El Gobierno financia el proyecto de 7,78 millones dirigido al desarrollo de materiales e investigación de tecnologías de fabricación avanzadas que permitan obtener componentes para el desarrollo de la industria española de fusión nuclear. El consorcio está integrado por cinco empresas y cuatro centros de investigación que buscan resolver los retos técnicos actuales para obtener componentes críticos, de grandes dimensiones y geometrías complejas, para reactores de fusión nuclear, combinando tecnologías de fabricación aditiva y prensado isostático en caliente (HIP).

La fusión nuclear se presenta como una de las soluciones energéticas más prometedoras para el futuro, gracias a su seguridad y a la disponibilidad prácticamente inagotable de recursos. 

Sin embargo, requiere de la fabricación de componentes de gran tamaño con geometrías extremadamente complejas y excelentes propiedades mecánicas, capaces de resistir muy altas temperaturas y radiaciones que sigue siendo el reto clave para el desarrollo de esta tecnología. Con el objetivo de superar estas barreras, nace el proyecto RODAS, una iniciativa que busca desarrollar tecnologías de fabricación avanzada, enfocadas especialmente en el campo de la fabricación aditiva combinada con tecnologías como el prensado isostático en caliente (HIP, Hot Isostatic Pressing), para la producción de componentes críticos para los reactores de fusión nuclear. Metales&Máquinas asistió a un encuentro online con la prensa para dar a conocer el proyecto. Formaron parte de esa presentación Marcos Pérez, director de desarrollo de negocio de Leading MetalMechanic Solutions; Andrés Hernando, consejero delegado de Hiperbaric, y Nerea Ordás, directora de Fabricación Aditiva de CEIT. 

El proyecto, con una duración de cuatro años, pretende dotar a las empresas de conocimientos y tecnología, que les permita afrontar futuros proyectos en el campo de la fusión nuclear en España. El proyecto, con un presupuesto de 7,78 millones de euros, ha recibido una financiación de 5,54 millones de euros procedentes Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades a través del Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (CDTI) y de la Agencia Estatal de Investigación (AEI), en el marco de la iniciativa TransMisiones 2024. RODAS ayudará a resolver los retos actuales que existen para obtener los componentes de reactores de fusión nuclear, como son los largos plazos de entrega, los complejos procesos de fabricación que involucran multitud de etapas sucesivas de mecanizados, uniones y tratamientos térmicos, así como los elevados consumos de materias primas y energía. 

Innovación en materiales, tecnologías de fabricación y ensayos

RODAS es un proyecto articulado en torno a tres áreas clave: materiales y tecnologías de fabricación y ensayos avanzados. “Con los resultados obtenidos se capacitará a las empresas en conocimientos y tecnología para abordar futuros proyectos y licitaciones relacionadas con fusión nuclear”, indicó Nerea Ordás, directora de Fabricación Aditiva de CEIT. En el ámbito de los materiales avanzados, se trabajará en el desarrollo de nuevas aleaciones pulvimetalúrgicas, como EUROFER y CuCrZr, capaces de soportar altas temperaturas y radiación. Además, se optimizará el proceso de atomización con gas para mejorar la producción de polvos metálicos empleados en fabricación aditiva, facilitando así su integración en los procesos industriales.

En este sentido, se trabajará en la investigación y el desarrollo de nuevas aleaciones de materiales de alto rendimiento y propiedades termomecánicas avanzadas especialmente diseñadas para componentes de fusión nuclear, “demostrando también que la tecnología de fabricación aditiva es técnica y económicamente viable para obtener componentes refrigerados activamente, de geometría compleja y grandes dimensiones, capaces de cumplir con los estrictos requerimientos de la fusión nuclear”, señaló Marcos Pérez, director de desarrollo de negocio de Leading Metalmechanical Solutions.  

En cuanto a la fabricación avanzada, se investigarán diferentes técnicas de fabricación a partir de polvo o hilo metálico, como PBF-L (Fusión Directa de Metal por Láser), DED (Deposición de Energía Focalizada), WAAM (Fabricación Aditiva mediante arco e hilo) o la novedosa técnica ROV-MAM, con el objetivo de obtener piezas con geometrías complejas y de grandes dimensiones y consiguiendo a su vez una reducción significativa del desperdicio de material. Se investigará también la hibridación de procesos de fabricación. 

Una de las principales innovaciones del proyecto RODAS va a ser la posibilidad de aplicación simultánea de tratamientos térmicos y la tecnología de Prensado Isostático en Caliente (HIP, Hot Isostatic Pressing) desarrollada por Hiperbaric. “Estamos desarrollando una nueva generación de prensa y horno de HIP de grandes dimensiones, único en España, con altas velocidades de enfriamiento y dotada con una arquitectura avanzada de control mediante la aplicación de Inteligencia Artificial”, indicó Andrés Hernando, consejero delegado de Hiperbaric. 

Finalmente, se realizarán ensayos avanzados para validar los nuevos materiales y procesos mediante técnicas no destructivas, como tomografía computarizada y ultrasonidos, asegurando así la integridad de los componentes sin necesidad de realizar pruebas destructivas. 

Impacto y beneficios para la industria española

El desarrollo de estas tecnologías tendrá un impacto significativo en la industria, la ciencia y la sostenibilidad, contribuyendo al desarrollo de la fusión nuclear como fuente de energía. Gracias a la optimización de procesos de fabricación avanzada, se espera reducir los tiempos de producción de componentes clave de ocho a dos semanas y minimizar el desperdicio de material en hasta un 80%, respetando así el medio ambiente. Además, el uso de los nuevos materiales permitirá mejorar la duración y eficiencia de los reactores de fusión.

Se generará un efecto tractor del tejido industrial español, fomentando la capacitación de las empresas en áreas temáticas relacionadas con materiales con propiedades avanzadas, permitiendo a estas compañías posicionarse en el sector de industria de la ciencia, facilitando su acceso a licitaciones públicas de IFMIF-DONES (Instalación Internacional de Irradiación de Materiales de Fusión - Fuente de Neutrones DEMO orientada a la demostración) o ITER (Reactor Termonuclear Experimental Internacional). 

Un consorcio de referencia para un proyecto ambicioso

El proyecto RODAS cuenta con un consorcio formado por dos agrupaciones. Por un lado, la agrupación del Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación CDTI, liderada por Leading Metalmechanical Solutions y compuesta por las empresas Hiperbaric, Rovalma, Innomaq21 y Novadep NDT Systems. Por otro lado, la agrupación de la Agencia Estatal de Investigación (AEI), encabezada por la Asociación Centro Tecnológico CEIT y formada por CIEMAT, Fundación IDONIAL y la Universidad de Granada.

Mientras que la agrupación AEI asumirá la investigación, el desarrollo de materiales, la optimización de procesos de fabricación y la validación de componentes, la agrupación CDTI se centrará en la validación de tecnologías de fabricación avanzada y desarrollo de aplicaciones a escala real. Esta combinación de conocimiento investigador y experiencia práctica industrial garantiza la viabilidad y el éxito del proyecto, permitiendo la transferencia efectiva de los avances científicos a la industria.

El proyecto se puso en marcha el pasado mes de enero con una reunión celebrada en las instalaciones de CEIT, en la que participaron todos los socios del consorcio. Durante el encuentro se definieron los primeros pasos y se estableció la hoja de ruta para los próximos años.
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Este artículo aparece publicado en el nº 9 de Metales&Máquinas págs. 56 y 57.