Rusia y su papel en la cadena de suministro del titanio para la industria aeroespacial

La invasión a Ucrania por parte de Rusia y las posteriores sanciones de Occidente a dicho país han levantado preguntas referentes a la potencial vulnerabilidad de las distintas cadenas de suministro de las que el gigante euroasiático forma parte. 

Rusia basa la mayor parte de su economía en la exportación de recursos tales como petróleo, gas y metales, siendo un actor clave para el mercado del titanio, su extracción y su metalurgia. Forbes, la revista estadounidense especializada en economía y negocios, advierte que muchos actores en industrias vinculadas a este metal están preocupados por las consecuencias de una interrupción a largo plazo en el flujo de estos materiales.

El titanio y sus aleaciones tienen "propiedades únicas". Según explica la publicación, este metal y sus subproductos son livianos y tienen una relación muy alta entre resistencia y peso. Su densidad suele ser cerca de un 60% la del acero. 

El metal soporta alta temperaturas y tienen una alta resistencia a la corrosión. 

Gracias a estas características, el metal se ha convertido en un recurso fundamental para la industria aeroespacial, además de para la fabricación de recipientes y tuberías de procesamiento químico, componentes de plantas de energía y de plantas de desalinización, así como aplicaciones médicas como implantes y dispositivos quirúrgicos. 

Las aleaciones de titanio también se utilizan en equipos deportivos como cabezas de palos de golf, bicicletas y equipos de deportes de invierno como patines de trineo. Por otro lado, el dióxido de titanio es el pigmento principal de la pintura blanca y también se usa en papel, plásticos y cosméticos.

En el caso de la industria aeronáutica, las piezas de aleaciones de titanio son muy importantes para las estructuras de los aviones y los motores. 

Según Forbes, dos características especiales del metal lo hacen particularmente atractivo para aviones compuestos avanzados como el Boeing 787 y el Airbus A350XWB.

La primera es que es menos probable que cause corrosión galvánica cuando se une a piezas de plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP) como la carrocería y los paneles laterales o las superficies de control. La corrosión galvánica ocurre cuando dos metales diferentes se conectan entre sí y los electrones pueden fluir y hacer que los metales se corroan. Las fibras de carbono en los CRFP son eléctricamente conductoras, por lo que unirlas a las aleaciones de aluminio hace que tanto el metal como el compuesto sean vulnerables al deterioro. Las aleaciones de titanio son resistentes a esto.

La segunda propiedad atractiva es que los coeficientes térmicos de expansión del titanio son muy similares a los de los CFRP. Esto es importante porque los aviones pasan por grandes cambios de temperatura durante los ciclos normales de vuelo.

Las aleaciones de titanio representan aproximadamente el 15% del peso del fuselaje del Boeing 787. En el Airbus A350XWB, es alrededor del 14% y se utiliza en el tren de aterrizaje, pilones, accesorios, marcos de puertas, marcos y otras partes.

Dos minerales, la ilmenita y el rutilo, son las principales fuentes de titanio, y el primero representa el 90 % de la producción. El primer paso es convertir el mineral en esponja de titanio. Los EE. UU., Rusia, Kazajstán, Ucrania, Japón y China producen esponjas de titanio.

VSMPO-AVISMA Corporation es el mayor productor de titanio del mundo. Tiene sede en Verkhnyaya Salda, Rusia, a unos 1.800 km al este de Moscú ya unos 550 km de la frontera con Kazajistán. Produce esponja de titanio y la convierte en lingotes. Estos lingotes se convierten a su vez en palanquillas o desbastes. Los lingotes se fabrican en una amplia variedad de formas, incluidos tubos, discos y anillos, así como piezas forjadas.

Las aleaciones de titanio son difíciles de forjar, dada lo complicado que es hacer fluir el metal en troqueles para obtener las formas deseadas. Debido a que las aleaciones de titanio también son difíciles de mecanizar, los productores quieren forjarlas en formas "casi netas", es decir, lo más cerca posible de la forma final para minimizar el tiempo y el costo del mecanizado.

Las piezas forjadas aeroespaciales, en particular para las piezas del motor, deben ser ultra confiables, por lo que la temperatura y la tensión deben controlarse cuidadosamente durante el proceso. 

Boeing, una de las principales empresas de aeronáutica, tiene, en asociación con VSMPO, el Centro de Innovación Boeing-VSMPO, que se estableció en 2000. Boeing también estableció una empresa conjunta, Ural Boeing Manufacturing, en 2009, en el sitio de la fábrica de VSMPO. Se abrió un segundo sitio en 2018, especializado en el mecanizado en bruto de piezas forjadas de titanio para todos los programas comerciales de Boeing.

En 2019, EE. UU. importó el 95 % del titanio que consumió. La companía Iluka Resources cerró su mina Old Hickory en Virginia en 2016. Allegheny Technologies dejó inactiva su instalación de esponjas de titanio en Rowley, Utah, en 2016 porque podía comprar material importado por menos de su costo de producción nacional. Y Timet, que operó la última planta nacional de esponjas de titanio en Henderson, Nevada, sufrió un despido masivo en 2020. Todas estas operaciones enfrentaron presiones de costos por parte de la competencia extranjera, y también sufrieron la recesión de la fabricación aeroespacial que vino con la pandemia.

Forbes alerta que la situación en Ucrania y Rusia ejercerá mucha presión sobre las cadenas de suministro de titanio, y Boeing advirtió sobre esto en enero. Con todas las noticias sombrías provenientes de esa parte del mundo, esta vulnerabilidad aún no ha recibido una atención generalizada fuera de la industria.