Los materiales compuestos encuentran su sitio en la automoción

Si analizamos el nivel de ventas de vehículos a nivel global durante los últimos años, observaremos que 2011 marcó un nuevo récord (80,1 millones de vehículos vendidos) tras una serie histórica de crecimiento sostenido, excluyendo periodos excepcionales tales como la crisis del petróleo de 1973 o la crisis financiera de 2008. De hecho, el incremento de ventas año tras año se sostiene desde nada menos que 1945. De la misma manera, 2011 ha sido para Europa un buen periodo, consiguiendo un incremento del 6,6% (21,1 millones de vehículos) respecto a las cifras de 2010.

Sin embargo, durante el primer semestre de 2012, se ha observado un descenso de las ventas a nivel europeo que no está línea con la serie histórica observada ni responde a una situación crítica claramente identificada como las anteriores. Seguro que la bajada de tipos que recientemente ha aplicado el Banco Central Europeo está íntimamente relacionada con ello y la profunda crisis en España e Italia también pueda relacionarse con dicho dato. No es de extrañar entonces que el BCE se haya visto obligado a decir que actuará para asegurar la estabilidad del euro como sea necesario.

Desafíos

Además de la situación económica global, los fabricantes de vehículos tienen una serie de desafíos por delante en forma de regulaciones de los estados, que básicamente les exigen:

a) Que sean capaces de fabricar vehículos más eficientes (que consuman menos).

b) Que dicha reducción de consumo se traduzca en una reducción de emisiones. El objetivo es reducir dichas emisiones hasta 95 kg de CO₂ por cada kilómetro recorrido.

c) Que, llegado el final de vida útil de los vehículos, sus componentes puedan reintroducirse de nuevo en la cadena de valor añadido (que sean reciclables).

Para el que escribe, sin duda el vehículo eléctrico acabará imponiéndose en el futuro como un auténtico David que vence al Goliat de la sostenibilidad. No se entiende de otra manera que en países como India o China, cuya población va alcanzando el nivel adquisitivo necesario para la compra de un vehículo, puedan alcanzar niveles de densidad de vehículos por población similares a los nuestros.

Pero el cambio de motorización no será posible sin conseguir primero tres desafíos principales:

a) Aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos en base a una mejora en la cantidad de energía almacenada en las baterías.

b) Reducir el peso para mejorar la eficacia de la energía disponible. Según VCD (Verkehrsclub Deutschland), una reducción de 100 kg de peso del vehículo puede reducir el consumo en 0,5 l de combustible (o su equivalente en carga eléctrica) por cada 100 km recorridos y las emisiones de CO₂ en 120 kg en la misma distancia.

c) Dotar a nuestras ciudades de la infraestructura necesaria para la recarga diaria de todo el parque automovilístico.

Como investigador en materias primas y transformación de composites, me siento incapaz de darles más pistas ni sobre las baterías, más allá de que terminarán formando parte del propio chasis y carrocería del vehículo, ni sobre las infraestructuras. Sin embargo, es bien sabido que los materiales compuestos de matriz polimérica o composites se han ido introduciendo poco a poco en distintas partes del automóvil, permitiendo una considerable reducción de peso (Figura 1). Cualquier pieza de acero del vehículo que pueda ser sustituida por otra de material compuesto se traduce en una reducción de peso del 40%. En la actualidad, el nivel de penetración de los composites en el sector de automoción se sitúa en tan solo 12 kg por vehículo fabricado, mayoritariamente como piezas reforzadas con fibra corta o larga, sin demasiada responsabilidad estructural. Solo los deportivos de alto nivel son capaces de permitirse en su estructura materiales compuestos de fibra continua, que son los composites llamados a sustituir al acero en chasis y carrocerías de los utilitarios del futuro.