Fibra

Compuestos de fibra y materiales cerámicos

El acero es actualmente un material barato y que satisface muchos requerimientos en cuanto a versatilidad, seguridad, robustez, inalterabilidad, etc. Por el contrario cuenta con una seria desventaja: es un material pesado, que lastra seriamente los esfuerzos en los que están envueltos actualmente los principales fabricantes para construir automóvilesverdaderamente eficientes. Por ello este material tan estandarizado podría ser sustituido en poco tiempo en muchas de las partes de los automóviles actuales. A decir de muchos especialistas, estamos a punto de entrar en la transición de la edad de hierro a la edad de los materiales compuestos, en lo que a la industria de la automoción se refiere. El motivo por el que todavía el acero domina lafabricación del automóvil actual es la inercia tecnológica que ha generado la enorme inversión hecha a lo largo del tiempo en diseñar, mecanizar, fabricar, y terminar en este metal miles de tipos de vehículos. En cada nuevo modelo, alrededor de mil ingenieros emplean en torno a un año en el diseño, y luego otro año en la fabricación, rondando los costos finales muchos miles de millones de euros.Recuperar tamaña inversión lleva varios años, y rentabilizarla obliga a realizar una enorme producción en serie que a veces se ve sorprendida por cambios rápidos e inprevistos en los mercados. Un proceso productivo tan difícil y complejo y que obliga a asumir tantos riesgos financieros, podría quedar anticuado en poco tiempo.

El peso total que llega a alcanzar un vehículo en orden de marcha esun factor crítico que afecta a todas las fases de su diseño. Su disminución permitirá reducir la potencia requerida para su arrastre, aumentará la eficiencia del sistema propulsor, disminuirá tanto la resistencia a la rodadura de los neumáticos como la cantidad de energía usada en su aceleración, y que posteriormente se derrocha en su frenado. Un diseño ultraligero debe ser realizado sin sacrificarni la robustez ni la seguridad de la estructura del vehículo, reemplazando la mayor parte de sus piezas de acero por otras construidas en nuevos materiales como son los compuestos poliméricos avanzados y los cerámicos.

Cuando se aligera el peso de ciertas partes de un automóvil, se genera un "efecto dominó" sobre casi todo el resto de las piezas del vehículo, que pueden ser mucho más ligeras,ya que, al reducirse la carga o tensión que soportan pueden ser aligeradas sin menoscabo de su funcionalidad. Pero lo más importante de todo es que esta fuerte reducción del peso total permite instalar un motor de menor potencia para conseguir las mismas prestaciones. Además ciertos sistemas auxiliares como los servos acaban por ser innecesarios. La supresión de masa en piezas giratorias redundaen mayor suavidad de funcionamiento, y el aligeramiento de la estructura, del motor y de la suspensión aumenta la comodidad del vehículo. Un vehículo del tipo híbrido ultraligero puede obtener una reducción en el peso superior al 50% sin sacrificar prestaciones.

Las piezas en compuestos poliméricos avanzados se diseñan y fabrican de una forma totalmente diferente al acero, ya que son másligeras, rígidas y robustas, y además permiten el trenzado interior de fibras, formando una matriz-soporte plástica que distribuye uniformemente la tensión. Las fibras pueden ser seleccionadas y orientadas para conseguir las propiedades mecánicas requeridas. Con la fibra de carbono es posible conseguir una robustez similar a la del acero, pero con la mitad o una tercera parte del peso de este. Para muchousos, otras fibras como la de vidrio y polyaramida, son tan buenas o mejores, y actualmente entre un 50 y un 85 por ciento más baratas. Los chasis de los vehículos híbridos ultraligeros usarán con toda probabilidad compuestos avanzados, formulados con carbono, aramid (Kevlar), o fibras similares, que pueden alcanzar para un mismo peso, mayor grado de firmeza y robustez que los compuestos...