Entrevista a Matthias Fail, gerente sénior de producto, departamento de Ingeniería de planta y producción en AVL

AVL es una de las principales empresas mundiales especializadas en tecnología de la movilidad, dedicada al desarrollo, la simulación y las pruebas para la industria automovilística entre otras. Con sede en Graz, Alemania, la oferta de AVL abarca desde la simulación, la virtualización y la automatización de pruebas para el desarrollo de productos hasta el ADAS/AD y el software para vehículos. La empresa combina soluciones informáticas, de software y tecnológicas de última generación y altamente escalables con sus conocimientos aplicados, ofreciendo así a sus clientes herramientas completas en áreas como el Big data, la inteligencia artificial, la ciberseguridad o los sistemas integrados. Su experiencia en la transición hacia una movilidad sostenible les hace, sin duda, buenos conocedores de la situación actual del sector y los retos y dificultades a las que tendrá que hacer frente. Matthias Fail, gerente sénior de producto del departamento de Ingeniería de planta y producción en AVL, repasa en esta entrevista algunas de las tecnologías que marcarán un antes y un después en la evolución de esta industria, así como los materiales y las capacidades tecnológicas que deberán dominar los profesionales que quieran mantenerse en este mercado.

La transición hacia los motores eléctricos y de hidrógeno avanza a buen ritmo. Los vehículos eléctricos, tanto los BEV (vehículos eléctricos de batería) como los PHEV (vehículos eléctricos híbridos enchufables), dominan actualmente el mercado de los turismos, impulsados por la expansión de las infraestructuras, las subvenciones gubernamentales, los importantes avances tecnológicos y los menores costes de la electricidad en comparación con el hidrógeno, especialmente el hidrógeno verde.

Por otro lado, los vehículos de pila de combustible de hidrógeno (FCV) están ganando relevancia en el transporte pesado y en aplicaciones industriales. La alta densidad energética del hidrógeno y su rápida capacidad de repostaje lo convierten en una solución ideal para sectores en los que la electrificación es más difícil, como el transporte por carretera de larga distancia, el transporte marítimo y la aviación.

Además, los motores de combustión de hidrógeno son una tecnología emergente con potencial, aunque todavía se encuentran en una fase inicial y son un nicho de mercado en comparación con los BEV y los FCV.

Los fabricantes de piezas de motores se enfrentan a varios retos importantes a medida que la industria realiza la transición hacia las tecnologías eléctricas y de hidrógeno. Uno de los principales retos es la reconversión de las fábricas para adaptarlas a los nuevos procesos de producción. Este cambio también requiere una transformación de las competencias, pasando de los conocimientos mecánicos tradicionales a la dominio de la electricidad y el software. La mejora de las competencias de los trabajadores para manejar estas nuevas tecnologías es esencial para garantizar una transición fluida y mantener la productividad.

Otro reto importante es el alto coste de la investigación y el desarrollo (I+D) de nuevas tecnologías. El desarrollo de componentes avanzados para motores eléctricos y de hidrógeno requiere una inversión considerable en innovación y pruebas. Estos costes pueden suponer un obstáculo para los fabricantes, especialmente para las empresas más pequeñas, que se esfuerzan por mantenerse al día con los avances tecnológicos.

Además, la cadena de suministro de las tecnologías eléctricas y de hidrógeno es muy diferente a la de los motores de combustión interna (ICE) tradicionales. Los fabricantes deben hacer frente a nuevos requisitos de adquisición y establecer cadenas de suministro fiables para los nuevos materiales y componentes. Por otra parte, la competencia de los nuevos operadores especializados en vehículos eléctricos (VE) y tecnologías de hidrógeno, incluidos nuevos actores con los que aún no tienen relación comercial, añade presión a los fabricantes establecidos para que innoven y se adapten rápidamente a fin de mantener su posición en el mercado.

A medida que la industria automovilística avanza hacia los motores eléctricos y de hidrógeno, varios componentes tradicionales quedarán obsoletos en los turismos totalmente eléctricos. Componentes como los inyectores de combustible, los pistones, las correas de distribución, las bombas de combustible, los cigüeñales, los árboles de levas, los sistemas de escape y las transmisiones dejarán de ser necesarios en los vehículos eléctricos y de hidrógeno. Estas piezas son fundamentales para los ICE, que están siendo sustituidos por alternativas más sostenibles.

Sin embargo, los vehículos con motor de combustión interna (ICEV), tanto tradicionales como de hidrógeno, seguirán utilizando estos componentes, ya que funcionan según principios similares, mientras que los vehículos eléctricos (EV) y los vehículos de pila de combustible de hidrógeno (FCV) funcionan según principios fundamentalmente diferentes. Los EV dependen de motores eléctricos y sistemas de baterías, lo que elimina la necesidad de muchos componentes mecánicos que se encuentran en los motores tradicionales. Del mismo modo, los FCV utilizan pilas de combustible de hidrógeno para generar electricidad, que alimenta los motores eléctricos, evitando la necesidad de piezas de motor convencionales.

Los futuros proveedores deberán dominar una amplia gama de materiales avanzados para satisfacer las demandas de los vehículos de próxima generación. Entre los materiales clave se encuentran el litio, el cobalto y el níquel para baterías de alto rendimiento, los metales de tierras raras para motores eléctricos eficientes, el cobre para el cableado, el platino para catalizadores de pilas de combustible, la fibra de carbono para tanques de hidrógeno y polímeros avanzados para membranas.

En cuanto a las tecnologías, los proveedores deberán centrarse en el desarrollo y la fabricación de celdas y módulos de baterías, sistemas de gestión de baterías y pilas de pilas de combustible. Además, deberán dominar la electrónica de potencia, la soldadura por láser, la limpieza por plasma y los adhesivos térmicos 2k. También es fundamental garantizar que todos los sistemas electrónicos cumplan las estrictas normas de ensayo eléctrico y de compatibilidad electromagnética (EMC).

El cambio en los procesos de producción, pasando de la fundición y forja tradicionales para los motores de combustión interna al ensamblaje electroquímico para las baterías y la producción en salas blancas para las pilas de combustible, será significativo. La automatización aumentará para manejar los delicados componentes que intervienen en estas nuevas tecnologías. Por el lado de la oferta, la necesidad de metales raros y metales para baterías tensionará la geopolítica, ya que China domina actualmente estos mercados. Además, la producción de hidrógeno requerirá ampliar las fuentes de energía verde para que sea rentable, lo que impulsará la demanda de energías renovables.

Para seguir siendo competitivos en la industria automovilística en constante evolución, los fabricantes de piezas tendrán que realizar importantes inversiones en varias áreas clave. En primer lugar, será esencial disponer de nueva maquinaria para el montaje de módulos de baterías, el apilamiento de pilas de combustible y la producción de depósitos de alta presión. Estos procesos de fabricación avanzados requieren equipos especializados para garantizar la precisión y la eficiencia.

Además, los fabricantes deben desarrollar continuamente nuevos componentes y trabajar en la creación de soluciones más ligeras y eficientes. El alto nivel de competencia en la industria significa que la innovación es crucial para mantenerse a la vanguardia. Esto implica no solo mejorar las tecnologías existentes, sino también explorar nuevos materiales y métodos para mejorar el rendimiento y la sostenibilidad de los vehículos.

Por último, será fundamental mejorar las competencias de los ingenieros y operadores. A medida que la industria se orienta hacia la electrónica y el software, habrá una creciente necesidad de conocimientos especializados en estas áreas, por encima de las habilidades mecánicas tradicionales.

Serán esenciales nuevas certificaciones y normativas para garantizar la seguridad y el rendimiento. Los vehículos eléctricos requieren certificaciones de seguridad de las baterías, como la UN 38.3 para el transporte y la IEC 62660 para el rendimiento. Los componentes de los vehículos de hidrógeno deben cumplir normas estrictas para recipientes a presión, como la ISO 19881. Además, las normativas sobre emisiones están pasando de centrarse en las emisiones del tubo de escape a las emisiones de los frenos, lo que refleja el compromiso de la industria con la reducción del impacto medioambiental global.

Los procesos de producción también se ven muy afectados por el Reglamento sobre baterías de la UE. A partir de 2027, este reglamento exigirá un pasaporte para las baterías de los vehículos eléctricos y las baterías industriales de menos de 2 kWh en el mercado de la UE. Esta herramienta digital, accesible a través de un código QR, documentará todo el ciclo de vida de la batería, incluyendo el origen de los materiales, los detalles de fabricación (como la huella de carbono y el consumo de energía), las métricas de rendimiento, las normas de seguridad y las instrucciones de reciclaje. Los fabricantes introducirán los datos iniciales, mientras que los operadores los actualizarán a lo largo de la vida útil de la batería. Esta iniciativa tiene por objeto mejorar la transparencia y promover la sostenibilidad en el sector.

Las normativas medioambientales están teniendo un impacto significativo en la fabricación de piezas de automoción. Las normas de emisiones más estrictas, como las establecidas en el Pacto Verde de la UE y la Ley de Reducción de la Inflación (IRA) de EE. UU., están obligando a los fabricantes a adoptar tecnologías más limpias. Estas normativas afectan especialmente a los procesos que consumen mucha energía, como la forja de acero, más que a los procesos de montaje, lo que impulsa al sector hacia prácticas más sostenibles.

Además, el concepto de economía circular se está convirtiendo en algo esencial. Este enfoque hace hincapié en la reciclabilidad y la reutilización de los materiales, garantizando que los productos se diseñen para ser duraderos y generar el mínimo de residuos.

Los fabricantes que se adapten rápidamente al panorama automovilístico en evolución pueden obtener varias ventajas significativas. Los pioneros podrían establecer asociaciones con los principales actores del sector, asegurándose una valiosa cuota de mercado y consolidándose como líderes en el campo.

Además, participar en actividades ecológicas y adoptar prácticas sostenibles puede atraer a inversores cada vez más centrados en la responsabilidad medioambiental. Por otra parte, dominar los nuevos procesos antes que la competencia puede mejorar significativamente el posicionamiento de una empresa.

Hay varias innovaciones que pueden tener un impacto significativo en el sector automovilístico. Las baterías de estado sólido, por ejemplo, ofrecen una mayor densidad energética y una seguridad mejorada en comparación con las baterías de ion de litio tradicionales. Estos avances pueden dar lugar a una mayor autonomía y a una mayor seguridad para los vehículos eléctricos.

Las tecnologías de carga rápida para vehículos eléctricos de batería (BEV) son otra innovación crucial. Estas tecnologías permiten tiempos de carga más rápidos, lo que hace que los vehículos eléctricos sean más cómodos para los usuarios y facilita su adopción. Por último, la producción de hidrógeno verde mediante electrólisis puede hacer que el hidrógeno como combustible sea más accesible y rentable.

Los países que se espera que tengan el mayor número de proveedores de piezas en la industria automovilística son China, Japón, Corea del Sur y la India. China domina la producción de baterías y está realizando importantes inversiones en energía verde. Esto la convierte en un actor clave en la cadena de suministro de los vehículos eléctricos, con un enfoque significativo en la tecnología de las baterías de ion de litio.

Japón y Corea del Sur son pioneros en la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno y baterías. Las empresas de estos países lideran el desarrollo de vehículos propulsados por hidrógeno y sistemas avanzados de baterías, lo que los posiciona como proveedores importantes en el mercado mundial.

La India también está emergiendo como un actor importante en la fabricación de vehículos eléctricos de batería (BEV) debido a sus ventajas en términos de costes. Los competitivos costes de fabricación del país y su creciente interés por la producción de vehículos eléctricos lo convierten en un destino atractivo para los proveedores de piezas que desean abastecer al mercado en expansión de los BEV.

Sí, los motores eléctricos y de hidrógeno coexistirán en la industria automovilística. Es probable que los BEV dominen el mercado de los vehículos de pasajeros debido a su disponibilidad en diversos segmentos y a la infraestructura existente que los respalda. Ofrecen una solución práctica para las necesidades de transporte diario y son cada vez más populares entre los consumidores.

Por otro lado, el hidrógeno desempeñará un papel crucial en sectores en los que la electrificación es difícil. Entre ellos se incluyen el transporte de larga distancia, el transporte marítimo y la aviación, donde la densidad energética y la velocidad de repostaje del hidrógeno lo convierten en una opción más viable. Los vehículos propulsados por hidrógeno pueden proporcionar la autonomía y la eficiencia necesarias para estas aplicaciones exigentes, complementando el uso de los BEV en el mercado de los vehículos de pasajeros.