Sandvik trabaja con KTH y Boliden en acero de alta resistencia como alternativa al cobalto en brocas para roca

Sandvik invierte mucho en innovación, con aproximadamente 2600 de los 39 000 empleados de la empresa realizando investigaciones en unos 50 centros de I+D en todo el mundo. Un artículo reciente publicado por la empresa describe cómo dos de estos investigadores, Ida Borgh, especialista en materiales y Susanne Norgren, experta de Sandvik Group, han estado tratando de encontrar una solución para reemplazar o disminuir el uso de cobalto en las brocas de roca de la empresa.

Una broca para roca viene en varios tamaños, y un modelo más pequeño parece una corona equipada con media docena de insertos esféricos. Desde 1945, Sandvik ha fabricado insertos de carburo cementado para perforación de rocas, donde el carburo de tungsteno duro se mezcla con cobalto, que actúa como un pegamento aglutinante, creando un compuesto extremadamente duro que puede perforar rocas a una velocidad impresionante.

"Queríamos investigar para investigar si es posible lograr un rendimiento similar si sustituimos el cobalto con un acero de alta resistencia", dice Borgh. A principios de 2022 hubo una convocatoria de proyectos de investigación sobre metales sostenibles. Esto reflejó el cambio de la industria del automóvil a los coches eléctricos y el consiguiente aumento de la demanda mundial de cobalto, que se utiliza en las baterías de los coches, así como en otras aplicaciones. Había llegado el momento de solicitar financiación.

La agencia de innovación de Suecia, VINNOVA, aprobó un proyecto de investigación de SEK7 millones por tres años en cooperación con KTH Royal Institute of Technology y Boliden, la multinacional sueca de minería y metales.

"Estamos muy orgullosos de haber recibido la financiación y la colaboración con KTH, lo que significa que podemos acelerar nuestro desarrollo con la ayuda de la academia y sus métodos de modelado desarrollados recientemente", dice Norgren. "Además, tener al cliente final, Boliden, a bordo del proyecto es de suma importancia cuando se trata de seguir diseñando el material".

El método es único y de vanguardia. KTH será responsable del modelado de materiales basado en los requisitos de Sandvik, utilizando su método recientemente desarrollado que puede optimizar nuevos grados de acero de alta resistencia, que potencialmente pueden usarse como una fase aglutinante en carburos cementados.

"El método es único y [en] la vanguardia", dice Borgh. "Combinado con el conocimiento de materiales y aplicaciones de los socios de la industria, esto forma una asociación sólida. Sandvik Mining y Rock Solutions fabricarán nuevos grados de carburo cementado basados ​​en las sugerencias de modelado de materiales. Probaremos y analizaremos los nuevos materiales en nuestro laboratorio, que está diseñado para aplicaciones de perforación de rocas. Las brocas también se probarán en una de las minas de Boliden. Esto significa que tenemos toda la cadena de valor cubierta en el proyecto".

El proyecto recibió un fuerte apoyo dentro de la organización. La gerente de I+D de carburos cementados, Annika Kaar, destaca que esta es un área importante para el trabajo de sustentabilidad de la empresa. "Sandvik ya ha disminuido su demanda de cobalto mediante el reciclaje de brocas usadas", dice. "Si este proyecto de investigación tiene éxito, allana el camino para futuras brocas sin cobalto. Esto tendrá un impacto positivo desde una perspectiva de sostenibilidad y disminuirá la vulnerabilidad en la cadena de suministro".

Esto es extremadamente difícil. Nadie ha hecho algo como esto antes. Los investigadores son optimistas, a pesar del inmenso desafío. Un acero de alta resistencia bien puede convertirse en una base para reemplazar al cobalto. "Queremos usar un efecto especial para aumentar el rendimiento del acero", dice Borgh. "Esto es extremadamente difícil. Nadie ha hecho algo así antes". El proyecto comenzó en octubre de 2022. "Haremos pruebas de campo en 2025", dice Kaar. 'Es emocionante y estamos ansiosos por continuar. Nos encanta la innovación".