Los vehículos neutros en carbono requerirán una colaboración temprana y amplia en todo lo relacionado con los materiales

Si el tiempo de desarrollo típico, desde los inicios de la fase del concepto hasta la salida del primer automóvil de la línea de montaje, es de cinco años, para cumplir la fecha límite de su primer automóvil neutro en carbono, deberá comenzar, como muy tarde, en 2025.

Tal y como se muestra en la siguiente gráfica de Volvo, el cambio de un vehículo de gasolina por uno eléctrico de baterías (VEB) permitirá reducir las emisiones de CO₂ a más de la mitad en 200 000 kilómetros.

“Sin embargo, este VE de baterías aún presenta 24 toneladas de CO₂ equivalente incorporado procedentes de la fabricación y los materiales,” señala Jonas Adolfsson, Business Development Mobility. “Y el 17% de los materiales son de acero. Además, los aceros actuales para la industria automotriz tienen un contenido de carbono incorporado de 2,4 kg CO₂ equivalente por kilogramo de acero”.

“Si ahora se utiliza el acero SSAB Zero™ o el acero SSAB Fossil-free™, que estará disponible comercialmente en 2026, será posible reducir las emisiones incorporadas del acero de un VE de baterías hasta 0,3 kilogramos de CO₂ equivalente por kilogramo de acero o del 87% de CO₂ equivalente del acero actual”, indica Adolfsson.

“Pero SSAB no se detiene aquí”, continúa Adolfsson. “Estamos trabajando duro en la descarbonización de nuestros proveedores upstream como, por ejemplo, nuestros productores de aleaciones. Mientras tanto, y también con el objetivo de aligerar peso, los diseñadores pueden aprovechar las ventajas que ofrece minimizar u optimizar el uso que hacen de los aceros avanzados de alta resistencia y los aceros de ultra alta resistencia en los componentes de la carrocería, es decir, usar calidades más resistentes en dimensiones más finas”.

Este fleje de acero martensítico Docol^® 1400 MPa electrogalvanizado —de tan solo 1,0 mm de espesor y 20 mm de ancho— puede elevar 2800 kg, lo que demuestra la resistencia de los aceros UHSS en espesores finos.

“El acero Docol 1500M de SSAB formaba parte de uno de mis primeros proyectos”, comenta Brian Oxley de Shape Corp. “Hicimos innovaciones geométricas y nuevos perfiles de parachoques. Creamos diseños que aprovechaban la resistencia de este material al máximo. Nuestros clientes aceptaron esta solución y, en la actualidad, se utiliza en instalaciones de fabricación de Estados Unidos, la Unión Europea, México y China". Leer el caso completo de cliente: Con el acero Docol^®, Shape Corp. ha mejorado componentes estructurales de carrocerías para automóviles.

4 pasos para reducir en gran medida la huella de carbono de sus piezas de acero

1. Comience con un acero con bajas emisiones de CO₂ equivalente como, por ejemplo, SSAB Zero™ o SSAB Fossil-free™.
2. Maximice la eficacia del material optimizando las piezas (haciéndolas más finas, por ejemplo) para aligerar el peso de los diseños.
3. Maximice el uso del material reduciendo los residuos (provocados por la aparición de microfisuras, por ejemplo) adaptando cuidadosamente las calidades de acero a sus procesos de conformador.
4. Reduzca el consumo de energía de su producción. Para ello puede utilizar, por ejemplo, procesos de conformado en frío (como el laminado) en lugar de utilizar aceros endurecidos por presión.

“Creemos firmemente que el laminado ofrece un gran potencial para la carrocería, sobre todo si tenemos en cuenta que la resistencia de los aceros no deja de aumentar”, afirma Adolfsson. “El proceso de laminado ofrece como resultado, casi por definición, unas tasas de utilización del material muy altas. Las geometrías laminadas también pueden ofrecer un alto rendimiento de seguridad en caso de colisión, así como otras propiedades deseables como, por ejemplo, rigidez”.

Para aprovechar al máximo las propiedades del material como, por ejemplo, los componentes laminados, es necesario que su fabricante de aceros AHSS/UHSS se implique en las primeras fases del proceso. Y lo mismo se aplica a todo el trabajo de optimización de piezas, ya que la colaboración le permitirá cumplir los objetivos de diseño de su empresa para un modelo determinado.

Su proveedor de acero para componentes de la carrocería puede colaborar en el análisis de sus objetivos de diseño y sus configuraciones de producción actuales y planificadas para las plantas de fabricación más adecuadas. 

Adolfsson señala: “Comprendemos que diseñar un automóvil es un proyecto que implica conseguir la solución óptima, como el equilibrio de peso, el comportamiento en caso de colisión, la rigidez y otras propiedades, con el equipo de conformado que ya posee o del que dispondrá en el futuro para, por ejemplo, laminar. Como principal fabricante de aceros avanzados de alta resistencia y aceros de ultra alta resistencia del mundo, no solo ofrecemos la selección más amplia de este tipo de aceros, sino también la mayor variedad dentro de una clasificación determinada, e incluso dentro de un nivel de resistencia específico”.

Romper los “silos” con ingeniería concurrente

La ingeniería simultánea consiste en reunir a los ingenieros de concepto/diseño, ya en las primeras fases del diseño de un nuevo automóvil, con los ingenieros de materiales y los ingenieros de fabricación. Los tres departamentos deben contar con el apoyo activo de su productor de aceros avanzados de alta resistencia (AHSS): el acero específico utilizado en la pieza de la carrocería afectará sin duda a su diseño y fabricación. 

“Este trabajo de colaboración inicial va más allá de prestar asistencia técnica con los aceros de ultra alta resistencia”, explica Adolfsson. “Necesita sacar el máximo partido al acero que utiliza en la carrocería para poder conseguir las propiedades que requiere el componente utilizando el equipo de conformado que ya posee, o que tendrá a su disposición próximamente. En el Knowledge Service Center de SSAB se analizan en profundidad áreas tales como la optimización de la geometría de las piezas, simulaciones de conformado, soldadura, etc”.

En 2014, Gestamp quiso desarrollar un nuevo brazo de control inferior delantero para el Toyota Yaris europeo. Sin embargo, pronto quedó claro que aún no existía la calidad de acero requerida para desarrollar esta pieza. Fue entonces cuando Gestamp recurrió a SSAB. Lea Gestamp y SSAB colaboran a largo plazo para crear un futuro más resistente y ligero para la industria automotriz.

Desarrollo de vehículos neutros en carbono

Una colaboración temprana en la fase del concepto del vehículos es, sin duda, una de las mejores prácticas. Pero también colaboraremos con usted en el resto de fases de desarrollo de su vehículo neutro en carbono (o con unas emisiones de CO₂ equivalente ultra bajas). Nunca es demasiado pronto para que se ponga en contacto con nosotros para trabajar juntos en la reducción de las emisiones de CO₂ incorporadas en sus materiales de automoción.