- La electrificación está revolucionando la movilidad terrestre, pero también la fabricación de coches. La búsqueda de la máxima eficiencia energética en los vehículos supone interesantes desafíos en materia de reducción de peso y seguridad.
- El empleo de nuevos materiales y tecnologías de producción innovadoras es esencial para mejorar la eficiencia del vehículo, pero también para mantener e incluso optimizar sus prestaciones. Te revelamos algunas de las prioridades estratégicas de nuestra industria.
El mundo está inmerso en una nueva revolución que afecta tanto a la industria como a los servicios y a la sociedad en general. Diversos factores interconectados entre sí están cambiando los hábitos de movilidad, pero también la fabricación de coches. La exigente normativa y la creciente preocupación por el medio ambiente han llevado a situar la eficiencia de los vehículos en lo más alto de la pirámide, cobrando gran relevancia, factores clave como los nuevos materiales y la reducción de peso.
Retos para mejorar la eficiencia energética en los vehículos
La industria automotriz debe poner todo su empeño en mejorar la eficiencia energética en los vehículos, pero debe hacerlo sin dejar de lado el resto de los desafíos a los que se enfrenta. Retos de gran calado para el sector, como el avance de las tecnologías digitales, la incertidumbre en el suministro de materias primas y componentes, las tensiones geopolíticas, el auge de los precios, los nuevos requerimientos de seguridad o los retos demográficos, entre muchos otros.
Las estructuras de los automóviles del futuro deben buscar incrementar su autonomía reduciendo el uso de energía. En otras palabras, se debe mejorar la eficiencia del vehículo, pero manteniendo o incluso mejorando sus prestaciones y su seguridad. En este contexto, los nuevos materiales y las estructuras integradoras se postulan como una potencial solución para lograrlo.
Hemos de tener en cuenta que el avance hacia la electrificación supone un especial desafío en términos de reducción de peso. Los proveedores de componentes trabajan para aligerar tanto las estructuras como los paquetes de baterías, cuyo elevado peso puede afectar la autonomía y eficiencia del vehículo. Recurren, a su vez, a nuevos materiales compuestos para piezas tradicionalmente fabricadas en acero.
Además, se debe abordar la sostenibilidad medioambiental en todo el ciclo de vida de los vehículos. Desde el uso de materiales reciclados en su diseño y fabricación, hasta el reciclaje de las baterías al final de su vida útil.
Para ello, herramientas como el Ecodiseño permiten incluir el impacto medioambiental de los nuevos diseños y evaluar el potencial reciclado o reutilización del componente al final de su etapa de uso.
El impacto de la reducción de peso en la eficiencia del vehículo
El peso está directamente relacionado con la eficiencia de un vehículo. Por ese motivo, los proveedores de componentes buscan soluciones para lograr el aligeramiento del conjunto sin comprometer su resistencia y seguridad. A fin de conseguirlo, están utilizando materiales compuestos en piezas clave del vehículo. Por ejemplo, paneles de carrocería, estructuras de bastidor, componentes de suspensión, equipos de frenos y otras piezas estructurales.
Los materiales compuestos, como la fibra de carbono o la fibra de vidrio combinadas con resinas, son conocidos por ser más livianos y tener una alta resistencia específica en comparación con el acero. Su uso permite una mayor flexibilidad en el diseño. Estos nuevos materiales se pueden moldear en formas complejas y adaptarse a requisitos específicos de resistencia, rigidez y seguridad.
Por otra parte, cabe destacar que los materiales compuestos también ofrecen una mayor resistencia a la corrosión. Esto permite prolongar la vida útil de las piezas y reducir los costes de mantenimiento. No menos interesantes son los avances en los desarrollos de materiales considerados tradicionales. Es el caso de los aceros de ultra alto límite elástico, las aleaciones de aluminio y magnesio o los plásticos y composites con diferentes tipos de cargas de refuerzo.
La integración de todos estos componentes en los procesos de fabricación rápida y aditiva permite proporcionar resultados de reducción de peso muy relevantes. En contrapartida, hay ciertos desafíos a abordar en el uso de los nuevos materiales compuestos. Destacan los costes de producción y la infraestructura y reparación. En última instancia, es necesario desarrollar métodos de reciclaje efectivos que permitan separar los componentes individuales.
El desarrollo y adopción de nuevos materiales ligeros y soluciones multi-material en la fabricación de coches contribuye a la reducción de peso y la mejora de la eficiencia del vehículo.
El uso de nuevos materiales en la fabricación de un coche
La búsqueda de la reducción de peso, el empleo de nuevos materiales y la regulación de seguridad suponen una profunda transformación en el proceso de fabricación de un coche. Es necesario contar con soluciones estructurales innovadoras y nuevas técnicas de producción que permitan incorporar materiales compuestos más fácilmente reciclables en la producción de vehículos; pero también con tecnologías diseñadas para descomponer dichos materiales.
Mediante el uso de tecnologías habilitadoras como el Edge computing, la sensórica/IoT, la robótica, la fabricación aditiva, los sistemas de manufactura y remanufactura, la inspección no destructiva, las metodologías LCA y re-ingeniería (Análisis del Ciclo de Vida), la ciberseguridad o el Blockchain, las prioridades estratégicas más destacadas de nuestra industria de cara a 2030 son:
- La integración de nuevas funciones como la IA para lograr diseños aligerados y procesos productivos más simples y eficientes.
- Empleo de componentes multimaterial y multi-tecnología para hibridar procesos actuales y/o crear nuevos.
- Uso del Ecodiseño, que permite una valoración del ciclo medioambiental completo de las estructuras; además del uso de piezas multi aplicación, multimarca y desarrollos modulares.
- La aplicación de herramientas de simulación para el desarrollo de materiales, procesos productivos y ensayo virtual de materiales y componentes.
- Fabricación avanzada y flexible, empleando técnicas innovadoras como la fabricación aditiva, la fundición de aluminio a alta presión, la inyección de resina en molde cerrado o el conformado de chapa en caliente de aluminio y de aceros.
- Desarrollo de nuevas tecnologías de unión multimaterial.
Gracias al empleo de nuevos materiales y vanguardistas tecnologías de producción es posible mejorar la eficiencia energética en los vehículos, su seguridad y su confort.
Todo ello, asegurando la eficiencia y la sostenibilidad en el ciclo de vida completo del producto, desde la producción hasta el reciclado de sus componentes; además de la competitividad de la industria de proveedores española.
