Cómo la tecnología láser hace que la fabricación sea más sostenible

Mientras el mundo enfrenta importantes desafíos ambientales y el calentamiento global representa una amenaza real para el futuro del mundo, los gobiernos y los consumidores están comenzando a tomar medidas. En 30 de los países más grandes del mundo, los gobiernos han implementado incentivos por valor de más de 17,2 billones de dólares en esfuerzos por hacer que las industrias adopten prácticas más ecológicas y sostenibles.

Además de los incentivos, los gobiernos están implementando leyes ecológicas que exigen a los fabricantes reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Los clientes cuestionan cada vez más los intentos de los fabricantes de implementar políticas ecológicas. El 85% de los consumidores dice haber cambiado activamente sus comportamientos de compra teniendo en cuenta la sostenibilidad.

Si bien ningún proceso industrial es 100% ecológico, los fabricantes pueden tomar medidas proactivas para reducir e implementar tecnologías que hagan que la fabricación sea más sostenible. La tecnología láser de fibra es una de ellas y está ganando popularidad.

En este artículo, analizaremos las cinco razones principales por las que la tecnología láser de fibra es un aliado importante para hacer que los fabricantes adopten prácticas más sostenibles.

Las fuentes de energía utilizadas en la industria manufacturera, como el carbón, el petróleo y el gas, son perjudiciales para el medio ambiente. Mejorar la eficiencia energética es una de las claves para hacer que las operaciones de fabricación sean más sostenibles.

Si bien los láseres de dióxido de carbono (CO2) solían predominar en la fabricación, los láseres de fibra son ahora más populares que nunca. Hoy en día, los láseres de fibra han mejorado significativamente la eficiencia energética. El láser de fibra típico consume de tres a cinco veces menos energía que los láseres de CO2. También requieren menos tiempo (y energía) para encenderse y tienen menores requisitos de refrigeración que sus predecesores.

Los componentes de estado sólido de los láseres de fibra también requieren menos entrada eléctrica que los láseres de CO2. Por ejemplo, un láser de fibra de 2 kW puede cortar material fino tan rápido como un láser de CO2 de 4 a 5 kW.

La industria manufacturera representa más de la mitad del potencial de calentamiento global (PCA) mundial. Es evidente que la industria necesita encontrar formas de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y los residuos.

Durante las operaciones de fabricación se genera una gran cantidad de residuos a partir de consumibles. Los láseres no producen desperdicios y reemplazan muchas tecnologías que dependen en gran medida de consumibles.

Por ejemplo, el marcado láser puede reemplazar muchos procesos que utilizan consumibles como etiquetas impresas y tinta. La limpieza con láser también puede reemplazar procesos como el pulido con chorro de arena, eliminando medios abrasivos que requieren eliminación.

Los láseres pueden ayudar a los fabricantes a reducir su dependencia de los productos químicos al reemplazar las soluciones químicas decapantes utilizadas para la limpieza de superficies.

Muchas operaciones de fabricación todavía utilizan productos químicos para eliminar los contaminantes de la superficie. En la mayoría de los casos, estos productos químicos deben gestionarse para evitar la contaminación. Por ejemplo, la extracción química utiliza varios productos químicos para eliminar contaminantes e incluye varios pasos de enjuague. En cada etapa, el agua de enjuague debe tratarse y eliminarse adecuadamente.

Cuando solo es necesario limpiar un área específica, la limpieza con láser puede eliminar selectivamente óxido, óxidos, revestimientos y otros tipos de contaminantes de la superficie sin utilizar productos químicos ni requerir enjuagues químicos.

Boeing descubrió que el uso de ablación láser para eliminar la pintura de los aviones en lugar de decapado químico o granallado puede reducir los desechos peligrosos en más de un 90%.

Cuanto menor sea la huella industrial, menor será el impacto sobre el medio ambiente. La tecnología láser es excepcionalmente compacta y reduce el espacio necesario para las operaciones de fabricación.

En la fabricación de baterías, por ejemplo, una sola máquina de soldadura láser puede ser tan eficiente como docenas de máquinas de unión de cables por ultrasonidos. El cambio a láser puede reducir potencialmente el espacio entre 400 y 800 pies cuadrados y, al mismo tiempo, reducir en gran medida el consumo de energía.

En particular, los láseres de fibra son excepcionalmente compactos. La luz láser se produce en un cable de fibra óptica. En comparación, un láser de CO2 requiere una cámara grande para mezclar gases. Los láseres de fibra suelen utilizar refrigeración por aire integrada en lugar de una unidad enfriadora adicional. Esto reduce aún más la huella y reduce el consumo de energía.

Cuando es necesario reemplazar una máquina, los materiales a menudo se desperdician. Luego se utilizan recursos adicionales para producir nuevos equipos. Las máquinas con una vida útil más larga contribuyen a hacer un mundo más sostenible al reducir este tipo de residuos.

Los sistemas láser de fibra tienen estadísticas impresionantes en cuanto a vida útil. La mayoría de las fuentes de láser de fibra pueden funcionar durante 100.000 horas, mucho más que la mayoría de los tipos de equipos industriales y tres veces la vida útil de un láser de CO2. Esto significa que los láseres de fibra pueden funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana durante al menos 10 años y producir resultados consistentes y de alta calidad.

A pesar de las promesas, la mayoría de los países están retrasados ​​en el cumplimiento de los objetivos de emisiones de gases de efecto invernadero. Es necesario tomar medidas serias para ponerse al día y evitar mayores daños ambientales. Los fabricantes deben desempeñar un papel importante a la hora de realizar cambios para un futuro más sostenible. Las empresas que toman medidas también pueden inspirar y atraer clientes, así como nuevos talentos.

Los láseres, más específicamente los láseres de fibra, son una de las tecnologías que pueden respaldar este esfuerzo al reducir los desechos, la energía, los productos químicos y los consumibles en la fabricación.

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Sobre el Autor

Guillaume Jobin, formado como ingeniero mecánico, tiene más de 10 años de experiencia en automatización y control. Es Especialista de Aplicaciones en Laserax, donde también es miembro del Comité de Sostenibilidad Corporativo.