Inteligența artificială transformă fierul vechi într-un material cu 15% mai rezistent
Urmărește Libertatea in Google Discover
Cercetătorii de la Institutul Max-Planck pentru Materiale Sustenabile din Düsseldorf, Germania, au dezvoltat un model de inteligență artificială (AI) care transformă impuritățile din fierul vechi în aliaje de înaltă calitate. Noul material este obținut exclusiv din deșeuri, fiind cu până la 15% mai rezistent și mai ieftin de produs.
Cuprins:
AI, folosită pentru a îmbunătăți reciclarea metalelor
Inteligența artificială a început să fie folosită de cercetători pentru a crea noi aliaje metalice, mai rezistente, mai flexibile și mai ieftine, folosind integral fier reciclat, potrivit publicației Ingenieur.de care citează un studiu publicat pe 14 octombrie 2026 în revista științifică „Science Advances”.
În fiecare an, la nivel global, se produc aproximativ 2 miliarde de tone de metale, utilizate în construcția de mașini, clădiri și rețele electrice. Cu toate acestea, majoritatea provine din minereuri extrase recent, proces care contribuie la circa 40% din emisiile industriale de gaze cu efect de seră și la 10% din consumul de energie la nivel mondial.
Reutilizarea deșeurilor metalice ar putea reduce semnificativ acest impact, însă variabilitatea compoziției lor și prezența elementelor nedorite reprezintă o provocare.
În mod tradițional, reciclarea metalului implică topirea deșeurilor, proces în care impuritățile, precum cuprul, staniul, cromul sau nichelul, devin dificil de separat. Aceste elemente pot afecta negativ proprietățile mecanice ale materialului refolosit, făcându-l mai fragil sau mai puțin maleabil. Pentru a evita acest lucru, industria adaugă metal proaspăt de înaltă puritate în amestec, reducând astfel concentrația 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.
Cum transformă AI impuritățile din fier în aliaje mai rezistente și ieftine
În loc să elimine impuritățile, echipa condusă de Liuliu Han și directorul institutului, Dierk Raabe, a dezvoltat un sistem bazat pe inteligență artificială care le transformă în componente esențiale pentru noi aliaje.
Algoritmul AI analizează rețetele existente și variază compoziția acestora în limite prestabilite, optimizând parametrii procesului, precum temperatura și durata tratamentului.
Un model bazat pe rețele neuronale prezice proprietățile mecanice ale fiecărui candidat pentru noul aliaj, cum ar fi rezistența la tracțiune și alungirea la rupere. Cele mai promițătoare rețete sunt apoi testate în laborator, iar rezultatele obținute sunt introduse înapoi în baza de date pentru a îmbunătăți viitoarele predicții.
Modelul de Ai conectează direct compoziția metalului și procesul de fabricație cu proprietățile țintă. Astfel, se elimină necesitatea analizelor complexe ale microstructurii metalului, ceea ce accelerează semnificativ procesul de dezvoltare.
Rezultate peste așteptările industriei
Din 17 rețete noi create exclusiv din deșeuri reciclate propuse de inteligența artificială, 14 au depășit performanțele mecanice ale celor mai bune aliaje reciclate existente în bazele de date actuale.
Testele de tracțiune au indicat o creştere a rezistenței mecanice cu până la 15,2% pentru aceeași deformabilitate sau o majorare a plasticității cu până la 73,2% la niveluri similare de duritate. În anumite configurații, aliajele obținute direct din fier vechi au depășit parametrii materialelor produse din resurse primare virgine.
Pe lângă avantajele structurale, efectul economic este imediat. Procesul de producție optimizat de algoritmi a fost cu 8,1% mai ieftin comparativ cu metoda clasică de amestecare a fierului vechi cu metal pur.
Pașii următori pentru extinderea tehnologiei
Echipa Institutului își propune să extindă aplicabilitatea modelului de inteligență artificială de la fontă la alte tipuri de oțeluri, dar și la aliaje pe bază de aluminiu și cupru. Viziunea pe termen lung presupune crearea unor agenți autonomi de inteligență artificială capabili să ajusteze automat parametrii de topire în timp real, direct pe linia de producție, adaptându-se la variațiile zilnice ale calității fierului vechi.
Adoptarea la scară largă a acestei tehnologii ar putea sprijini direct obiectivele de reciclare din Uniunea Europeană, unde noile reglementări privind vehiculele scoase din uz impun reținerea unor cantități tot mai mari de oțel și aluminiu în circuitul economic închis.
