La investigación y desarrollo de materiales no son ciencias nuevas; de hecho, son áreas muy particulares que, dependiendo del caso, están directamente relacionadas a la química y física. Los nuevos materiales han surgido en la mayoría de las situaciones a través de un proceso de investigación técnica que busca resolver un problema; quizá una mayor resistencia a a fatiga, la necesidad de un peso menor, una mucho mayor resistencia estructural o, tal vez, todas ellas juntas.
La mayoría de estos nuevos materiales se han aplicado en primera instancia a la industria aeronáutica, aerospacial y en el automovilismo deportivo, resultado en vehículos aeronaves y aparatos muy superiores al resto de su tipo. Por lo general y gracias a lo que las leyes de la economía dictan, algunos años después de su desarrollo terminan indiscutiblemente en algún estrato mucho más accesible, al menos en la mayoría de los casos.
Uno de los materiales más usados en la industria automotriz desde sus inicios es hoy en día también uno de los más importantes y a los que mas se dedica inversión e investigación por su relación valor/precio. La mayor parte de la estructura del chasis, carrocería, motores y un sinfín de piezas de los autos modernos están fabricados en distintos tipos de acero.
Desde el bloque de muchos motores, hecho en fundición de acero con un alto contenido de carbono, hasta los elementos estructurales de la carrocería, reforzados con distintas proporciones de magnesio, molibdeno, cromo, níkel, etc, diseñados para resistir fuerzas de torsión y compresión impensables apenas unos años atrás; el acero, en muchas de sus presentaciones, suele ser la solución ideal para el automóvil de hoy.
No es la opción más barata, pero dadas sus magníficas propiedades mecánicas y físicas, el aluminio ha comenzado a jugar un papel mi importante en la industria automotriz. De pocos años para acá, los bloques y/o cabezas de los motores se comenzaron a fundir en este material, sobre todo porque en las aleaciones más accesibles consigue suficiente resistencia a la fatiga y peso considerablemente menos respecto al acero. La serie 6,000 hace referencia al grupo de aleaciones de aluminio preferida por la industria aeronáutica, es mucho más resistente a la fatiga y a la compresión, además de ser aun más ligera que el aluminio común.
Su mayor difusión llegó a los automóviles a través de las carrocerías ASF o Aluminium Space Frame, que Ferrari y Audi hicieran famosas poco tiempo atrás. Esta técnica utiliza perfiles extruidos, láminas estampadas y algunos elementos de fundición para armar la estructura del auto mediante uniones mecánicas y por fusión. Hoy en día se han comenzado a utilizar pegamentos epóxicos de alta resistencia para unir distintas piezas de aluminio, acercando su utilización a productores de menor presupuesto, como es el caso del Mastretta MXT con chasis y bastidor de aluminio “pegado”, una de las más recientes maravillas modernas.
Sin temor a equivocarnos, los plásticos o polímeros son el material más abundante en el ensamblado de un automóvil, incluso se utilizan para fabricar piezas de la carrocería, como defensas, fascias, salpicaderas y hasta tapas de puertas o cofres. Una de las principales razones para su utilización es el bajo costo de producción, mantenimiento y flexibilidad – literalmente-.
Incluso los polímeros se apuntan a ser el material más importante dentro de la industria, pues dadas las casi infinitas posibilidades de combinaciones entre sí, los acabados, texturas, colores, resistencias y por lo tantos usos, son también muy extensos. Una de sus principales ventajas es el bajo precio al momento de reemplazar, por ejemplo, una salpicadera dañada en un impacto a baja velocidad.
Dadas sus características específicas para ciertas aplicaciones, el polímero (PP), acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) y el policarbonato (PC) son algunos de los más comunes plásticos de la industria.
Popularmente nombrado de ésta forma, el plástico reforzado con fibra de carbono o CRP por sus siglas en inglés, presume las mejores características de sus componentes separados. Se trata básicamente de un material conformado por un am serie de mallas o telas elaboradas con hilos de acrilonitrilo carbonizado inmersas en una pieza moldeada o inyectada, comúnmente, en una resina poliéster, generando una pieza sumamente resistente a la flexión y compresión, además de ser extremadamente ligera.
Gracias al proceso de fabricación de la fibra de carbono es posible elaborar prácticamente cualquier pieza, generando un producto mucho más resistente y ligero respecto a sus equivalentes metálicos.
Por el contrario, los procesos y baja producción de sus componentes básicos la hacer muy cara y difícil de conseguir, haciendo de la fibra de carbono uno de los materiales compuestos más caros de la industria, por lo que solo se utiliza cuando se requiere de sus características especiales, y por lo general solo en autos deportivos y de lijo como el Ferrari Enzo, el Koenigsegg CCX, el McLaren F1, el Mercedes-Benz SLR McLaren el Bugati Veyron, el Porsche Carrera GT, etcétera.
En últimas fechas la sobre demanda mundial de este material por parte de los fabricantes de aeronaves Boeing y Airbus han hecho que su precio se cuadriplique respecto a años anteriores.
Existe otras fuentes poco conocidas para obtener materiales para la fabricación de autos y éstas la encontramos en la basura.
Mientras que para muchos una botella vacía de agua o un cascarón de coco podrían parecer inútiles, existen marcas como FIAT que han encontrado en ellas la solución perfecta. Cada día existen más empresas interesadas en la investigación y desarrollo de recursos a partir de los desechos inorgánicos que produce el ser humano.
Como ejemplo de lo anterior podemos citar la utilización del plásticos de las botellas de refresco o agua conocido como PET que sirve para la elaboración de telas y látex de origen renovable que sustituye la espuma de poliuretano.
La industria dedicada al desarrollo de materiales no es nueva, la mayoría de los súper materiales que ahora conocemos existen desde hace muchos años, aunque hasta apenas hace poco tiempo se han abaratado algunos en su proceso de fabricación, llegando a los vehículos de serie.
En algunos años podremos ver, quizá, un súper deportivo construido con fibras sintéticas derivadas de la tela de araña, plásticos más baratos y eficientes, aluminios reforzados y accesibles para todos, aceros de extrema resistencia y tal vez hasta fibra de carbono en producción masiva.
El futuro de los materiales comenzó y auguramos un mañana sorprendente.
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