SSAB crea el “EV Success Index” para la selección de los materiales

Texto: Michael Nash - www.automotivemanufacturingsolutions.com

Con una amplia gama de tecnologías y soluciones potenciales a su alcance, los diseñadores de automóviles deben tomar decisiones de importancia crítica relativas a los materiales que deben utilizar en sus nuevos vehículos eléctricos (VE). Para ayudar en este proceso, los expertos de SSAB han creado el “EV Success Index” (índice de éxito de los VE, en español), una métrica que evalúa las soluciones de materiales en función de su rendimiento, coste, peso e impacto medioambiental. Asimismo, destacan la importancia de las relaciones rendimiento-peso y la implementación temprana de soluciones rentables en la fase de diseño, señalando que el acero es un “facilitador” esencial.

El gran desafío del CO₂

“La industria de la movilidad se ha fijado objetivos ambiciosos para alcanzar la neutralidad en carbono”, indica Jonas Adolfsson, Business Development, Mobility Manager, SSAB. “Como empresa, SSAB aspira a ser neutra en carbono para 2045. Hemos establecido distintos objetivos en este proceso, tales como utilizar más materiales de bajas emisiones y mejorar la circularidad utilizando material reciclado. Todo esto resulta esencial para hacer frente a la situación climática”.

Alcanzar la neutralidad en carbono constituirá también un desafío clave tanto para los fabricantes de equipos originales (OEM), como para los especialistas en materiales y proveedores directos. Adolfsson sugiere que el lento ritmo de la investigación y el desarrollo de vehículos ha obstaculizado los avances hacia la reducción de emisiones de carbono en el sector, subrayando la necesidad de que los fabricantes de automóviles aceleren. Este enfoque ha sido adoptado por los OEM chinos, muchos de los cuales están ampliando rápidamente sus carteras de VE.

“Desarrollar automóviles y nuevos materiales lleva tiempo y, sencillamente, no podemos esperar”, subraya Adolfsson. “Todos sabemos que debemos empezar el camino a la neutralidad en carbono hoy mismo y reducir drásticamente las emisiones”.

Un vehículo medio emite alrededor de 60 toneladas de CO₂ durante todo su ciclo de vida, incluido el abastecimiento de materias primas, así como la fase de producción y la fase de uso. La mayor parte de estas emisiones, continúa Adolfsson, procede del tubo de escape. Por ello, afirma, el paso lógico es electrificar por completo la flota mundial. Después de eso, el enfoque se centra en la fase de producción y en las emisiones relacionadas con los materiales.

Los materiales de tierras raras que se utilizan en las baterías, así como el aluminio, son los segundos principales contribuyentes a las emisiones de CO₂, seguidos por el acero. Adolfsson confirma que un vehículo medio nuevo presente en el mercado actual contiene alrededor de 900 kg de acero y que, dependiendo del método de producción, se generan aproximadamente hasta 1,8 toneladas de CO₂. A pesar de que esto puede medirse directamente, frente a las emisiones de otros materiales, en el “EV Success Index” deben tenerse en cuenta otros factores.

Evaluando las ratios

Cambiar los métodos de producción de acero puede conllevar unos ahorros de CO₂ enormes. En el acero SSAB zero, por ejemplo, se utiliza acero reciclado y energía libre de combustibles fósiles durante la producción, lo que facilita una reducción de las emisiones de CO₂ de aproximadamente el 70%, en comparación con el acero moderno que se fabrica en altos hornos tradicionales. Aunque se trata de una mejora significativa, Robert Ström, Senior Design Specialist, Automotive, SSAB, explica la necesidad de tener en cuenta numerosos factores a la hora de elaborar el “EV Success Index”.

“Las decisiones que tomamos relativas a los materiales tienen un impacto significativo en las emisiones del ciclo de vida de un vehículo eléctrico”, coincide. “Disponer de un índice resulta útil, ya que nos proporciona una cifra global que nos permite realizar comparaciones, pero dicha cifra se conforma con numerosos subindicadores.

Uno de los factores evidentes que debemos tener en cuenta, por ejemplo, es el coste. Y otra cifra clave es la relación rendimiento-peso”.

Ström reconoce que la mayoría de los vehículos eléctricos del mercado actual siguen siendo relativamente caros en comparación con sus equivalentes con motor de combustión interna (ICE). Sin embargo, la llegada de más modelos al mercado y las mejoras tecnológicas han ofrecido como resultado una bajada lenta pero constante del precio. En cuanto a la relación rendimiento-peso, Ström señala que se trata de una preocupación prioritaria para especialistas en materiales como SSAB, ya que las empresas que desarrollan otras soluciones intentarán utilizar esta métrica para ganar la partida a los proveedores de acero.

“La relación rendimiento-peso siempre es importante, porque, si no es positiva, dejará de interesar a los OEM”, afirma. “El mejor material en términos de relación rendimiento-peso es el plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP, por sus siglas en inglés), pero debido a que es imposible de reciclar y a su elevado coste, no es muy probable que este material esté presente en cantidades significativas en los automóviles fabricados en serie. Por ello, el acero debe competir con el aluminio, que también ofrece una muy buena relación rendimiento-peso”.

El uso de aceros de ultra alta resistencia (UHSS) ha permitido a los proveedores reducir el peso de los vehículos. El acero de resistencia ultra alta conformado en frío ofrece una relación rendimiento-peso impresionante y, con el diseño adecuado, puede ser tan ligero como el aluminio. Además, los procesos de producción pueden ser tanto respetuosos con el medioambiente como rentables, lo que supone dos ventajas frente al aluminio, que es más caro, indica Ström. Al elaborar el EV Success Index —que proporciona una visión holística de los mejores materiales a elegir para el diseño y la producción de un vehículo eléctrico—, deben tenerse en cuenta todos estos factores.

Residuos cero, exceso cero

No cabe duda de que el objetivo de alcanzar la neutralidad en carbono en la industria automovilística representará un enorme desafío, tanto para los fabricantes de automóviles, como para los proveedores. Estos se verán obligados,probablemente, a aplicar métodos de reducción de CO₂, que aún no se han implementado de forma generalizada y algunos podrían resultar poco convencionales.

Adolfsson destaca la creciente importancia del reciclaje y la circularidad, y sugiere que, probablemente, los proveedores de acero aumentarán la inversión en tecnologías y procesos que contribuyan en estas áreas. Ya existen varias empresas especializadas en el reciclaje de materiales para uso en la producción de vehículos, pero considera que todos los implicados deben colaborar para cerrar el ciclo y reducir la dependencia de materias primas vírgenes.

Otra área de mejora podría encontrarse en el diseño y el cálculo del peso bruto del vehículo y en determinar cuánto material es realmente necesario para producir componentes de alta calidad. La eliminación de masa innecesaria permite ahorrar más peso y consumir menos energía, lo que se traduce en una reducción de las emisiones de CO₂.

Por último, y quizá lo más prometedor, podría ser la transición hacia el uso de energía limpia y renovable en todos los procesos de fabricación y producción. “Estamos tratando de transformar todo el sistema energético para alejarlo de los combustibles fósiles y las emisiones de CO₂ y acercarlo a la electricidad limpia,” afirma Adolfsson. “Se trata de un proceso delicado porque es necesario mantener un equilibrio entre lo que producimos y la rentabilidad económica. Pero, al final del día, somos una empresa y formamos parte de la cadena. Resulta esencial que asumamos nuestra responsabilidad, y esperamos que los demás eslabones de la cadena tengan la confianza y la capacidad de asumir la suya, porque solo juntos podremos llevar a la industria de la movilidad hacia la neutralidad en carbono. Solo a través de la colaboración y el esfuerzo conjunto podremos crear un futuro sostenible”.

Jonas Adolfsson, Business Development, Mobility Manager, y Robert Ström, Senior Design Specialist, SSAB.