Innovación en materiales de fibra de carbono para la industria automotriz
Saltillo, Coahuila. 24 de agosto de 2018.- Ante la necesidad de desarrollar autos más ligeros, resistentes y eficientes en consumo energético debido al aumento de costos de combustibles fósiles, científicos del Laboratorio Nacional en Innovación y Desarrollo de Materiales Ligeros para la Industria Automotriz (Laniauto), en el Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA), trabajan en la generación de materiales compuestos a base de fibra de carbono para la sustitución de metales convencionales en diversas partes automotrices.
Con este proyecto, los científicos de Laniauto desarrollan materiales con diversas propiedades estructurales con potencial aplicación en diversas partes del automóvil y fomentar, cada vez más, la introducción de la fibra de carbono en los vehículos convencionales.
De acuerdo con estadísticas de la Asociación Mexicana de la Industria Automotriz, A.C. (AMIA), durante el primer bimestre de 2018, el saldo en la balanza comercial de la industria automotriz fue superavitario, es decir que los ingresos superaron los gastos, al registrar 11 mil 95 millones de dólares, con un incremento de 14.6 por ciento en relación al mismo periodo de 2017. Por otro lado, la producción de vehículos ligeros alcanzó cifra récord en el mes de abril de 2018, en el cual se produjeron 290 mil 981 vehículos ligeros, registrando un crecimiento de 0.3 por ciento en comparación con las 290 mil 88 unidades producidas en el mismo mes de 2017.
En un contexto donde la industria automotriz continúa con gran presencia e importancia para Coahuila y México, Laniauto desarrolla diversos proyectos, como la generación de estos materiales especializados, para detonar este sector a través de la innovación científica y tecnológica.
Las ventajas de la fibra de carbono
Dentro de Laniauto, el desarrollo de materiales poliméricos reforzados con fibras de carbono, principalmente, es una línea de investigación que actualmente es muy pertinente en el área automotriz, debido a la tendencia de la sustitución de metales convencionales para aligerar los vehículos y, por consiguiente, ahorrar en el consumo de combustible. Se estima que la reducción de 10 por ciento del peso de un vehículo representaría un ahorro de siete por ciento de consumo de combustible.
“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”, destacó el doctor Ernesto Hernández Hernández, catedrático Conacyt, adscrito al Departamento de Materiales Avanzados del CIQA y responsable técnico de Laniauto.
“El uso de fibra de carbono en la industria automotriz se remonta a la década de los 80 en autos de la Fórmula 1, con el McLaren MP4. Recientemente, se ha trasladado la aplicación de esta tecnología en autos de alta gama como los Ferrari, BMW, Chevrolet Corvette, Dodge Viper, Ford Shelby, Alfa Romeo, Ford GT, entre otros autos costosos y de producción en lotes pequeños. Sin embargo, se espera que estos materiales sean usados en mayor medida en autos más económicos”, subrayó José de Jesús Ku Herrera, catedrático Conacyt comisionado al Departamento de Síntesis de Polímeros del CIQA.
“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)”, comentó el doctor Ku Herrera.
El investigador añadió que en el desarrollo de estos materiales especializados, emplean fibra de carbono comercial, la cual modifican superficialmente a fin de mejorar su compatibilidad con alguna matriz específica y, por consiguiente, mejorar su desempeño mecánico. De esta forma, el material resultante contará con mayor resistencia mecánica, rigidez, tolerancia al daño, tenacidad, vida útil, entre otras características.
Ku Herrera indicó que a pesar de que en la actualidad existen nanomateriales más resistentes y tenaces como los nanotubos de carbono o el grafeno, aún se tienen muchos retos por superar a fin de aprovechar sus propiedades a escala macroscópica y, posteriormente, a nivel industrial; es por ello que la tecnología de las fibras de carbono es la más idónea actualmente para aplicaciones de alto desempeño que demandan simultáneamente alto desempeño estructural y ligereza.
Fuente: Agencia Informativa Conacyt
