Palabra de experto 7 min

«Los polímeros son los materiales del futuro para nuestra industria»

Una entrevista con Gérard Liraut, líder experto en polímeros para el GROUPE RENAULT.
«Los polímeros son los materiales del futuro para nuestra industria»
© Fernando GUERRA
«Los polímeros son los materiales del futuro para nuestra industria»

Hace aproximadamente 10 años, nos contaba usted el importante papel que desempeñaban los polímeros en la industria del automóvil. ¿Ha habido alguna novedad importante en este campo desde nuestra última entrevista?

En primer lugar, es importante comprender lo mucho que ha cambiado nuestra visión de los automóviles durante los últimos 10 años. Hoy en día, los esfuerzos de todos los fabricantes están centrados en desarrollar vehículos cada vez más conectados y que todos sus modelos sean eléctricos. Por lo tanto, necesitamos inventar nuevas tecnologías, dominarlas y hacerlas más fiables y, en el caso de los vehículos eléctricos, implementar estas nuevas tecnologías para seguir mejorando su eficiencia. Como es natural, los polímeros son ahora más necesarios que nunca. Sin embargo, sus aplicaciones todavía presentan ciertas limitaciones en determinadas áreas como, por ejemplo, los motores de combustión y, en cierta medida, los motores eléctricos, en los que las temperaturas son tan elevadas que los metales siguen siendo a día de hoy los materiales de elección. Por supuesto, existen polímeros de muy altas prestaciones, tales como el PEEK*, pero su valor añadido todavía es demasiado bajo en relación con su coste. Es principalmente por esta misma razón que los materiales compuestos de carbono y resina no se utilizan en los componentes estructurales de la carrocería, aunque técnicamente no hay nada que lo impida.

* Polieteretercetona, un polímero resistente a temperaturas muy altas

 

Ha mencionado los coches conectados, pero, si no me equivoco, los avances realizados en esta área son principalmente electrónicos y, por lo tanto, están bastante alejados del mundo de los polímeros.

La electrónica es crucial para el desarrollo de los coches sin conductor, pero sería un error pensar que los polímeros no desempeñan un papel importante en este ámbito, por varias razones. Los coches sin conductor no tienen nada de mágicos; incorporan una combinación de tecnologías cuyo funcionamiento se basa principalmente en la emisión de una serie de ondas. Para que funcionen de forma eficaz, estas ondas deben poder propagarse sin encontrar ningún obstáculo. El caso es que los plásticos resultan cruciales para evitar que las ondas queden interrumpidas por objetos barrera, un fenómeno conocido como efecto fantasma. Además, las tendencias estéticas están evolucionando, y nuestros clientes prefieren que los antiestéticos sensores permanezcan ocultos a la vista. Por lo tanto, debemos encontrar soluciones para esconderlos, por ejemplo, mediante una película que recubra los parachoques. Huelga decir que el metal, por razones obvias, no es una opción, puesto que es necesario evitar el efecto jaula de Faraday. Como resultado, una vez más, recorremos a los polímeros en busca de una solución, ya que son los únicos que permiten que el radar funcione libre de efectos de apantallamiento.

© Yannick BROSSARD

 

Los vehículos actuales son tan sofisticados que podríamos caer en la tentación de transformar el habitáculo del conductor en la cabina de mando de un Airbus. Esto, obviamente, es algo que queremos evitar por motivos de ergonomía y seguridad. El concepto de «todo controlado desde un dispositivo», aunque es bastante fácil de implementar, no es la solución milagrosa por los mismos motivos. Por lo tanto, necesitamos desarrollar nuevas soluciones y estamos apostando por la plastrónica, una tecnología que permite integrar circuitos electrónicos en piezas de plástico moldeado desde las primeras fases de diseño.

Uno de los ejemplos más emblemáticos de esta tecnología es el volante, normalmente, equipado con numerosos botones y un airbag. Este ámbito, a pesar de no ser una novedad, requiere un esfuerzo constante de búsqueda de nuevos polímeros que resulten agradables al tacto y a la vista para la fabricación de los botones y otros elementos. No obstante, el diseño no es el único aspecto que debemos tomar en consideración, puesto que los botones, además, deben ser resistentes, funcionar de forma correcta y emitir un sonido suave que resulte agradable al oído.

© Nicolas PIVETAL

 

Finalmente, también me gustaría hablar sobre un fenómeno en auge, el car sharing, que influirá en nuestra concepción de los vehículos del futuro y, en especial, de los materiales que utilizaremos para fabricarlos. Estos tipos de vehículos sin duda pasarán una dura prueba, por lo que estamos estudiando los polímeros en busca de materiales que sean resistentes, no se manchen, sean fáciles de limpiar y resulten agradables desde el punto de vista sensorial. Esto es todo lo que puedo decir por el momento, pero esta es una de nuestras principales áreas de investigación.

Los polímeros van a estar muy solicitados. En las publicaciones comerciales se mencionan con frecuencia los polímeros electroactivos. ¿Puede hablarnos un poco más sobre ellos?

Básicamente, se trata de polímeros que pueden cambiar de forma cuando reciben un estímulo, normalmente, de tipo eléctrico. Este es el principio de la piezoelectricidad. Sin entrar mucho en detalle, varias familias de polímeros entran en esta categoría: los polímeros electroactivos iónicos, los polímeros de cristal líquido y los polímeros ferroeléctricos como, por ejemplo, el fluoruro de polivinilideno (PVDF), entre otros. Utilizamos este último para desarrollar una tecnología que revolucionará los sistemas acústicos de los vehículos desbancando los altavoces tradicionales. El objetivo es doble: mejorar la calidad del sonido y reducir el peso. En los vehículos de gama alta, los sistemas de sonido pueden pesar hasta varias docenas de kilos. Estamos intentando utilizar los polímeros para crear superficies vibrantes, por ejemplo, en el salpicadero o los reposacabezas.

© Marc GUILLAUMIN

 

Nos inspiramos en los instrumentos de cuerda cuyos cuerpos de madera vibran y actúan como una caja de resonancia. Se trata de una tecnología muy prometedora ya que permitiría que cada asiento fuera independiente para que cada uno de los ocupantes del vehículo escuchara su propio contenido de audio. Esto también abriría una vía para mejorar el aislamiento acústico de los vehículos eléctricos.

¿Cómo es eso?  Una de las características más alabadas de los vehículos eléctricos es su funcionamiento silencioso.

Es cierto que los motores son silenciosos, pero todo el ruido causado por la interacción de los neumáticos con la carretera, así como el ruido de la fricción con el aire, se amplifica para los ocupantes del vehículo. Por este motivo, necesitamos desarrollar nuevos tipos de espumas, normalmente, basadas en poliuretano, y estudiar la frecuencia del sonido del ruido, con el fin de encontrar el material más adecuado para aislar acústicamente el habitáculo del conductor. Afortunadamente las espumas son ligeras y fáciles de insertar en medio de dos piezas o paneles. Solo nos falta encontrar la composición adecuada y la densidad correcta.

© RENAULT DESIGN

 

A propósito de los vehículos eléctricos, ¿han surgido nuevos polímeros como consecuencia de las investigaciones que se están llevando a cabo sobre baterías?

Hablaré con franqueza El peso de un vehículo eléctrico es decisivo; cuanto más se pueda reducir su masa, más autonomía tendrá el vehículo. Siempre usamos los mismos materiales en todas las piezas (excepto en las baterías): poliamida, polipropileno, ABS, poliuretano y polietileno o policarbonato. Como resultado de la desaparición de los depósitos de combustible, usamos claramente menos PEHD puesto que normalmente estos están hechos de polietileno. Sin embargo, usamos más poliamida para las piezas calientes del Zoé, nuestro primer automóvil 100% eléctrico, aunque en cantidades francamente pequeñas.

Por lo que se refiere a las baterías, estas están hechas principalmente de metales, tierras raras y aislantes. Los plásticos, por su propia naturaleza, son unos aislantes excelentes, por este motivo son muy abundantes en las baterías. Entre ellos, los papeles de polímeros están ganando protagonismo. Se denominan «papeles» porque parecen hojas de cartón, aunque en realidad son fibras de aramida.

© PLANIMONTEUR

 

Además de su excelente capacidad para aislar la corriente eléctrica, presentan una gran estabilidad térmica (de -200 °C a 300 °C) y mecánica, así como resistencia a la llama. Asimismo, se pueden pintar fácilmente, no para mejorar su aspecto sino como codificación de color, en este caso en naranja para señalar el peligro de alto voltaje. Esto ofrece una gran ventaja para los operarios que deben realizar tareas de mantenimiento en estos vehículos.

Finalmente, existen determinados polímeros, cuyos nombres no puedo revelar por motivos de secreto industrial, que aumentan o disminuyen la conductividad eléctrica. Otros juegan también un papel importante al ayudar a bajar la temperatura del motor, lo que nos permite reducir el tamaño de los radiadores y, por lo tanto, el peso del vehículo.

¿Y las pilas de combustible?

Por supuesto, también las hemos analizado. Actualmente ofrecemos vehículos comerciales que incluyen esta tecnología. Sin embargo, comparado con el rendimiento de una batería tradicional, las pilas de combustible todavía dejan mucho que desear. Las pilas de combustible desprenden gran cantidad de calor que, en su mayoría, se pierde, ya que su rendimiento es solo del 30 % comparado con el 96 % de una batería de polímero.
Dicho esto, cabe señalar que todas estas tecnologías, incluidas las pilas de combustible, las baterías tradicionales y los sistemas híbridos se encuentran en un estadio incipiente. Tanto nosotros como la gran mayoría de fabricantes estamos muy atentos a estos desarrollos en búsqueda de soluciones que nos permitan el equilibrio óptimo entre eficacia, autonomía y emisiones de CO2. Prevemos que la solución llegará en un plazo de pocos años.

¿Es el reciclaje una prioridad para RENAULT?

Por supuesto, pero no solo porque la legislación europea nos obliga a reciclar el 85 % de nuestros vehículos (la misma legislación establece además una tasa acumulativa de reciclaje y recuperación del 95 %). Aspiramos a hacer unos vehículos lo más neutros posible desde la perspectiva de los residuos. Creemos que para lograrlo es muy importante reducir las emisiones de CO2, aunque no es la única forma de marcar la diferencia. La calidad ambiental abarca también las partículas generadas por el desgaste de los neumáticos y los frenos, cualquier otra emisión contaminante, así como a la calidad del aire en el interior de los vehículos.
Retomando el ámbito del reciclaje, estamos progresando año a año. En este momento estamos centrados principalmente en el reciclaje de nuestros propios materiales antes de reincorporarlos a nuestros nuevos vehículos. Es por esta razón que nos hemos embarcado en una gran aventura junto con TOTAL-SYNOVA.
No obstante, me gustaría recalcar que el reciclaje no es un fenómeno nuevo en la industria del automóvil. Venimos haciendo desde hace muchos años diferentes carcasas utilizando plásticos reciclados. La novedad es que ahora ya no introducimos los polímeros reciclados únicamente en las partes que quedan ocultas sino también en piezas visibles. Empezamos tímidamente con las placas del umbral de la puerta y, posteriormente, nos lanzamos a diseñar un tejido para los asientos elaborado a partir de retales textiles procedentes del sector del automóvil, cinturones de seguridad y botellas. Anteriormente ya habíamos aplicado el mismo concepto para fabricar las alfombrillas del suelo.

© PLANIMONTEUR

 

Tenemos la intención de introducir la misma metodología en otras partes del automóvil, pero queremos evitar que estas piezas se perciban como hechas con materiales más baratos. Queremos trasladar lo que hemos conseguido con los asientos del Zoé a otras partes de nuestros vehículos, incluso en los de gama alta. Aunque es pronto para revelar todos los detalles, ensayamos a diario nuevas texturas destinadas a las series de lujo. Cuando llegue el momento, revelaremos los detalles de nuestras innovaciones; somos conscientes de la creciente expectación que suscitan entre los usuarios de nuestros vehículos.

Todavía quedan muchos detalles por pulir, pero estamos avanzando a buen ritmo hacia nuestro objetivo. No es fácil predecir con precisión cómo será el coche del futuro, pero una cosa es segura: tendrá que formar parte de un ecosistema que integre impacto ambiental, autonomía y potencia. Es un objetivo tan ambicioso como excitante porque todavía queda mucho por inventar.

 

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