REVISTA DE INGENIERIA DYNA

En 2012 la Agencia de Protección Medioambiental (EPA) de Estados Unidos estableció que el parque automovilístico del país debía conseguir en 2025 un consumo medio de 23,2 kilómetros por litro para reducir la dependencia de los combustibles fósiles y minimizar las emisiones. Desde entonces, muchos otros países han implantado medidas similares. Para cumplir estas nuevas normas, la industria automovilística se ha visto obligada a encontrar nuevas formas de fabricar coches más ligeros sin sacrificar su potencia y su integridad estructural.

Los compuestos termoestables se forman utilizando fibra de vidrio, carbono o aramida, que se combina con resinas como poliésteres, ésteres de vinilo, epoxias o resinas fenólicas. Estos compuestos se utilizan en diversos sectores, pero destacan en particular en la fabricación piezas de aviones o vehículos espaciales.

Gracias a la investigación y al desarrollo en el sector aeroespacial, los compuestos también se utilizan en otras formas de transporte debido a la alta demanda de vehículos y componentes ligeros. Esta tendencia, llamada aligeramiento, procura emplear materiales innovadores para reducir el peso de los productos. Por ello, los materiales compuestos se utilizan cada vez más en producción, en particular para piezas y componentes de automoción.

Según las asociaciones americanas de fabricantes de compuestos, la fibra de vidrio es uno de los materiales de refuerzo más importantes de la industria de compuestos termoestables de Estados Unidos. Por sus propiedades de resistencia, constituye un excelente sustituto del acero en componentes estructurales del vehículo, como los ejes de transmisión, los amortiguadores y las vigas del techo.

Reducir el peso de los componentes es esencial para aumentar la eficiencia de los sistemas de automoción. Por ejemplo, la fibra de carbono tiene propiedades comparables al acero, pero solo la quinta parte de su peso. Los beneficios que brinda el ahorro de peso en un vehículo son evidentes cualquiera que sea el medio de transporte.

Asimismo, en comparación directa con el acero, los materiales compuestos pueden cumplir e incluso superar las demandas de la industria automovilística, con bajos coeficientes de expansión térmica para transmisión de calor, estabilidad dimensional para retención de la forma, resistencia a la corrosión en condiciones húmedas y resistencia a grandes impactos para soportar un uso repetido.

El bajo peso de los componentes compuestos también ayuda a conseguir amortiguación acústica y un rendimiento general más silencioso.

Los vehículos eléctricos pueden beneficiarse considerablemente del uso de componentes compuestos. Las baterías son pesadas y, pese a que la tecnología está avanzando a pasos agigantados, es muy probable que se mantenga la mayor parte del peso de la batería, pues la miniaturización servirá para instalar más baterías e incrementar la autonomía o la potencia.

Por tanto, es fundamental minimizar el peso de los componentes y las alternativas de fibra de vidrio y fibra de carbono son extraordinariamente adecuadas para este aligeramiento, en particular para los vehículos eléctricos. Por ejemplo, las baterías de los vehículos eléctricos deben mantenerse en compartimentos especiales para protegerlas, pero también para impedir que se produzca una descarga sobre los pasajeros.

Los metales son conductores, por lo que no resultan adecuados. Por el contrario, la mayoría de los compuestos no son conductores y presentan una relación resistencia/peso más alta, lo que los convierte en idóneos para esta aplicación. Dadas las limitaciones de autonomía que tienen los vehículos eléctricos, la reducción del peso puede generar importantes ganancias marginales.

Los compuestos se están transformando para utilizarse en aplicaciones que van más allá de los componentes estructurales para coches. De hecho, muchos países asiáticos están aumentando su producción de materiales compuestos, pues cada vez son más populares en su industria electrónica, en particular entre los proveedores del sector de automoción.

Si bien América del Norte y Europa representan una parte fundamental del mercado mundial de compuestos termoestables, que se está expandiendo en los sectores automovilístico y aeroespacial de estas regiones, también se prevé un aumento de la demanda de vehículos eléctricos y ligeros que impulsará el mercado de compuestos en la región de Asia Pacífico y más allá.

Gobiernos de todo el mundo están implantando normas de eficiencia energética más estrictas, por lo que la reducción del peso de los vehículos es un objetivo realista que puede ayudar a los fabricantes de automóviles a cumplir las regulaciones. El desarrollo de materiales compuestos les permite ahora adaptarse mucho mejor a aplicaciones automotrices en comparación con el acero y es hora de que los fabricantes de automóviles comiencen a pensar en este material como una solución viable.