Científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge han desarrollado RidgeAlloy, una nueva aleación de aluminio que transforma chatarra contaminada de carrocerías de automóviles en material de alto rendimiento para piezas de vehículos. Esta innovación aborda los desafíos de reciclaje planteados por las impurezas, reduciendo potencialmente el consumo de energía hasta en un 95 por ciento en comparación con la producción de aluminio primario. El avance podría permitir la reutilización de hasta 350.000 toneladas de chatarra de aluminio anualmente en Norteamérica para principios de la década de 2030.
Científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) del Departamento de Energía han diseñado RidgeAlloy, que permite convertir el aluminio reciclado de bajo valor procedente de paneles de carrocería de vehículos en componentes fuertes y duraderos para aplicaciones estructurales automotrices. Esta aleación supera los problemas de contaminación, como el hierro de remaches y sujetadores introducido durante el triturado, que típicamente hacen que la chatarra sea inadecuada para usos de alto rendimiento. El desarrollo responde a un flujo anticipado de chatarra de aluminio de vehículos intensivos en aluminio, como la serie Ford F-150 introducida alrededor de 2015, que llegarán al fin de su vida útil a principios de la década de 2030. Los sistemas de reciclaje en Norteamérica podrían manejar 350.000 toneladas de dicha chatarra de chapa de carrocería cada año, gran parte de la cual actualmente va a productos de menor valor o a exportaciones. El equipo del ORNL utilizó computación de alto rendimiento para más de dos millones de cálculos con el fin de diseñar la aleación, incorporando elementos como magnesio, silicio, hierro y manganeso para cumplir con los estándares de resistencia, ductilidad y seguridad en choques. La difracción de neutrones en la Fuente de Neutrones de Espallación del ORNL ayudó a analizar los efectos de las impurezas a nivel atómico. «El equipo avanzó desde un concepto en papel hasta una demostración exitosa de una pieza a escala completa de una nueva aleación en solo 15 meses», dijo Allen Haynes, director del Programa Central de Metales Ligeros del ORNL. «Ese es un ritmo de innovación inaudito en el desarrollo de aleaciones estructurales complejas». Lingotes de chatarra automotriz mixta fueron producidos por Trialco Aluminum del Grupo PSW en Chicago y fundidos en piezas de tamaño mediano por Falcon Lakeside Manufacturing en Michigan mediante fundición a presión alta. Las pruebas confirmaron la idoneidad de RidgeAlloy para bajos de carrocería y elementos de chasis. «Usar chatarra refundida en lugar de aluminio primario se estima que resulta en una reducción de hasta el 95 % en la energía necesaria para procesar una pieza», señaló Amit Shyam, líder del Grupo de Comportamiento y Diseño de Aleaciones del ORNL. El proyecto, apoyado por la Oficina de Tecnologías de Vehículos del DOE, podría extenderse a aeroespacial, maquinaria agrícola y vehículos marinos, fortaleciendo las cadenas de suministro nacionales.
