En épocas de invierno, las bajas temperaturas obligan a interrumpir la navegación por las esclusas del Soo, un paso fundamental para el comercio marítimo a través de los Grandes Lagos, situados en la frontera entre Estados Unidos y Canadá. El Cuerpo de Ingenieros del Ejército de Estados Unidos (USACE) lidera las operaciones de las esclusas con soluciones innovadoras de mantenimiento. Este año, el USACE ha dado un paso de gigante en ingeniería civil al imprimir en 3D el mayor componente de obra civil estadounidense jamás creado. Han aprovechado con éxito de la fabricación aditiva para desarrollar una pieza crucial para el sistema de contención de los buques en el puerto de embarque.
El gran reto de este proyecto fue la sustitución de componentes antiguos, en particular, la palanca del sistema de contención de buques en la esclusa del puerto de embarque. Esta misma protege las compuertas de la esclusa de los buques fuera de control y de colisiones. Responsables del funcionamiento general del sistema, estas palancas, que llevaban más de 60 años funcionado, se habían agrietado, lo que exigía una solución rápida y eficaz para garantizar el flujo ininterrumpido del tráfico marítimo.
La pieza metálica impresa en 3D de 12 pies de largo instalada en el sistema de contención de la esclusa del puerto de embarque. (Créditos de la foto: USACE).
Con un plazo de tiempo ajustado y consciente de la complejidad del proyecto, el distrito de Detroit del USACE se asoció con expertos en el ámbito para explorar otras soluciones. Se consultaron años de investigación del Centro de Investigación y Desarrollo de Ingenieros del Ejército de Estados Unidos y se tomó la decisión de aprovechar la tecnología de impresión 3D para acelerar la producción y, al mismo tiempo, cumplir los estrictos requisitos de calidad del proyecto. En estrecha colaboración con líderes del sector como Eaton Corporation e instituciones académicas como la Universidad de Toledo, USACE recurrió a Lincoln Electric, proveedor líder de tecnología de soluciones de soldadura, para fabricar rápidamente un nuevo brazo de palanca utilizando la fabricación aditiva por arco de alambre (también llamada WAAM).
La impresión 3D y las reparaciones de las esclusas
Para hacer frente a los plazos de producción y garantizar la máxima calidad de los recambios para las esclusas de Soo, se tomó la decisión de recurrir a la impresión en 3D. Mientras que los métodos de fabricación tradicionales habrían necesitado unos 18 meses para la producción, lo que habría supuesto un reto importante para mantener la eficiencia en las esclusas, la impresión 3D ofrecía ventajas obvias e inmensas. Gracias a la manufactura aditiva, el plazo de producción se redujo a tan solo 12 semanas, lo que aceleró enormemente el tiempo de reparación y redujo las interrupciones del tráfico marítimo. Además, el nuevo brazo de palanca demostró unas características de óptimas, superando a los componentes anteriores en aproximadamente un 20 o 30%, garantizando así un mayor rendimiento y durabilidad.
En cuanto al empleo de la impresión 3D en el proyecto, el teniente coronel Brett Boyle, comandante del distrito de Detroit del USACE, declaró: «Aseguramos nuestra nación y activamos nuestra economía operando, manteniendo y preservando recursos hídricos e infraestructuras estratégicas. Esto supone un reto, ya que nuestras infraestructuras siguen envejeciendo. Estos retos son oportunidades para ejecutar nuestro programa de formas nuevas e innovadoras que nos hagan más eficientes. El proyecto de la esclusa ha sido una de esas oportunidades para que nuestro equipo trabaje con los investigadores del ERDC para aprovechar la tecnología de impresión 3D existente de forma que ofrezca una calidad superior con seguridad y al mismo tiempo acortar los plazos de producción actuales».
A medida que el USACE continúa su búsqueda para ampliar sus operaciones y reducir costes mediante métodos de fabricación innovadores, el potencial de la impresión 3D se hace cada vez más evidente en el sector. Con los continuos avances en técnicas y materiales de fabricación aditiva, la impresión 3D presenta ventajas significativas para mejorar la resistencia, reducir los gastos y acelerar los plazos de finalización de los proyectos en este campo. Para obtener más información sobre este proyecto, haz clic aquí.
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*Créditos de la foto de portada: United States Army Corps of Engineers.