La Dra. Ruth Bieringer, Vice President Material Technology en Technology & Innovation (T & I) de Freudenberg Sealing Technologies (FST), analiza y comenta sobre diversos temas relacionados con los materiales.
“Actualmente tenemos una oportunidad de oro: podemos ampliar nuestra cartera de productos y, con ello, la empresa en su conjunto. Nuestras tareas y nuestra clientela se multiplican, la gama de materiales se diversifica. Nosotros nos ocupamos de tareas increíblemente interesantes y de nuevos productos para nuevos mercados. Todo esto hace que nos enfrentemos a nuevos desafíos”.
El reparto de tareas: T & I y las divisiones
“En T & I nos dedicamos especialmente al pre-desarrollo. Aquí puede tratarse de áreas temáticas completamente nuevas en las que FST hasta la fecha en absoluto ha operado. O bien nos dedicamos a temas que afectan a más de una división, o cuyo interés es transversal a muchas esferas. Las divisiones por su parte se dedican sobre todo al trabajo de desarrollo progresivo, es decir, a la mejora continua y gradual de productos, servicios o procesos existentes. En caso necesario, también echamos una mano aquí.
Determinante para el futuro es que la colaboración entre T & I y las divisiones esté bien interconectada. Para, por un lado, prevenir redundancias. Y por otro lado, para priorizar los temas de forma apropiada. Debemos asegurarnos de que todos en FST trabajamos en los contenidos correctos y de que nos dedicamos exactamente a los temas relevantes para nosotros y para nuestros clientes. En el periodo estratégico actual tenemos previsto estructurar con más claridad esta colaboración interconectada entre el desarrollo de material de T & I y las divisiones”.
Retos para el desarrollo de materiales
“Actualmente tenemos que enfrentarnos a temas del todo nuevos en aplicaciones, mercados y con clientes que incluso todavía desconocemos. Nosotros iniciamos proyectos de desarrollo en los que al principio ni siquiera sabemos qué material vamos a emplear, ni cómo será el proceso de elaboración, ni qué aspecto final tendrá la pieza. Tratan sobre todo de la transformación energética, de baterías, pilas de combustión, electrólisis, la industria del hidrógeno, la electromoción, la energía eólica y solar –en resumen, los asuntos principales que sirven de impulso a los desarrollos actuales–.
Estos nuevos temas son significativamente más amplios y exigentes de lo que por ejemplo fue en el pasado el desarrollo de la próxima generación del retén Simmerring®, lo cual conseguían muy bien los especialistas de la respectiva división prácticamente sin ayuda de T & I. Pero en estos nuevos temas no ayuda una actuación descentralizada. Pues con vistas a que todos nos movamos en la misma dirección, estas nuevas aplicaciones requieren de barreras de contención, fijadas de forma centralizada, para las áreas temáticas nuevas para nosotros. Debemos reducir la complejidad reinante en la empresa. Esto hace necesario ¡repensar todo de nuevo! Será un proceso continuo, pasito a pasito, y no una revolución.
Cobrarán importancia características de los materiales que en FST hasta ahora no ocupaban un primer plano. Los materiales deben tener conductividad eléctrica. O ser termoaislantes. O estar dotados de conductividad térmica. O estar dotados de conductividad térmica, pero ser electroaislantes. O bien ofrecer apantallamiento electromagnético. En FST partimos de un material clásico, el caucho; en particular, del compuesto caucho-metal. Pero ahora nos ocupamos cada vez más de los termoplásticos y asimismo de otras combinaciones de material, como los compuestos de caucho-termoplástico. Esto va aparejado a otros modos de elaboración, o procesos, al modo en que generamos los materiales, los procesamos y, a partir de ellos, fabricamos productos. En una palabra: la gama de materiales y las características de los materiales de los que nos ocupamos van a ser sensiblemente más diversas. La combinación de estas novedades absolutas y la enorme diversidad plantea para nosotros un reto enorme.
Un método de solución: Incubadoras
“Después de un minucioso proceso de priorización, basado en estudios de mercado sobre temas de desarrollos prometedores, FST ha formado equipos de incubadoras. ¿El motivo? Por un lado, nosotros en T & I no queremos desarrollar cualquier cosa desde una torre de marfil, y después pasársela a las divisiones. Por otro lado, ninguna división puede complacerse por sí sola por el logro de las innovaciones radicalmente nuevas que impulsamos en la actualidad. Estas innovaciones rompedoras deben ser gestionadas de manera centralizada, con el respaldo de una estructura apropiada y una dirección de proyecto apropiada, una documentación apropiada y un planteamiento por etapas apropiado. Los equipos de incubadoras están formados por todos los especialistas –de T & I, de las divisiones, del área de Ventas–”.
Una tendencia: Plástico en lugar de metal
“Desde hace muchos años se tiende a usar menos el metal y más el plástico: para reducir el peso y por ofrecer las piezas de plástico más libertad de diseño. Esta tendencia se impone con más fuerza en las nuevas aplicaciones y tecnologías. Teniendo esto en cuenta, nosotros empezamos a producir nosotros mismos materiales plásticos, es decir fabricarlos a demanda según las aplicaciones de los clientes, eliminando de esta forma la adquisición habitual a empresas externas. Pues en ocasiones nosotros no encontramos en el mercado el plástico adecuado para las nuevas aplicaciones. Entonces no nos queda otra solución que producirlo nosotros mismos. Por ello, en mi equipo hay un grupo dedicado a plásticos que tenemos previsto ampliar”.
Algo ineludible: Más rapidez en el desarrollo de materiales
“Las horquillas de tiempo de que dispone FST en los nuevos mercados son limitadas. ¡Tenemos que ser rápidos! En el trabajo de desarrollo son determinantes en gran medida la rapidez y la eficiencia. Por ello, en desarrollo de materiales, nosotros vamos a dedicarnos de forma más intensa al tema de la digitalización. ¿Cómo podemos sacar mayor provecho de los conocimientos disponibles? ¿Cómo podemos interconectar de forma inteligente los datos y las personas? La inteligencia artificial y el aprendizaje de máquinas son métodos que pueden ayudarnos a recortar los ciclos de desarrollo.
Nosotros necesitamos, por ejemplo, controles más efectivos para aprender en menos tiempo y con menos intentos lo que caracteriza a un material. En una situación ideal nosotros podemos prever formulaciones tomando como ayuda las grandes cantidades de datos procedentes de los conocimientos existentes. Nosotros ganamos muchísimo tiempo si una computadora nos proporciona un par de ejemplos de mezclas como punto de partida, basándose en los requerimientos y parámetros que nosotros le indicamos.
Para seleccionar el mejor material posible, lamentablemente en la actualidad todavía no disponemos de simulaciones digitales, como ya empleamos en el desarrollo de productos o de procesos, por ejemplo, para simular el patrón de flujo de un material en la cavidad de un molde. También este es uno de los temas relevantes para el futuro. Gracias a nuestros compañeros de investigación central en Freudenberg Technology Innovation (FTI), tenemos acceso a simulaciones que pronostican la durabilidad de un material en una aplicación concreta. En términos generales, tanto en el tema de la digitalización como de la simulación, de lo que se trata es de reducir los interminables ciclos de desarrollo que tanto trabajo de laboratorio requieren”.
Dos estándares: Los procesos de desarrollo TIP y PDP
“A fin de desarrollar soluciones innovadoras y eficientes para los nuevos ámbitos, desde la electromoción hasta la industria del hidrógeno, nosotros necesitamos procesos estandarizados a escala global y claramente definidos. Dado el carácter transversal de estos nuevos temas, una gestión centralizada es más prometedora que una descentralizada.
T & I ha desarrollado, junto con las divisiones, dos estándares de procesos estructurados con los que FST ejecuta el desarrollo de productos. En ambos casos se trata de procesos con un planteamiento por etapas. Esto significa que el proceso de desarrollo se subdivide en fases. A cada fase le sigue una valoración del proyecto y entonces se decide si se debe cancelar o proseguir con dicho proyecto.
Uno de los dos estándares de proceso de FST es el proceso más bien progresivo denominado Product Development Process (PDP). Engloba sobre todo la mejora de productos existentes o desarrollos en campos temáticos en los que FST está muy avanzada. El proceso PDP tiene lugar sobre todo en las distintas divisiones.
En los últimos años se viene aplicando el nuevo proceso Technology Innovation Process (TIP). Con el proceso TIP, en T & I tratamos los nuevos temas relevantes en los que al principio nosotros ni siquiera sabemos cómo abordarlos. El proceso TIP precede con mucho al proceso PDP: primero debemos determinar dónde empieza nuestro trabajo de desarrollo, de dónde partir. En tales casos, la responsabilidad general dentro de T & I recae a menudo en el departamento de pre-desarrollo de producto. Del mismo modo que el desarrollo de procesos, el desarrollo de material es entonces, por así decirlo, su proveedor. El proceso de pre-desarrollo TIP se convierte, tras alcanzar un cierto grado de avance, en un proceso de desarrollo de producto DPD normal y corriente. Esto va aparejado a menudo al traspaso de la temática a una división en la cual entonces la innovación encuentra su nuevo domicilio.
Por lo general, también en caso de pre-desarrollos que no responden al principio a un deseo concreto de un cliente, nosotros intentamos conseguir implicar cuanto antes a un cliente Lead, o dos. De esta manera obtenemos valoraciones del cliente, lo cual nos permite saber si nos movemos en la dirección correcta”.
Palabra clave: Escasez de materias primas
“Después de los recientes cuellos de botella, la situación ahora en los mercados de materias primas se ha distendido algo. A pesar de esto, queremos reducir la dependencia de determinados países o proveedores. Mientras en el área de desarrollo de material –y dados los grandes desafíos y cuestiones transversales– el péndulo oscila en FST más bien hacia la centralización, el departamento de Compras de materias primas se transforma tendencialmente hacia el recorte de las cadenas de suministros, siguiendo el lema local para local. En esto trabajan actualmente los compañeros del departamento de Compras y de Supply Chain Management”.
Palabra clave: Gestión de materias primas
“En FST empleamos una amplia gama de materias primas, con el correspondiente enorme esfuerzo administrativo. Por ello queremos determinar cómo podemos reforzar la estandarización de nuestras materias primas. Queremos impedir que se desorbite la cartera de materias primas y que su manipulación se haga demasiado compleja. Reducir la complejidad, reduciendo nosotros la diversidad de mezclas, este es nuestro enfoque. Para ello es necesario tomar medidas en el presente periodo estratégico.
Otro punto en el calendario de trabajo es la doble fuente de abastecimiento/calificación de materias primas: ¿Cómo podemos ganar flexibilidad en caso de futuras crisis, cuellos de botella o aumento de precios de un proveedor? ¿Cómo hacemos más flexible la selección de materias primas? ¿Podemos utilizar otra materia prima si una se hace escasa o extremadamente cara? En estos puntos queremos ser fuertes y flexibles”.
Palabra clave: Sustancias PFAS
“La Unión Europea prevé limitar, incluso prohibir, la utilización de sustancias perifluoradas y polifluoradas (PFAS) a las que pertenecen, entre otros, los fluoropolímeros FKM y PTFE.
Este tema será un asunto de enorme importancia en los próximos años, que deberemos gestionar bien de forma centralizada. Una parte importante de nuestra facturación recae en productos que contienen fluoropolímeros, los cuales forman parte de las sustancias PFAS.
El tema tiene varias dimensiones para FST. Lo peor sería la limitación al empleo del grupo de sustancias. Esto sería muy perturbador, un enorme desafío. Entonces tendríamos que encontrar soluciones para sustituirlas. Está por ver si realmente esto llega a suceder. Por ejemplo, el fluoropolímero PTFE en sí no es nocivo. Se utiliza para recubrir sartenes de cocina, e incluso en humanos para casos de implantología.
En mi opinión el problema más acuciante es que nuestros proveedores de fluoropolímeros PTFE o FKM deben producir a corto plazo sin causar emisiones contaminantes de sustancias químicas fluoradas. Todos nuestros proveedores están trabajando en adaptar sus procesos como es debido. A consecuencia de esto cambian los tipos de materiales. En el futuro no nos van a suministrar exactamente lo mismo que hoy recibimos. Esto puede afectar en gran medida nuestros procesos, formulaciones, productos finales y sus prestaciones.
Para nosotros, estos cambios en los proveedores de materias primas significan un esfuerzo enorme. Tenemos que analizar la cartera de productos respectiva al completo. Adicionalmente nos hemos encontrado con que nuestros proveedores no solo modifican su cartera de productos en cuanto a las características de los materiales, sino que también la reducen. Algunos tipos desaparecen sin ofrecer un sustituto. Visto lo cual tendremos que adaptar las fórmulas.
Un ejemplo que ilustra la gravedad de estos cambios inminentes: un tipo de polímero de un único fabricante se suministra a cuatro sedes de FST en las que producimos mezclas. De aquí realizamos 34 mezclas distintas. Estas mezclas se envían a 17 sedes de producción de FST localizadas en todo el mundo. Esto implica a 87 clientes, que compran 290 artículos distintos, a razón de 90 millones de unidades anuales. Nosotros no solo tenemos un proveedor, sino varios, y adquirimos no solo uno, sino muchos tipos de polímeros que comparten una situación similar. ¡Para cada uno de estos tipos tenemos que comprobar las fórmulas! A veces debemos modificar las fórmulas, a veces el proceso. A continuación hemos de hablar con los clientes y presentarles los cambios. Entonces los clientes deben dar luz verde. Esto absorbe recursos.
Eventualmente tengamos que reflexionar sobre lo que pasa al final con los residuos de un producto de sellado fabricado con fluoropolímeros. ¿Cómo es posible eliminar nuestros productos sin causar emisiones? En pocas palabras: el complejo temático PFAS afecta a toda la organización, desde el desarrollo hasta la venta, incluso si nos es permitido seguir empleando fluoropolímeros”.
Palabra clave: Sostenibilidad
“La sostenibilidad no es hasta ahora el único criterio por el que los clientes optan por nuestros productos de sellado. Actualmente, nuestros productos se venden por ofrecer buenas prestaciones a un precio correspondiente a estas prestaciones. Pero cada vez más clientes se informan sobre la huella ecológica de CO2 de nuestros productos de sellado. Junto al precio y a las prestaciones, la sostenibilidad va a ser el tercer criterio de decisión de compra.
Uno de nuestros proyectos internos tiene como objetivo hacer más sostenible nuestra gama de materias primas. La idea es evaluar nuestras materias primas en cuanto a su sostenibilidad. Nosotros hemos incluido estos valores en nuestras bases de datos de fórmulas, hemos vinculado los datos a determinados grupos de materias primas, los cuales hemos recogido de bases de datos externas. Sin embargo, no disponemos de datos específicos de los proveedores. En un futuro también vamos a recabar información de nuestros proveedores sobre la carga de dióxido de carbono que lleva una materia prima. Asimismo nos ocupamos de materiales con una huella pequeña, procedentes de materias primas renovables o de circuitos de reciclaje.
Pero la sostenibilidad de un producto de sellado no solo depende del material, sino en gran medida de la energía que necesitamos en su proceso de fabricación. Considero que la eficiencia de estos procesos es el gran motor que lleva a la sostenibilidad. También la prevención de desperdicios juega un papel importante”.
La Dra. Ruth Bieringer …
… dirige desde 2020, en calidad de Vice President, la tecnología de materiales en el área Technology & Innovation de Freudenberg Sealing Technologies (FST). Con ello, la doctora en química de polímeros es responsable a nivel global de pre-desarrollo y desarrollo de materiales en FST. Además está encargada de Compliance, es decir de velar el cumplimiento de reglamentaciones y de la normativa legal, como el Reglamento REACH sobre las sustancias químicas de la Unión Europea. Aproximadamente tres quintos de las casi 50 personas que forman su equipo trabajan en Weinheim, dos quintos en Plymouth.
En cuanto al ámbito empresarial, Ruth Bieringer está a la cabeza de la plataforma tecnológica de polímeros de Freudenberg. Aceptó esta tarea desde su época en Freudenberg Technology Innovation (FTI). En FTI, el área central de investigación y desarrollo del Grupo Freudenberg, empezó como directora de proyecto y a partir de aquí ha ido dirigiendo varios departamentos.
