La Institutul Max-Planck pentru Materiale Sustenabile din Düsseldorf, Germania, cercetătorii au conceput un sistem de inteligență artificială care convertește impuritățile din fierul vechi în aliaje de calitate superioară. Materialul rezultat provine doar din deșeuri și se dovedește a fi cu până la 15% mai rezistent și mai economic în producție.
Inteligența artificială a fost adoptată de cercetători pentru a proiecta aliaje metalice noi, caracterizate prin rezistență crescută, flexibilitate îmbunătățită și costuri reduse, folosind exclusiv fier reciclat, potrivit informațiilor din publicația Ingenieur.de, care se bazează pe un studiu publicat pe 14 octombrie 2026 în revista științifică „Science Advances”.
În fiecare an, la nivel global, se produc 2 miliarde de tone de metale, care alimentă construcția de mașini, clădiri și rețele electrice. Totuși, majoritatea provine din minereuri extrase recent, iar acest proces aduce la aproximativ 40% din emisiile industriale de gaze cu efect de seră și la 10% din consumul global de energie.
Citește șiMeta anunță Petal, cel mai rapid cablu submarin din lume: conexiunea transoceanică de 1 petabit pe secundă care poate transfera 30.000 de filme într-o singură secundă
Reciclarea deșeurilor metalice ar putea diminua considerabil acest efect, însă variația compoziției și prezența unor componente nedorite constituie dificultate.
În mod obișnuit, reciclarea metalelor presupune topirea deșeurilor, proces în care substanțele nedorite, precum cuprul, staniul, cromul sau nichelul, devin greu de izolat. Aceste componente pot deteriora caracteristicile mecanice ale materialului reutilizat, făcându-l mai fragil sau mai puțin maleabil. Pentru a preveni acest efect, industria introduce metal nou, de puritate superioară, în compoziție, astfel reducând nivelul de impurități.
„Acest proces subminează beneficiile ecologice ale reciclării, deoarece producerea metalelor primare necesită cantități mari de energie și generează emisii semnificative de CO2», explică Liuliu Han, lider de proiect la Institutul Max-Planck pentru Materiale Sustenabile.
În loc să elimine impuritățile, Liuliu Han și Dierk Raabe, directorul institutului, au creat un sistem alimentat de inteligență artificială, prin care impuritățile sunt convertite în elemente esențiale pentru aliajele viitoare.
Algoritmul de inteligență artificială examinează rețetele deja existente și ajustează compoziția lor în cadrul limitelor stabilite, îmbunătățind parametrii procesului, cum ar fi temperatura și durata tratamentului.
Un algoritm construit pe rețele neuronale estimează caracteristicile mecanice ale fiecărui candidat pentru noul aliaj, inclusiv rezistența la tracțiune și alungirea la rupere. Rețetele cu cele mai bune perspective sunt ulterior evaluate în laborator, iar datele obținute se reintroduc în baza de date pentru a rafina predicțiile viitoare.
AI stabilește o legătură directă între compoziția metalului, procesul de fabricație și proprietățile dorite. Prin urmare, nu mai este necesară efectuarea analizelor complexe ale microstructurii metalului, ceea ce conduce la o accelerare semnificativă a dezvoltării.
Din 17 rețete noi, concepute exclusiv din deșeuri reciclate și sugerate de inteligența artificială, 14 dintre ele au înregistrat performanțe mecanice superioare celor mai bune aliaje reciclate din bazele de date actuale.
Analizele de tracțiune au evidențiat o sporire a rezistenței mecanice de până la 15,2% pentru aceeași deformabilitate, sau o creștere a plasticității de până la 73,2% la niveluri comparabile de duritate. În unele configurații, aliajele obținute direct din fier vechi au înregistrat performanțe superioare față de materialele fabricate din resurse primare virgine.
În afară de beneficiile structurale, impactul financiar se resimte instantaneu. Produsul realizat prin algoritmi a redus costurile cu 8,1% față de procedura tradițională de combinare a fierului vechi cu metal pur.
Echipa din cadrul Institutului urmărește să extindă utilizarea modelului de inteligență artificială, inițial creat pentru fontă, către diferite tipuri de oțel și aliaje ce conțin aluminiu și cupru. În perspectivă pe termen lung, se dorește dezvoltarea unor agenți autonomi de inteligență artificială care să regleze automat parametrii de topire în timp real, direct pe linia de producție, adaptându‑se la fluctuațiile zilnice ale calității fierului vechi.
Implementarea pe scară largă a acestei tehnologii ar putea susține în mod direct scopurile pentru reciclare ale Uniunea Europeană, unde noile norme privind vehiculele scoase din uz solicită păstrarea unui volum tot mai mare de oțel și aluminiu în cadrul circuitului economic închis.
COMENTARII / 0