Innovación frente a evolución

El nuevo papel de los plásticos en la automoción

Departamento de prensa K200415/09/2004
La reducción del peso del automóvil constituía en el pasado uno de los aspectos que determinaban la creciente utilización de los plásticos en la automoción. Sin embargo, su aplicación en este área parece haber tocado techo, con lo que queda muy poco espacio para una mayor expansión. Esto significa que en este ámbito la “evolución” ha llegado a su fin, porque ahora los plásticos tienen otros objetivos que cumplir. Ahora todo obedece a la “innovación”, que es la máxima del momento: el diseño modular, la integración de los procesos de producción, las tecnologías de proceso y de materiales modificadas o la consideración de los radicales cambios demográficos son sólo algunos de los temas clave más relevantes.
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Los plásticos de Ticona han contribuido a la versatilidad del Citroen C3 Pluriel.
La aplicación de plásticos en los automóviles ha quedado estancada a un nivel relativamente alto, puesto que por término medio suponen el 14 por ciento del peso total de un turismo de segmento medio. En números redondos, dicho porcentaje supone entre 120 y 160 kilos en función del modelo.

Una aplicación de los plásticos en la industria del automóvil tan sumamente elevada constituye la prueba del éxito de este material; durante decenios dicho éxito ha sido el reflejo de lo mucho que han contribuido los materiales polímeros al alto nivel tecnológico que han alcanzado los automóviles actuales. Y, si bien la curva de crecimiento es menos pronunciada, se verá estabilizada en un punto sumamente elevado o bien repuntará en determinadas circunstancias. Una de esas circunstancias puede ser, por ejemplo, cuando la anunciada aplicación de componentes plásticos para piezas de carrocería de gran superficie sea un hecho. O bien, cuando se produzca el pregonado salto del vidrio al policarbonato (PC) en la fabricación de las ventanillas y de la luneta trasera. Sin embargo, hasta que llegue ese momento, imperará el estancamiento y se buscarán otros ámbitos del automóvil en los que pueda expandirse la aplicación de los polímeros.

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Un prototipo desarrollado por Ticona en colaboración con Arvin Meritor y Philips demuestra las ventajas de la técnica de inyección “outsert“ en módulos de puertas.
Se empieza a vislumbrar el límite del crecimiento en las aplicaciones de los plásticos en el sector del automóvil
Según Rudolf Stauber, director del área técnica “Resistencia funcional y materiales” del Centro de Desarrollo del grupo BMW de Múnich, hoy en día, en el desarrollo de turismos y vehículos comerciales se da prioridad al cumplimiento de requisitos en cuanto a la construcción ligera, la seguridad pasiva y activa, el atractivo y la comodidad o la compatibilidad medioambiental y la economía. En su opinión, esto es aplicable tanto a la fabricación del vehículo como a su uso posterior. Según la experiencia de Stauber, que además es presidente del grupo de trabajo Automotive de la VDI-Gesellschaft Kunststofftechnik, los plásticos contribuyen de forma decisiva a que esta gran cantidad de requisitos pueda cumplirse incluso en un ámbito tan complejo.

Un mercado saturado

Wolfgang Kircher cuenta con una experiencia de 30 años en el sector de la transformación de plásticos y actualmente trabaja en la planta de plásticos de Robert Bosch AG de Waiblingen. También piensa que se está empezando a vislumbrar el límite del crecimiento en las aplicaciones de los plásticos en el sector del automóvil. Según Kircher, tras años de dinámico desarrollo y de aumento de la proporción de materiales polímeros utilizados en el automóvil, se está entrando en una fase de consolidación o, a lo sumo, de lenta progresión. Este ingeniero todavía ve potencial en los elementos estructurales, en las lunas y en la carrocería. Sin embargo, en una gran cantidad de áreas conquistadas con el tiempo los plásticos se han establecido de forma tan dominante que se ha desembocado en un alto grado de saturación del mercado.

Kircher no cree que a corto plazo se vaya a producir un salto cualitativo en la reducción del peso de los automóviles que favorezca tanto a los plásticos como lo hizo la sustitución de los parachoques tradicionales, de chapa de acero cromado, por los de plástico: “es decir, nada de evolucionar; ahora hay que innovar”. También está cubierta en gran medida la demanda de depósitos de combustible fabricados con termoplásticos soplados de varias capas. Alrededor del 80 por ciento de los automóviles europeos incorporan ya un depósito de plástico. Pero prácticamente ninguno de ellos se ha fabricado con lunas de plástico; para eso todavía hay que esperar.

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El módulo del techo del MCC Smart Roadster se componen de una película de PC que se moldea con una espuma rígida de PUR reforzada con fibra de vidrio de Bayer.
Es cierto que las lunas de plástico macizo, por lo general de PC, están a punto de introducirse en el mercado y de ser fabricadas en serie, pero eso sólo es cierto en el caso de las lunetas traseras y de las ventanillas laterales sin marco. Hagen Noerenberg, presidente del Consejo de Administración de Bayer MaterialScience AG (BMS), el fabricante de policarbonato (PC) líder en Europa, es muy optimista. Para él, dentro de muy poco, las lunas de los automóviles serán de plástico, a excepción del parabrisas. Según sus cálculos, en sólo tres años podrían destinarse hasta 75.000 toneladas de PC a la producción de lunas. Noerenberg calcula que el potencial de sustitución será de 30 millones de unidades al año. También dice que los fabricantes de lunas “clásicas” aceptarán cada vez más al material macromolecular que le hace la competencia al vidrio. Noerenberg entiende como una prueba fehaciente de su tesis las demostraciones de procesos especiales para la fabricación con poca tensión de grandes lunas de PC que realizarán los fabricantes de maquinaria durante la K 2004.
Dentro de muy poco, las lunas de los automóviles serán de plástico, a excepción del parabrisas
Sin embargo, deberá pasar más tiempo para que podamos ver parabrisas poliméricos, si bien precisamente con dichos elementos los vehículos pesarían unos cuantos kilos menos. Pero los parabrisas son expuestos a esfuerzos extremos. Durante toda la vida útil de un automóvil, un parabrisas debe resistir el impacto de las piedras y del granizo y la abrasión del limpiaparabrisas. Existen pocas posibilidades de que en un futuro cercano se pueda presentar un plástico con tales virtudes. La DaimlerChrysler de Stuttgart apuesta por la “Lamilight”, un material compuesto de vidrio y plástico que reduce prácticamente a la mitad el peso de la luna delantera de vidrio laminar de seguridad, que hoy día se cuenta entre las más utilizadas.
Los plásticos son y seguirán siendo el motor de innovación de los automóviles

Lo que depara el futuro

En la VDI-Gesellschaft Kunststofftechnik de Düsseldorf, cuyo seminario “Los plásticos en la industria del automóvil”, ya legendario, atrae cada año a 1000 participantes al Centro de Congresos Rosengarten de Mannheim, están convencidos de que “los plásticos son y seguirán siendo el motor de innovación de los automóviles”. Sólo cabe preguntarse hacia dónde se dirigen las nuevas tendencias y adónde apuntan las innovaciones, o qué aspectos serán claves para la industria del automóvil en el futuro. Una vez el ahorro de peso deje de estar en el punto de mira de las actividades, ¿cuáles serán los objetivos? ¿Qué orden de prioridad guardarán otros aspectos, como el aumento de la seguridad y del confort, o los procesos de producción en red y más económicos en la futura agenda de las aplicaciones del plástico en la automoción?

Por suerte, los grandes fabricantes de materias primas como DuPont, Basf o Bayer disponen de “buscadores de tendencias” muy entendidos que se encargan de escudriñar las previsiones de futuro para al menos tener una idea de qué aspecto tendrán los automóviles del mañana.

Eckard Foltin, director del Creative Center de Bayer Polymers, por ejemplo, opina que el envejecimiento de la población de los países occidentales industrializados marcará de forma decisiva la producción de automóviles del futuro. Esto significa que en el futuro los temas como la sostenibilidad y la ergonomía, además de una mayor necesidad de seguridad y comodidad, seguirán siendo de gran importancia o incluso tendrán más peso.

El comportamiento de consumo y las inversiones en bienes de consumo de larga vida útil, como es un automóvil, se convertirán cada vez más en un fenómeno demográfico. En todo caso, el envejecimiento de la población de Europa occidental puede que signifique una disminución de la cartera de clientes, pero no tiene por qué significar “que las personas mayores conduzcan automóviles aburridos”. Así se expresa Ferdinand Dudenhöffer, administrador de la consultoría alemana B&D Forecast GmbH. Lo único que cambian son las prioridades. Las personas mayores que conducen desean ver compensadas las limitaciones asociadas a la edad, como la disminución de la vista o el oído, una mayor lentitud de reflejos, etc., con innovaciones como sensores de distancia o de aparcamiento, u otras sofisticaciones a que ha dado lugar el avance de la electrónica y del campo de los polímeros.

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La sostenibilidad y la ergonomía, además de una mayor seguridad y comodidad, tienen cada vez más peso
Si hasta ahora los centros de fabricación y de diseño de automóviles de este mundo han centrado todos sus esfuerzos en mejorar la seguridad de los ocupantes del vehículo, no estaría mal que, para variar, se empezara a mejorar la seguridad de los peatones.

La industria del automóvil ya se ha comprometido a realizar cambios en este sentido. Un compromiso que por el momento es sólo una promesa. Se está intentando cambiar la concepción de los guardabarros y del capó de las próximas generaciones de vehículos para que puedan absorber la máxima energía del impacto en accidentes con transeúntes. Y aquí se perfilan nuevas oportunidades para los plásticos, puesto que los guardabarros de materiales termoplásticos son mucho más flexibles que los de chapa galvanizada, por muy fina que sea.

Automóviles modulares

Los fabricantes de materias primas tienen también buenas perspectivas para sus productos poliméricos en otro ámbito: los plásticos tienen mucho que ver con el hecho de que los automóviles modernos sean cada vez más modulares. El principio básico de dicha modularidad es comparable a un mecano. Con un número definido de elementos, el fabricante de automóviles puede cubrir una gran variedad de vehículos y una gran complejidad sin grandes costes. Puede personalizarlos y satisfacer mucho mejor los requisitos de sus clientes. Los proveedores desarrollan los distintos módulos, como la parte frontal, el puesto de mando, la puerta, el techo o la trasera según las instrucciones del fabricante final, del OEM, y dichos elementos van a parar directamente a la cadena de montaje para su posterior ensamblaje. Para el OEM, es perfecto. Puede ahorrar tiempo y costosas inversiones en desarrollo y encargar la fabricación de los módulos en cuestión a auténticos especialistas.

Algunos expertos del sector de la automoción creen que los automóviles sólo constarán de cuatro a cinco módulos en el futuro. Se tratará de elementos muy complejos que integrarán los componentes más variados en un espacio reducidísimo. Sin embargo, la industria del automóvil tiende cada vez más a limitarse en la cantidad de los materiales a utilizar principalmente por razones de costes y medioambientales. Si bien anteriormente se recurría a diversos materiales para un mismo sistema modular, ahora se suele utilizar un solo plástico, como puede ser el polipropileno (PP). En él se ha concentrado la casa Opel. Esto aporta ventajas no sólo en el montaje. También facilita el reciclaje posterior.

La empresa alemana Ticona GmbH, junto con el fabricante de sistemas ArvinMeritor y el productor de elementos modulares Philips, han desarrollado el prototipo de un módulo de puerta que se fabrica por medio de la técnica de inyección “outsert”. Ésta consiste en sobreinyectar en una sola operación de la máquina de moldeo varios elementos funcionales en una placa metálica. Este elemento estructural ejerce de portador de componentes como el elevalunas, la cerradura o el altavoz integrado en el revestimiento de la puerta. El equipo de desarrollo seleccionó un tipo específico de “Hostaform”, una resina acetálica (POM) de Ticona que presenta, según el fabricante, la fluidez necesaria, una buena relación resistencia-tenacidad y una buena termoestabilidad.

Algunos expertos creen que los automóviles sólo constarán de cuatro a cinco módulos en el futuro
ArvinMeritor fabrica en Gifhorn, una localidad de Baja Sajonia, el módulo de techo para el pequeño deportivo “Smart Roadster”. Se trata del resultado de una estrecha colaboración entre Bayer y MCC, filial de DaimlerChrysler con sede en la localidad francesa de Hambach. Este componente de acabado brillante consta de una lámina termoplástica a la que se aplica en la cara posterior una espuma rígida de PUR especial reforzada con fibra de vidrio, que forma parte de la gama “Baydur STR” de Bayer Material Science AG. Una lámina de policarbonato coextrusionada con revestimiento resistente a las rayadas, unida a una capa adherente formada asimismo por policarbonato y el copolímero ASA (acrilonitrilo-estireno-éster acrílico), presenta un brillo excelente.

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