La ingeniera Virginia Uralde Jiménez (Calahorra, La Rioja, 1992) es la autora de una investigación que mejora las estrategias para diseñar y fabricar piezas metálicas con tecnología avanzada de impresión 3D. Este estudio, fruto de su tesis doctoral defendida en la Universidad Pública de Navarra (UPNA), abre nuevas posibilidades en sectores como la industria aeronáutica, ya que permite fabricar componentes más ligeros, resistentes y sostenibles. De hecho, logró reducir en un 63 % el peso de una pieza para esta industria.
La investigación de Virginia Uralde se ha centrado en el diseño orientado a la fabricación aditiva (DfAM, por sus siglas en inglés), que es una forma de crear objetos pensada específicamente para aprovechar las ventajas de la impresión 3D. Esto significa que las piezas se diseñan de manera que puedan fabricarse añadiendo material capa a capa, en lugar de cortarlo o moldearlo, optimizando así su forma, peso y funcionalidad al tiempo que se minimizan tanto la cantidad de producto como los residuos.
En su caso, Virginia Uralde utilizó una tecnología avanzada de impresión 3D: la tecnología de deposición de energía dirigida con arco (DED-Arc, por sus siglas en inglés). Este método emplea un arco eléctrico (una descarga de electricidad de alta intensidad) para fundir metal, presentado en forma de alambre o polvo, que se deposita capa a capa de forma controlada.
El estudio analizó distintas formas de mejorar la calidad y la funcionalidad de las piezas metálicas, utilizando para ello acero inoxidable y acero dulce. Ambos materiales son ampliamente empleados en la industria. El primero destaca por su resistencia a la corrosión y al óxido, mientras que el segundo ofrece mayor flexibilidad.
Virginia Uralde aplicó dos técnicas durante el proceso: la oscilación y el solapamiento. La primera genera un movimiento de vaivén de la fuente de energía para distribuir el calor y el material de forma uniforme. Y el segundo superpone de forma controlada las capas de producto para evitar defectos y asegurar una unión sólida entre ellas. “Los resultados mostraron que la técnica de oscilación mejora la simetría de las piezas fabricadas con acero dulce, lo que es clave para obtener productos más precisos y duraderos”, describe la autora de la tesis doctoral, que fue dirigida por Fernando Veiga Suárez y Tomás Ballesteros Egüés, profesores del Departamento de Ingeniería e investigadores del Instituto de Smart Cities (ISC).
Además, Virginia Uralde estudió cuatro maneras diferentes de superponer o unir las líneas de material depositado en la producción, con acero inoxidable, de piezas de formas complicadas. Con ello, quería garantizar que las capas quedaran bien conectadas para “reducir defectos, mejorar la estructura de las piezas y optimizar tiempos y costes de producción”.
Una de las innovaciones de su trabajo fue la fabricación de piezas bimetálicas que combinaban acero dulce y acero inoxidable y mantienen las propiedades únicas de cada material. “Conforme a los resultados obtenidos, es posible crear paredes bimetálicas sin defectos —asegura—. Esto abre nuevas posibilidades para diseñar piezas que combinen características propias según sea necesario. Además, estos avances permiten fabricar componentes más equilibrados y resistentes y facilitan el diseño de componentes personalizados para funciones específicas, como mayor resistencia al calor o la corrosión”.
Virginia Uralde aplicó el conocimiento generado en la tesis al diseño de una pieza real para la industria aeronáutica. Gracias a las técnicas desarrolladas, logró reducir el peso de la pieza en un 63 %, “manteniendo su funcionalidad y mejorando su eficiencia”. “Este caso práctico demuestra cómo un enfoque bien planificado puede optimizar el diseño y la producción y reducir costes e impacto ambiental”, añade.
“En conjunto, esta tesis combina avances teóricos y prácticos, demostrando que una buena comprensión de las técnicas de fabricación aditiva puede transformar la manera en que diseñamos y fabricamos productos, haciéndolos más eficientes, sostenibles y adaptados a las necesidades actuales”, resume Virginia Uralde, quien plantea futuras líneas de trabajo como proponer herramientas de diseño avanzado que permitan recomendar mejoras desde las primeras etapas de este proceso. También sugiere explorar nuevos materiales y tecnologías y ampliar las aplicaciones de la fabricación aditiva, como recubrimientos anticorrosión o diseños personalizados para diferentes industrias.
Virginia Uralde, antes de realizar el doctorado, cursó sucesivamente en la UPNA el grado en Ingeniería en Diseño Mecánico en el campus de Tudela y el Máster en Ingeniería de Materiales y Fabricación en el de Arrosadia (Pamplona).
Desde 2016, trabaja como responsable de “packaging” en Laboratorios Cinfa, donde lidera el diseño y la selección de materiales de embalaje de los productos que comercializa esta compañía navarra fabricados por un tercero y referidos a cuidado personal, nutrición, movilidad y OTC (medicamentos sin receta) con gamas/marcas como Farmalastic, GOIBI, Be+, Ns, Respibien u Optiben, entre otras. Compagina este trabajo con su labor como profesora asociada en el Departamento de Ingeniería de la UPNA.
