En el sector automoción existe una directriz clara hacia la reducción de peso, al haber una correlación directa entre el peso de los automóviles y la energía requerida para moverlos. Un ahorro de 10 kg en un vehículo de medio tamaño puede reducir sus emisiones de CO2 en 1 g/km aprox. En Europa los fabricantes están obligados a conseguir un 27% de reducción de emisiones de CO2 por vehículo para alcanzar el objetivo marcado por la Directiva Europea de 95 g/km para 2021 frente a los 135 g/km establecidos desde 2015.
Por otro lado, la tendencia hacia la electrificación es un hecho impulsado por la Unión Europea también, donde varios países han anunciado la prohibición de los vehículos de combustión para dentro de dos décadas. Las principales ventajas de los motores eléctricos sobre los térmicos son la ausencia de gases y partículas de escape, más alta eficiencia de conversión de energía (más del 75% frente al 30% de media para motores de gasolina), la posibilidad de recuperar energía durante el frenado y el detenimiento del motor cuando el vehículo está en punto muerto, así como otras ventajas tales como menores costes de mantenimiento y mayor eficiencia en la conducción debido principalmente a un mayor par motor a bajas revoluciones. Sin embargo, estas tecnologías incrementan el peso del vehículo porque se necesitan grandes conjuntos de baterías, nuevos motores, módulos de electrónica de potencia, y cableados complejos. Por lo tanto, se hace necesaria la reducción al máximo del peso de los componentes del vehículo eléctrico, mediante el empleo de materiales avanzados de baja densidad, resistentes al fuego y a las altas temperaturas.
Los composites ofrecen excelentes prestaciones técnicas, especialmente por su gran potencial de reducción de peso y, consecuentemente, también de consumo de carburante y de emisiones de CO2 de los vehículos. Además, presentan la rigidez adecuada, facilitan la libertad de diseño, posibilitan la integración de funciones, la reducción de componentes, así como la resistencia a la corrosión.
En los próximos años las soluciones para la reducción de peso pasarán por un mix de materiales: acero, aluminio, plásticos y composites, materiales que básicamente configurarán los vehículos ligeros. Además, se debe pensar cada vez más en sistemas multimaterial, desarrollando procesos que combinen el moldeo o la unión de metales con composites, así como la unión de composites con otros materiales como los plásticos y cauchos.
La vida útil de los automóviles se ha acortado y existe una tendencia a la personalización, por lo que las series son cada vez más cortas y la inversión en equipos debe ser más económica para su amortización, otro aspecto que juega a favor de los composites frente a los metales.
El nuevo foco en los vehículos autónomos y la movilidad eléctrica requiere más funcionalidades y soluciones integradas. Esta es otra gran oportunidad para los materiales compuestos, que ofrecen importantes ventajas tales como la transparencia al radar o la posibilidad de integración de sensores y de antenas, cables, sistemas de calefacción y elementos de seguridad.
En lo referente a proceso, los composites necesitan ser adaptados a la producción en masa. Tradicionalmente la industria del composite ha estado basada en un alto componente manual, por lo que se precisa avanzar en su automatización para aumentar la eficiencia, algo que se puede conseguir a través de procesos como el SMC o BMC, HP-RTM, C-RTM.
Los composites termoestables presentan grandes beneficios en cuanto a su ligereza y prestaciones mecánicas, pero presentan la limitación de que una vez curados no se pueden reprocesar, lo que dificulta su reciclado. Las alternativas actuales son los composites termoplásticos, en formato organosheet o cintas unidireccionales, con un gran potencial de aplicación como insertos para refuerzo de piezas moldeadas por inyección o compresión. Otras alternativas son la utilización de resinas líquidas termoplásticas y las nuevas resinas epoxi reciclables.
- C2CC (Cradle to Cradle Composites), proyecto europeo para desarrollar componentes de automoción mediante preimpregnados de resinas epoxi reciclables transformables por compresión.
- RTM 4.0, cuyo objetivo es la sensorización y automatización del proceso con el fin de desarrollar gemelos virtuales.
- C-RECYCLING I y II, en los que se investiga el reciclado de preimpregnados aeronáuticos para su utilización en la fabricación de piezas de automoción.
- SENSITES, cuyo objetivo es integrar fibras ferromagnéticas en el composite para conseguir una función sensora.
- MULTIMAT, que persigue desarrollar materiales híbridos composite/metal.
- PANELITE, cuyo objetivo es el desarrollo de paneles sándwich.
- INTRAUNIÓN, para desarrollar mejoras de las uniones SMC/caucho y termoplástico/caucho.
- Desarrollo de soluciones para la fabricación de piezas ligeras y mejora del aislamiento térmico a costes competitivos mediante preimpregnados.
- Aplicación del SMC fenólico a la fabricación de la caja de batería de vehículo eléctrico.
- Desarrollo de soluciones basadas en composite para piezas que requieren elevada resistencia al fuego y a las altas temperas.
