El consumo de plástico aumentará en cada vehículo, lo que implica mayor sostenibilidad pero también mayores exigencias

La industria toma el pulso al sector de la automoción

Redacción Interempresas21/03/2012
En la industria de la automoción son varias las inquietudes que atenazan a los fabricantes de vehículos. Una serie de retos, ligados al sector del plástico, que se analizaron en las 12ª Jornada Internacional de Plásticos en Automoción: el mercado del automóvil, plásticos versus metal en automoción, tecnologías innovadoras, mejoras en las propiedades de los plásticos y los plásticos reforzados en automoción. En este artículo, Luís López Mateo, Colegio Químicos C.V.(luislopezmateo@colegioquimicos.com) recoge los aspectos más interesantes de cada temática así como las conclusiones de cada una de las intervenciones. Tal y como afirma el autor, el sector del automóvil seguirá aumentando su consumo de plásticos por vehículo para ser más eficiente en su consumo de energía y mejora de la sostenibilidad, pero cada vez con mayores exigencias en su eficacia, lo que exigirá esfuerzos en innovación, costes y globalización.

El mercado del automóvil

En estos años de crisis económica mundial y de expansión en los mercados asiáticos, este tema interesaba sobremanera a todos los empresarios relacionados con la fabricación de piezas y accesorios para el sector. Hubo dos conferencias: la de Pedro Nueno (profesor del IESE) que versó sobre la 'Evolución del sector global del automóvil', donde explicó con detalle cómo han evolucionado las estrategias de los fabricantes de coches y como éstas han obligado a sus proveedores de piezas a buscar soluciones globales para adaptarse a ellas. La otra, de Vicenç Aguilera (Ficosa International) 'Desafíos para la tecnología del automóvil', que estuvo más dedicada a analizar los desafíos que tiene hoy este sector para resolver los temas de la sosteniblidad y el cambio energético ente otros. Además, 2012 no se espera que sea el año del despegue, pero sí el de ganar eficiencia para mitigar el crecimiento de demanda de energía en el mundo, para lo que aumentará el uso de plástico en los vehículos. Ambas conferencias eran muy esperadas por los asistentes y originaron gran cantidad de preguntas durante el coloquio que las siguió.

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Autor:Jan Willem Geertsma.

Plásticos versus metal en automoción

Sobre este tema de tanta actualidad se dieron cinco conferencias. La primera, el 'Silenciador de plástico', de Pedro de la Muñoza (Nissan Technical Center Europe / Trèves) en la que anunció que Nissan tiene como objetivo conseguir la sostenibilidad del automóvil con el objetivo de emisiones de CO2 cero, basando su estrategia en cuatro pilares: mejoras de prestaciones, de la calidad y reducción de costes y de peso. Presentó como ejemplo de sus logros una nueva pieza que las cumple, explicando con detalle como esta pieza: el silenciador de plástico. Además de mejorar las propiedades de los silenciadores metálicos, reduce su peso y su coste, por lo que a partir de 2012 se empleará ya en los motores K9K 1.5 L de cinco de sus nuevos modelos.

También Horst Heckel (EMS Chemie AG / EMS Grivory) habló de cómo su empresa ha conseguido rebajar el peso de los automóviles expandiendo los límites de la sustitución de metal para piezas de alta exigencia, y presentó las nuevas poliamidas Grivory, similares a las PA66 pero parcialmente aromáticas, lo que las hace mucho más resistentes a la humedad, mostrando las piezas fabricadas con estas PA, tanto sin reforzar como reforzadas con fibra larga de vidrio, en los últimos modelos de Audi, Opel y otros.

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  El plástico reduce las emisiones de CO2. Autor: Constantin Deaconescu.

Abundando sobre el tema Ferrán Garrido y Alberto Lardiés (ITW Global Automotive Components Group) presentaron 'Desarrollos con éxito en piezas de plástico', mostrando cuatros casos de estudio realizados con éxito por su empresa, donde no solo se ha conseguido reducir peso y costes empleando piezas de plástico en vez de metal, sino también mejorar las propiedades de dichas piezas. La primera fue la pieza que une el reposacabezas al chasis del asiento. La segunda mejorar la función de los reposacabezas, haciendo que sean activos para amortiguar los efectos del choque trasero, evitando daños al ocupante. Otras fueron la manecilla interna del cierre de las puertas y el mecanismo de cierre de los depósitos de gasolina, simplificando su cierre y evitando que se pueda usar el combustible equivocado. En todos los casos se mostraron las ventajas de su uso y los modelos de coche que ya los usan.

Ramón Docampo (Centro Técnico de Seat S.A.) expuso cuales eran los requerimientos actuales y necesidades futuras de los plásticos en automoción. Tomando como ejemplo su modelo Ibiza, destacó que actualmente lleva 165 kg de plásticos y que la tendencia es incrementar su uso, pero se requiere mejorar su resistencia al rayado, calidad superficial, facilidad de limpieza, que no aporten olores, baja densidad, bajo coeficiente de dilatación térmica y que sean reciclables, explicando con detalle el porqué de estos requerimientos.

'Nuevos policarbonatos en nuevas aplicaciones en el automóvil' fue el título de la conferencia de Lina Prada (Sabic Innovative Plastics), donde destacó la enorme penetración que está teniendo el uso de LED para la iluminación del automóvil, que ya supone un 12% sobre el total de iluminación en coches nuevos y se espera que llegue al 34% en el año 2020. Este tipo de iluminación necesita de una cubierta transparente con gran transmisión, destacando que se emplean plásticos como el PMMA y el PC. Sobre todo este último que tiene una gran transmitancia. Por último, presentó sus nuevos PC New Lexan con propiedades ópticas y mecánicas superiores para este tipo de aplicación.
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 Nissan tiene como objetivo conseguir la sostenibilidad del automóvil con el objetivo de emisiones de CO2 cero. Imagen: Nissan.

Tecnologías innovadoras

Otras cinco conferencias estuvieron dedicadas a presentar tecnologías que de una manera u otra consiguen simplificar los procesos de producción, reducir sus costes, mejorar su calidad o adaptarse mejor a los cambios que el mercado exige al automóvil en estos momentos.

Michael Fischer (Helmut Roegele / Engel) habló de 'Valor añadido por integración – Tecnologías innovadoras en moldeo por inyección', donde empezó presentando su sistema Organomelt para inyectar estructuras híbridas en un solo ciclo de <60 segundos, que de forma automática calienta los materiales, moldea, adapta y ribetea. Pasó después a hablar de la tecnología Clearmet, con la que se consigue una superficie de PUR de acabado pero aplicada en el mismo proceso de inyección, con el consiguiente abaratamiento de la pieza. Por último, presentó la tecnología Dolphin para conseguir piezas de tacto suave, para el interior del automóvil, en una sola pieza inyectando gas en su interior, de forma que consigue acabados de alta gama pero con costes medianos.

Julián Haspel (Lanxess) presentó tecnología híbrida 'Plástico / metal para aplicaciones estructurales – Historia y tendencias', iniciando su presentación con los orígenes de esta tecnología consistente en recubrir un metal con termoplástico, por lo que además de impedir su oxidación le refuerza mucho en su resistencia a fuerzas perpendiculares, lo que permite piezas más fuertes y ligeras, como son los módulos de pedales que incorporan mercedes, Fiat y otros fabricantes. También se aplica, sobre acero o aluminio en refuerzos de estructura de la carrocería (Audi, PSA, ..), consiguiendo piezas con mayor módulo de Young. Por último, presentó la nueva tecnología CFT, consistente en moldear láminas de PA intercaladas con tejidos de fibra de vidrio, consiguiendo láminas que luego pueden conformarse, dando piezas de bajo peso y gran resistencia. Se pueden sobremoldear con nervios de PA, lo que le da unas resistencias superiores a las del acero. La tendencia es ir a esta tecnología para fabricar los módulos frontales. El Audi A8 ya se fabrica así.

'Coverform: revestimiento anti-rayado en molde' fue el tema de la conferencia de Antonio Muñoz (Coscollola Comercial, S.L.). Esta tecnología, desarrollada por Krauss - Maffei consiste en poder recubrir piezas de PMMA (plexiglás) con una laca protectora durante el mismo proceso de inyección de la pieza, evitándose los procesos de preparación de la superficie y pintado posterior, con el consiguiente ahorro de tiempo, espacio y costes. La superficie obtenida presenta muy alta resistencia anti-rayado y a los productos químicos, por lo que consiguió el premio de diseño + Tecnología sobre superficies en Materialica (Franckfurt, 2009 y se está aplicando en automoción, teléfono móvil y otras aplicaciones.
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Los vehículos emplearán cada vez más plástico en su fabricación. Imagen: Nissan.

Josep Ferrarons (Rowa Group Holding Gmbh) presentó 'Romira, soluciones innovadoras en termoplásticos para la industria del automóvil', donde describió las actividades que desarrolla su empresa analizando las necesidades de sus clientes y resolviéndolas mediante mezclas de plásticos técnicos coloreados y aditivados, de forma que con sus granzas puedan fabricarse piezas listas para su uso a la salida del molde, evitando nuevas operaciones de acabado. Presentó muchas piezas satinadas para el interior de los vehículos y algunas brillantes para uso exterior.

Una última conferencia fue de David Arencón (Centre Català del Plastic), que trató sobre 'Moldeo por inyección de espumas microcelulares: una vía hacia la reducción de peso', donde comparó el espumado de los plásticos por descomposición de un aditivo que genere gas, frente al espumado físico y al de las espumas microcelulares, donde el fluido se encuentra en estado supercrítico. Esta última permite obtener piezas más ligeras, con ciclos más cortos, sin residuos químicos y piezas con mayor estabilidad dimensional. Por el contrario se requiere una inversión en maquinaria y empeora la calidad superficial, lo que no es óbice para que se esté empleando con bastante éxito en automoción para piezas interiores.

Mejoras en las propiedades de los plásticos

La exposición de cómo se pueden modificar las propiedades de los plásticos para obtener mejores resultados en automoción, fue el tema que atrajo a más conferenciantes. Fueron seis las presentaciones sobre esta materia.

Elena Piera (Nurel Engineering polymers) expuso los 'Últimos desarrollos y aplicaciones de nanotecnología aplicados a la poliamida'. Su presentación se centró en una nueva poliamida la Novamida B30 NC100, en la que durante el proceso de polimerización de la caprolactama se le han agregado nanopartículas de arcilla que se incorporan al polímero, aportando una considerable mejora en propiedades mecánicas, menor contracción, mejores resistencias a la humedad y química, se pinta mejor, resiste al rayado, tiene muy buen aspecto superficial y se recicla sin problemas. Presentó ensayos comparativos de ella frente a PA6 y PA66. Pudiendo llegar, en propiedades mecánicas al mismo nivel de PA6 + 30% FG, con la ventaja de que su densidad es de 1,13 g/cm3, frente a 1,36 de la PA reforzada.

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foto5. Vehículos más ligeros y más sostenibles, uno de los objetivos de la industria de la automoción. Imagen: Nissan.

Viviana Avedaño (Allod Wekstoff Gmbh) expuso las 'Mejoras en la resistencia al rayado del elastómero termoplástico (TPE) para aplicaciones en automoción'. Comenzó explicando que los elastómeros termoplásticos que más se usan en automoción son los copolímeros de bloque (TPS, TPA, TPC y TPU) y las mezclas de caucho (TPV y TPO) y describió sus aplicaciones más frecuentes. A continuación expuso los métodos existentes de resistencia al rayado y las pruebas que han realizado con sus materiales, comprobando que el que mejor resistencia tiene es el TPU, pero que han desarrollado unos TPS optimizados, que sin ser tan buenos como el TPU pasan perfectamente las normativas de los fabricantes de coches como VW y tienen una dureza shore 70.

'Nueva generación de POM copolímero. Nuevas alternativas a los plásticos' de ingeniería fue el tema de la presentación que hizo Xavier Toro (Ticona Ibérica) sobre los nuevos Hostaform POM, copolímeros que han desarrollado en su empresa. Comenzó con el HS15, cuyo comportamiento mejora al POM homopolímero en rigidez, tenacidad (sin elastómero), propiedades mecánicas, químicas, barrera y a los combustibles, lo que permite ahorros por permitir paredes más delgadas, mayor uso de reciclado, mayor productividad y mejora de calidad. Pasó luego a los POM reforzados con FV, como el XGC25 cuyas propiedades superan a los POM reforzados y se acercan mucho a las PA reforzadas con FV. Por último, presentó su nueva gama de POM modificados al impacto, las series S9362, S9363 y S9364 y sus ventajas comprobadas frente a los POM HI, incluso comparables a las PA 11 y 12, pudiendo sustituirlas en aplicaciones como tubos de combustible.

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  Piezas fabricadas con tecnología Coverform de Krauss Maffei.

Klaus Bender (Du Pont Performance Polymers) habló sobre 'Nuevos polímeros que alargan la vida de los componentes del automóvil', presentando a sus nuevos polímeros fabricados con la tecnología SHIELD, que les permite trabajar a muy altas temperaturas, en contacto con aceite caliente o con la sal de las carreteras, manteniendo sus propiedades mecánicas inalteradas, al menos, doble tiempo que los materiales corrientes y que además tienen mejor procesabilidad y aspecto externo. Sus PA ZYTEL Plus pueden trabajar 12.000 horas a 150 °C manteniendo sus propiedades mecánicas, casi igual que al principio. Presentó numerosos ensayos de laboratorio hechos con estos materiales frente a otros, que hoy se emplean en las mismas aplicaciones, mostrando su mejor resultado.

La conferencia de Alberto Tielas (CTAG – Centro Tecnológico de Automoción de Galicia) titulada 'Carboninspired: nanopartículas carbonosas aplicadas al sector del automóvil', trató sobre los desarrollos que actualmente se hacen en su centro, junto con otros asociados, para mejorar mediante nanopartículas de carbono, las propiedades de los plásticos en el sector del automóvil. Presentó el proyecto europeo Nanocit, para fabricar un sensor de impacto integrado para vehículos, desarrollado con éxito entre 2008 y 2010, llegándose a desarrollar un prototipo funcional que cumple con los propósitos del proyecto, lo que ha llevado a crear la red de transferencia de tecnología Carboninspired, en la que participan entre otras entidades Aimplas (Instituto Tecnológico del Plástico) con el propósito de dar un impulso tecnológico al sudoeste de Europa, hacer de puente entre la investigación básica y el mercado y apoyar a las empresas, sobre todo a las pymes.

'Reducción de peso, oportunidades para el polipropileno compound', fue el título de la conferencia que dio Paul Ashurst (Lyondellbasell, en la que planteó que para cumplir con el compromiso del sector del automóvil de reducir sus emisiones de gases, se necesita reducir el peso de los vehículos, para lo que su compañía ha diseñado una serie de productos, como el Hostacom PPGF que puede reemplazar a piezas de acero o de plásticos de ingeniería en partes estructurales, el Hifax PP que puede reemplazarlos en paneles internos de carrocería y el proceso de espumado que permite reducir más el peso de las piezas de PP, haciendo que tengan una zona interna espumada. De todos ellos presentó numerosas aplicaciones.

La exposición de cómo se pueden modificar las propiedades de los plásticos para obtener mejores resultados en automoción, fue el tema que atrajo a más conferenciantes

Los plásticos reforzados en automoción

Mariano Sastre (Eurofiber S.L, ) presentó 'Composites termoestables versus termoplásticos', un interesante análisis comparativo sobre las características de ambas familias de plásticos reforzados, sus métodos de producción, utillajes, instalaciones, costes y propiedades de las piezas. Concluyó que con los termoestables hay más variedad de posibilidades en su trabajo, pudiéndose adecuar el proceso de trabajo y el utillaje al producto con gran facilidad. Además, podemos fabricar piezas de diferentes grosores y refuerzos con un mismo molde, el coste del utillaje es bajo y se puede amortizar aunque fabriquemos series cortas. Pero sus tiempos de fabricación son lentos (salvo SMC y BMC) y su reciclado está en entredicho. Por el contrario, los termoplásticos reforzados con fibras producen piezas de doble cara bien acabada y con excelentes propiedades mecánicas. Todas las piezas salidas de un molde son siempre iguales en forma y propiedades, su tamaño está limitado por el tamaño de los moldes y prensas. Su utillaje es mucho más caro, pero su producción es muy rápida y sus costes se amortizan bien si se trata de grandes series, pudiendo reciclarse perfectamente. Por eso, en series cortas o medianas los termoestables son preferibles, pero para grandes series, como son la mayoría de las piezas en automoción, son los termoplásticos los que ofrecen mejor solución.

Otra conferencia sobre plásticos reforzados, presentó a los 'Composites naturales para el sector automoción: estrategias para la disminución de los niveles de emisión de olor', de Mª José Suárez (Gaiker-IK4). En ella, la autora se hizo eco de una gran demanda que hay en automoción para utilizar composites de origen natural que hagan más sostenible al sector. Hoy ya se utilizan en algunos modelos de coches estos tipos de materiales reforzados, pero uno de sus inconvenientes es que aportan un olor detectable en el interior del vehículo. Por eso, la autora ha hecho múltiples estudios, sobre plaquetas fabricadas con productos 100% naturales (resina PLA y fibra de lino) tratando de eliminar su olor con diversas tecnologías (absorbentes, productos para enmascarar olores, film barrera autoadhesivo y CO2 supercrítico) evaluando los resultados de las pruebas de olor sobre probetas prensadas, según la norma europea PV 3900. Concluyó indicando que los mejores resultados los obtuvo mediante una sinergia de uso de zeolita y tratamiento con CO2 supercrítico, donde sigue trabajando para optimizar las variables del proceso.

La 12ª Jornada Internacional de Plásticos en Automoción se celebró en el marco de la última edición de Equiplast. Organizada por el Centro Español de Plásticos y tuvo como objetivo resaltar las novedades de los plásticos en sus diversas aplicaciones del sector de la automoción. También revisó la situación mundial de este sector, sus objetivos y retos actuales, así como las últimas novedades tecnológicas con las que los plásticos pueden crear elementos de valor para automoción.

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