Comparativa del análisis de ciclo de vida de una pieza industrial de acero mediante fabricación aditiva por soldadura de arco e hilo y fabricación convencional.

Abstract

El análisis del ciclo de vida (ACV) comenzó en los años setenta propiciado por la crisis energética. Su objetivo era la búsqueda del ahorro energético en cada una de las etapas de los procesos productivos. La creciente conciencia social sobre el consumo de recursos y la generación de residuos ha evolucionado hacia el actual concepto de ACV. En las evaluaciones del impacto del ciclo de vida se analizan las entradas, las salidas y los potenciales impactos abarcando desde la adquisición de la materia prima o generación a partir de recursos naturales, hasta la disposición final del bien o servicio. Por otro lado, la evolución de la técnica con el desarrollo de los procesos de fabricación aditiva (FA) ha demostrado ser esencial para avanzar hacia el concepto de producción sostenible, principalmente por la reducción de tiempos de producción y generación de desperdicios. Basándose en los principios generales de la norma de la gestión ambiental UNE-EN ISO 14040:2006, el objetivo del presente estudio ha sido realizar una comparativa de la huella ambiental y costes asociados a dos procesos de fabricación destinados a la obtención de una pieza industrial, uno convencional sustractivo – el mecanizado por control numérico (CNC) -, y la fabricación aditiva por soldadura de arco e hilo (WAAM). La pieza elegida para el estudio ha sido una horquilla de acero inoxidable AISI 316L, procedente de un tren de laminación de acería. La técnica empleada ha sido ACV, haciendo uso del software SimaPro versión 9. El impacto ambiental y los costes asociados a sendos procesos de fabricación se ha obtenido considerando las etapas que abarcan desde la extracción de las materias primas hasta la obtención de la pieza final, teniendo en cuenta los insumos que afectan a cada uno de los procesos de forma independiente. Los resultados del estudio manifiestan que la fabricación de la horquilla mediante la técnica WAAM propuesta supone un ahorro entorno al 70% en acero inoxidable, dado que se obtiene una preforma muy parecida a la pieza final. Además, los resultados de la evaluación sobre el medio ambiente, expresados en 18 categorías de impacto ambiental, como el calentamiento global, la reducción de la capa de ozono, la emisión de partículas, o la escasez de recursos minerales, entre otras, revelan una reducción del impacto entre el 20% y el 80% justificando la elección de la fabricación aditiva WAAM como una técnica alternativa medioambientalmente más sostenible a la convencional.