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Lo nuevo en piezas de fibra de carbono en la industria automotriz
Lo nuevo en piezas de fibra de carbono en la industria automotriz

COCHES

Lo nuevo en piezas de fibra de carbono en la industria automotriz

En la búsqueda de la eficiencia de partes la industria automotriz estudia reemplazar los metales convencionales por materiales realizados a base de la fibra de carbono.

MICHAEL DI STEFANO - 04 SEPTIEMBRE 2018 22:12

En la búsqueda del sector automotriz por lograr coches más eficientes y resistentes debido a los aumentos de los combustibles fósiles, la fibra de carbono parece ser una buena opción para reemplazar los metales comunes que se han venido utilizando hasta ahora, es por ello que los científicos Mexicanos del Laboratorio Nacional en Innovación y Desarrollo de Materiales Ligeros para la Industria Automotriz (Laniauto), se encuentran enfocados en crear materiales que se basen en la conocida fibra de carbono y con ellos poder construir partes fundamentales para los automóviles que se producen hoy en día. la finalidad fundamental es darle mayor presencia a estos materiales en los autos y con ello generar beneficios de peso y resistencia, dándole un aporte con ello a la reducción de consumos.

Lo nuevo en piezas de fibra de carbono en la industria automotriz

Ventajas de la fibra de carbono en la actualidad

En Laniauto, la prioridad es crear materiales polimericos reforzados con una base de fibra de carbono para la construcción de piezas automotrices, ya que se quieren sustituir los metales convencionales para lograr una reducción del peso de un auto hasta en un 10%, con lo cual en números generales se ganaría un 7% de reducción del consumo de combustible. Ernesto Hernandez Hernandez quien es uno de los responsables directos de Laniauto y del departamento de Materiales avanzados del CIQA manifestó que "Cuando se planteó este proyecto, vimos que es uno de los materiales que va a ir sustituyendo los metales tradicionales como el aluminio y el acero, principalmente. El tema de buscar materiales cada vez más ligeros es uno de los motivos principales. Esto va a hacer que los materiales no solo sean cada vez más económicos, sino que va directamente relacionado a la disminución del consumo energético del mismo auto".

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Historia y avances de la fibra de carbono

La fibra de carbono se comenzó a utilizar en el mundo de los coches en los años 80, específicamente en el campeonato del mundo de la Formula 1, siendo McLaren el pionero en su uso sobre su coche el MP4. En épocas mas recientes se ha utilizado en coches deportivos de producción reducida o de alta gama como son modelos de Ferrari, BMW, Chevrolet Corvette, Dodge Viper, Ford Shelby, Alfa Romeo, por mencionar algunos, pero se espera que con los estudios correspondientes se comience a utilizar más en coches económicos de producciones mucho mayores, destinados a un mercado más amplio.

El doctor Ku Herrera quien pertenece a este proyecto de estudios de Laniauto deja conocer un poco las ventajas de resistencia de la fibra de carbono explicando lo siguiente "Para poner en contexto el desempeño mecánico y ligereza de estos materiales, tenemos que el acero al bajo carbono tiene una resistencia mecánica de ~300 MPa y una densidad de 7.9 g/cm3, mientras que un compuesto de fibra de carbono unidireccional/resina epóxica puede alcanzar una resistencia mecánica de ~1500 MPa y con una densidad mucho menor (1.55 g/cm3)".

Para la creación de los nuevos materiales se emplea una fibra de carbono del tipo comercial, la cual al ser modificada mejora sus capacidades de adaptación, resistencia mecánica, vida útil, rigidez y tolerancia, con la finalidad de que su aplicación a coches modernos sea mejor. A pesar de conseguir en la actualidad nanomateriales con capacidades más resistentes pero todavía con mucho por aprender de sus aplicaciones, las piezas construidas con materiales de fibra de carbono ya han demostrado su uso en el sector automotriz arrojando mejores datos en cuanto a desempeño y ligereza.

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Aplicación de los materiales de fibra de carbono

Los científicos encargados han logrado muy buenos resultados de los compuestos reforzados con la fibra de carbono. Pero el detalle más importante es que estos materiales sean aprovechados al máximo y aprobados por la industria automotriz, la cual exige ciertos estándares de calidad y una relación en cuanto al costo y el beneficio que pueden aportar, para lograr así demostrar que pueden sustituirse las piezas actuales.

El Doctor Hernandez Hernandez explica que "A nivel científico, uno de los retos más grandes de estos materiales es desarrollar tecnologías que mejoren la adherencia interfacial entre las fibras de carbono y la matriz huésped. Entonces, la idea es modificar la superficie de estas fibras de carbono, usando moléculas o aditivos adecuados para que cuando se integren con una matriz específica, se obtengan las propiedades deseadas en estos materiales"

Con la aplicación de los materiales en fibra de carbono se presenta la ventaja de que el mismo puede ser modificado o sencillamente diseñado para cada función específica, dándole así la resistencia requerida según sea la exigencia o la parte que se quiere construir. Es por ello que los nuevos materiales pueden satisfacer las necesidades concretas de cada sector automotriz.

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Lo más importante para lograr una adaptación de estos materiales a la industria automotriz, es la elaboración de métodos en los que se puedan manufacturar piezas con la menor cantidad de defectos, y a su vez reduciendo los costos de producción para que realmente sean atractivas y no generen un gasto adicional o mayor en la producción de un coche; pudiendo así ofrecerle al cliente una opción económica y funcional en cuento a la reducción y eficiencia en los niveles de consumo de combustible.

"Estamos tratando de desarrollar o ver el límite que se puede alcanzar en cuanto a aprovechamiento de fibra de carbono. Posteriormente, estaremos explorando y diseñando métodos de manufactura que empleen ciclos de procesamiento cortos y un mínimo de defectos estructurales", manifesto Ku Herrera con respecto a la manufactura de piezas.

La finalidad de los estudios es la de reemplazar toda la parte estructural metálica de los coches por materiales a fines a la fibra de carbono. En un futuro se espera que desde las piezas mecánicas hasta la carrocería sean construidas de esta forma. De igual manera se encuentran trabajando en la creación de una marca que pueda lograr todas las certificaciones requeridas por la industria automotriz y con ello poder ofrecerles los diferentes materiales ya aprobados a las marcas que deseen implementarlos en sus líneas de ensamblajes.

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