Una de las tendencias más importantes en la fabricación de automóviles es la reducción de peso, estrategia relacionada con la disminución del gasto de combustible y con la mejora de características de seguridad y calidad.
Los requerimientos presentes han devenido en una serie de innovaciones que incluyen materiales plásticos y metálicos.
Actualmente la mayor parte del peso de los autos proviene del chasis, de las puertas, el techo, de algunos paneles (partes fabricadas con acero) y del motor y la carrocería (fabricados con fundiciones de carbono, magnesio, molibdeno, cromo y níquel). Se calcula que cerca del 15% de peso total del auto corresponde al plástico que conforma los paneles de instrumentos y puertas, el tanque de gasolina, las salpicaderas, piezas en los asientos, marcos y consolas de luces, etcétera.
Plásticos vs. Metales
En general se considera que los metales (como el acero) tienen propiedades muy buenas de dureza, ductibilidad, resistencia al impacto, a la compresión y a la tensión; características que han permitido la construcción de automóviles más seguros. Sin embargo, con el desarrollo de algunos plásticos se pueden lograr características similares a las de los metales, y aunque para algunas aplicaciones el metal sigue siendo el material ideal, los plásticos se posicionan cada vez más como la alternativa para la fabricación de automóviles más livianos.
En la Figura 1 se resumen las características de ambos materiales. Los plásticos tienen como grandes ventajas el no presentar corrosión, tener un costo más bajo y mostrar diferentes condiciones de flexibilidad y transparencia, además, hay que tomar en cuenta que su procesamiento es relativamente sencillo.
Figura 1: Características de plásticos y metales
Fuente: Universidad Autónoma de Guadalajara, 2003
Innovaciones
Dadas las ventajas físicas de los plásticos, su uso se extiende cada vez más en la industria automotriz; la facilidad de realizar mezclas con nuevas propiedades hace de estos materiales los más importantes en términos de innovaciones, sin embargo, también se aplican otras estrategias para hacer autos más ligeros:
- Biopolímeros: se trata de materiales plásticos biobasados (por ejemplo: ácido poliláctico o PLA y polihidroxibutirato o PHB) reforzados con fibras naturales, nanoarcillas o cargas minerales. La ventaja de estos materiales es que son obtenidos de fuentes alternativas y algunos de ellos inclusive se fabrican a partir subproductos de la industria papelera.
- Policarbonatos: los policarbonatos (PC) tienen una alta resistencia al impacto, lo que los hace atractivos para aplicaciones en automóviles. Algunas de las mezclas más interesantes de este material son el acrilonitrilo-estireno-acrilato al policarbonato (PC/ASA) y el policarbonato con polibutilén-teraftalato (PC/PBT).
- Aluminio: el aluminio se ha comenzado a utilizar como sustituto del acero en autopartes como bloques y bielas de los motores, se trata de un material más ligero. De acuerdo con los expertos, aunque es más costoso que el acero, “la ganancia en términos de ligereza y eficiencia permite reducir suficientemente los costos para compensar los precios más elevados del aluminio”.
- Eliminación de remaches: con el uso del aluminio es posible eliminar los remaches y soldar directamente el metal, lo que puede reducir significativamente el peso del auto.
- Acero de alta resistencia: este material es hasta seis veces más fuerte que el acero convencional y puede reducir el peso de un vehículo alrededor de 100 kg. Varias compañías apuestan más por este material que por el aluminio.
- Materiales de plástico-metal: una de las soluciones más interesantes es el uso de materiales plásticos reforzados con fibra larga y materiales híbridos.
- Fibra de carbono: por el alto precio de este material su uso se ha restringido en autos de lujo y deportivos. Se trata de un material muy ligero que aún debe ser probado con más ensayos ya que el impacto produce ruptura y no deformación, lo que puede tener implicaciones importantes en la seguridad.
Los fabricantes de automóviles están en una carrera que tiene como meta encontrar materiales que les permitan diseñar y construir vehículos ligeros que ahorren combustible, porque ese es uno de los atractivos más buscados por los consumidores y una tendencia en el cuidado ambiental.
Páginas relacionadas:
https://polipastoselectricosdecadena.com
https://empaquetermoformado.com/
https://inyectorasdeplastico.com.mx
https://transportadoresdegravedad.com
