor.

CRÉDITO DE LAS FOTOS: FRISA Forjados

FOTO 1: En 2008 Frisa invirtió 20 millones en sus propios laboratorios para mejorar el acero forjado

FOTO 2: Gracias a su nuevo algoritmo son capaces de elaborar en  poco tiempo prototipos para la industria aeronáutica

FOTO 3: El algoritmo original de FRISA permite distribuir de manera homogénea las moléculas de acero durante el forjado

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