Fíjese en cualquier cable a su alrededor. ¿Sabe por qué algunos tienen un pequeño cilindro colocado junto a los conectores? Se llaman núcleos de ferrita y actúan como escudos para los dispositivos electrónicos, ya que absorben y bloquean señales no deseadas que pueden afectar a la calidad de los datos, audios o videos. De esta forma, garantiza que los dispositivos funcionen de manera óptima. Por eso, la ferrita es uno de los metales más utilizados en la industria electrónica y, al mismo tiempo, más abundantes en los vertederos de residuos electrónicos.
Un informe publicado este año por la Organización de las Naciones Unidas (ONU) incide en que cada español produce un promedio de 19,6 kilogramos de desechos electrónicos al año, de modo que España se sitúa solo por detrás de Alemania, Francia e Italia entre los países de la Unión Europea. Y, de toda la basura generada en el país, se procesan tan solo 395.200 toneladas por año, un 42 % de los desechos totales.
«La gestión de residuos electrónicos se vuelve cada vez un problema más acuciante. De momento, solo se recuperan ciertas partes de estos desechos que, por otro lado, contienen una cantidad generosa de este metal tan demandado», detalla Maite Aresti, doctora en Ingeniería de Materiales y Fabricación y gestora de proyectos en la Unidad de Negocio de Mecatrónica en NAITEC.
Quienes deseen conocer más a fondo el proyecto pueden hacerlo a través de este enlace
Precisamente, este centro y la Universidad Pública de Navarra (UPNA) decidieron convertir esta problemática una oportunidad. Y es que ambos centros desarrollaron entre 2020 y 2022 filamentos de plástico con propiedades magnéticas o capaces de conducir electricidad, con el fin de fabricar nuevos componentes a través de la impresión 3D. La iniciativa, bautizada como Amelec, abrió «un amplio abanico» de aplicaciones para esta nueva tecnología. «Queríamos seguir profundizando en esta línea de investigación y centrarnos en la aplicación de estos filamentos en un uso específico. Pero también queríamos introducir la perspectiva de la economía circular», precisa Iñaki Pérez de Landazábal, catedrático de Física de la Materia Condensada y profesor en la UPNA.
3D Magnet fabrica un filamento electromagnético con ferrita reciclada, que permite imprimir nuevos componentes.
Así, el consorcio lanzó en 2022 un nuevo proyecto que, bajo el nombre de 3D Magnet, investiga la impresión 3D de componentes elaborados con ferrita reciclada que sean capaces de bloquear las señales electromagnéticas ruidosas. La iniciativa está coordinada por ADItech, a su vez agente coordinador del Sistema Navarro de I+D+i (SINAI), y cuenta con financiación del Gobierno de Navarra en la convocatoria de ayudas a centros tecnológicos y organismos de investigación para la realización de proyectos de I+D colaborativos.
RECICLAJE Y ECODISEÑO
3D Magnet divide sus actividades en tres bloques de trabajo, que funcionan como una línea de producción y testeo. En primer lugar, el personal investigador del Departamento de Ciencias de la universidad recupera polvo de ferrita a través de un proceso de molienda. «Hemos hecho un estudio sistemático de cómo obtener ese polvo a partir de cierto tipo de ferritas, de modo que optimizamos los parámetros de molienda y caracterizamos el material que obtenemos. Es importante conseguir partículas homogéneas y con un tamaño crítico para que puedan integrarse con el polímero imprimible y quepan por las boquillas de la impresora», incide Pérez de Landazábal.
Ese material pasa a manos del equipo de NAITEC, que lo convierte en filamento para fabricar con él los nuevos núcleos de ferrita. Así lo hace basándose en el ecodiseño, cuyo fin es el de aligerar estos objetos y utilizar únicamente la cantidad de material activo «estrictamente necesaria», señala Aresti: «La gran ventaja que obtenemos con la impresión 3D es que podemos hacer diseños muy específicos con ferrita y adaptarlos a distintos usos específicos de esta tecnología. De esta forma, los costes se abaratan muchísimo porque tan solo se necesitaría este el filamento electromagnético y una impresora 3D».
Los núcleos de ferrita fabricados por impresión 3D son más ligeros porque el uso del material se optimiza a través del ecodiseño.
Por último, los dos equipos trabajan a partes iguales en la caracterización de componentes fabricados con distintas concentraciones de ferrita. Para ello, cuentan también con las capacidades del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Comunicación de la UPNA. «Existen ferritas de distintos tipos que tienen también distintas ventajas. Por ejemplo, algunas soportan corrientes de mayor valor, trabajan en rangos frecuenciales distintos o aguantan más calor. En este sentido, sabemos que nuestro material nos permite tener más flexibilidad a la hora de fabricar componentes, pero tenemos que testar aún su eficiencia», concreta Francisco Falcone, profesor e investigador en el centro educativo.
CARGADORES SIN CABLES Y BIOMEDICINA
Aunque la iniciativa se centra en el apantallamiento electrónico, el nuevo material elaborado con ferrita reciclada podría aplicarse también en otros componentes electrónicos. Por ejemplo, aquellos que se integran en sistemas de carga inalámbrica, otro uso de este material electromagnético. «Pero también podría aventurarse la aplicación incluso en el sector biomédico por su potencial para el diagnóstico, la administración de fármacos y el tratamiento con hipertermia magnética. Aún nos queda por conocer la eficiencia de este material en bajas y altas frecuencias, pero hemos podido comprobar que será útil para muchas aplicaciones», celebra Pérez de Landazábal.
