Científicos del CIQA desarrollan nuevos materiales para la industria automotriz

En la actualidad, el sector automotriz tiene gran relevancia en el desarrollo económico de México. De acuerdo con la Asociación Mexicana de la Industria Automotriz, A.C. (AMIA), durante febrero del presente año se produjeron 328,352 vehí­culos ligeros, registrando un crecimiento de 6.2 %, en comparación con las 309,234 unidades producidas en el mismo mes de 2017.

En el acumulado del periodo enero-febrero 2018, se registraron 632,107 vehí­culos producidos, 6.1 % por encima de las unidades manufacturadas en el mismo periodo del año pasado.

El Laboratorio Nacional en Innovación y Desarrollo de Materiales Ligeros para la Industria Automotriz (Laniauto) es una iniciativa que tiene como finalidad impulsar la industria automotriz mediante la generación de materiales avanzados ligeros para este sector.

El objetivo de Laniauto es atender las necesidades de innovación en el desarrollo de materiales ligeros para este sector, eso es debido a que los materiales ligeros son una megatendencia que demanda hoy por hoy el sector automotriz".

Ernesto Hernández Hernández, adscrito al Departamento de Materiales Avanzados del CIQA y responsable técnico de Laniauto.

El principal objetivo de este proyecto es el desarrollo de materiales ligeros para reducir el peso de automóviles, incrementar la eficiencia en el consumo de combustible y reducir la emisión de gases de efecto invernadero.

Ante este panorama, cientí­ficos del Centro de Investigación en Quí­mica Aplicada (CIQA) trabajan en el desarrollo de materiales ligeros a partir de polí­meros y residuos agrí­colas para contribuir con el desarrollo económico, cientí­fico y ecológico del sector automotriz de México y la región.  

Materiales ligeros para la industria automotriz

El proyecto Laniauto surge a partir de la Convocatoria del Programa de Laboratorios Nacionales 2017 del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologí­a (Conacyt). Fue impulsado desde hace cuatro años, inicialmente, por seis cientí­ficos del CIQA. Actualmente, cuenta con más de 40 colaboradores de diversas instituciones.

“El objetivo de Laniauto es atender las necesidades de innovación en el desarrollo de materiales ligeros para este sector, eso es debido a que los materiales ligeros son una megatendencia que demanda hoy por hoy el sector automotriz”, detalló el doctor Ernesto Hernández Hernández, catedrático Conacyt adscrito al Departamento de Materiales Avanzados del CIQA y responsable técnico del proyecto Laniauto.

El CIQA es la institución lí­der del proyecto que está integrado por un grupo interdisciplinario de investigadores del mismo centro. Los centros socios de este laboratorio son: el Centro de Innovación Aplicada en Tecnologí­as Competitivas (Ciatec) y el Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquí­mica (Cideteq); y a partir de 2018 se adhirió a esta iniciativa el Centro de Investigaciones en í“ptica (CIO). Asimismo, se tienen colaboradores de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), Universidad Autónoma de San Luis Potosí­ (UASLP), Universidad Autónoma de Coahuila (Uadec), Universidad del Papaloapan (Unpa) y Universidad Politécnica de Pachuca (UPP).

Los cientí­ficos de Laniauto, a partir de identificar las necesidades del sector con entrevistas a empresarios de la cadena de proveedurí­a de la industria automotriz y los resultados de diagnóstico del ECATI-Automotriz, plantearon y generaron proyectos de innovación y desarrollo tecnológico con potencial aplicación industrial y transferencia al sector. A raí­z de esto, actualmente trabajan con empresas proveedoras automotrices tipo Tier 1, Tier 2 y empresas de seguridad, entre otras.

“Estamos haciendo alianzas, no solo con otros centros de investigación, sino con otras universidades que ya tienen experiencia en el tema automotriz. Todo con la finalidad de ir integrando estas capacidades e ir planteando proyectos cada vez más ambiciosos, y también estamos desarrollando proyectos vinculados. Nos pusimos de meta generar nuevos proyectos vinculados o generados directamente de este laboratorio”, agregó Ernesto Hernández.

Le recomendamos: Querétaro ahora tiene un Centro Regional de Productividad Industrial e Innovación 4.0”.

Aligerar vehí­culos con residuos agroindustriales

Uno de los enfoques principales de Laniauto es el aligeramiento de materiales aplicados a la industria automotriz. En este sentido, investigadores del CIQA trabajan en el desarrollo de materiales plásticos ligeros basados, principalmente, en polí­meros y residuos agrí­colas.

El desarrollo de estos materiales va en el sentido de su aplicación en piezas automotrices en donde se tengan medianos requerimientos de desempeño y que el peso de la pieza deba ser relativamente bajo ".

Adriana Berenice Espinoza Martí­nez, investigadora asociada del Departamento de Procesos de Transformación en el CIQA.

“En este caso, el desarrollo de estos materiales va en el sentido de su aplicación en piezas automotrices en donde se tengan medianos requerimientos de desempeño y que el peso de la pieza deba ser relativamente bajo. Queremos ofrecer el concepto o enfoque ecológico en este tipo de materiales e impulsar a que la industria automotriz introduzca los materiales ecológicos que estamos desarrollando en conjunto con grupos de investigación multidisciplinarios del CIQA, encabezados por los doctores Francisco Rodrí­guez, Carlos Espinoza y Jorge Romero”, explicó la doctora Adriana Berenice Espinoza Martí­nez, investigadora asociada del Departamento de Procesos de Transformación en el CIQA y miembro nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI).  

Estos materiales son creados a partir de residuos de la industria de agave y la industria cafetalera y van dirigidos a la proveedurí­a del sector automotriz. Además de la sustentabilidad de estos materiales, tienen como ventaja su costo y un fácil procesamiento y reprocesamiento.

“Una vez que se obtienen (los materiales) pueden someterse a diversos procesos de transformación de plásticos como moldeo por inyección, que es una de las principales herramientas que se utilizan para obtener piezas automotrices. También estamos contemplando el abaratamiento en la manufactura de materiales, un aspecto muy importante para la industria automotriz”, añadió Adriana Espinoza.

La especialista aclaró que estos materiales van dirigidos a piezas y componentes donde no esté comprometido un alto desempeño, por ejemplo, no podrí­an incorporarse altos contenidos de fibras naturales para reemplazar las fibras sintéticas en las defensas de automóviles; actualmente, se utilizan combinadas.

“Hablamos de piezas interiores y exteriores que componen a los vehí­culos, que podrí­an ir desde la manija de apertura y cierre de las puertas del vehí­culo, con un tratamiento que proporcione estética, carcasas de espejos exteriores y retrovisores, o bien, en paneles interiores, entre otros”, puntualizó.

De manera preliminar, destacan resultados en cuanto al desempeño de las propiedades mecánicas de estos materiales ligeros sustentables.

“Al incorporar residuos agrí­colas del tipo fibra, tenemos buena resistencia al impacto, también alto módulo de Young, buena estabilidad térmica, además de la estabilización a nivel de proceso. Hemos diseñado algunas metodologí­as para la fabricación de los compuesto muy sencillas, en continuo y que aseguran la reproducibilidad de las propiedades de los materiales”, comentó Adriana Espinoza Martí­nez.

Especí­ficamente, en cuanto a resistencia al impacto, con respecto a polí­meros base con los que trabajan los cientí­ficos, hay un incremento hasta el momento de 25 % de resistencia al impacto y de 30 % en el módulo de Young. En la evaluación de la propiedad termooxidativa (como parte de la estabilidad térmica), los datos indican que se incrementa el tiempo de oxidación del polí­mero en proceso, de cinco a 10 minutos. También destacó que no hay generación de residuos secundarios que pudieran tener alguna consecuencia en el producto terminado.

Desearí­amos conformar un grupo de investigación grande, a nivel nacional, principalmente con aquellos centros de investigación, instituciones o comunidades en donde se generen este tipo de residuos para hacer un proyecto mucho más grande".

Adriana Berenice Espinoza Martí­nez, investigadora asociada del Departamento de Procesos de Transformación en el CIQA.

La investigadora indicó que desarrollarán prototipos con base en estos materiales ligeros que serán evaluados conforme a normas y especificaciones de la industria automotriz. Esto tiene como finalidad transferir la tecnologí­a y fomentar el desarrollo de proveedores mediante asesorí­as especializadas.

“Queremos transferir nuestra tecnologí­a, ya tenemos bastante avance en este sentido, dominamos la parte del proceso, toda la parte de obtención y evaluación de piezas mediante moldeo por inyección. Podrí­amos estar dando, por ejemplo, transferencia tecnológica a una empresa que esté interesada en proveer ese material a alguien más o que ellos mismos lo hagan y tengan el producto terminado”, resaltó Espinoza Martí­nez.

Respecto a este proyecto y Laniauto en general, los cientí­ficos del CIQA desean expandir más las colaboraciones con otras instituciones, consolidar grupos de investigación y continuar la formación de recursos humanos especializados.

“En el corto plazo, lo que estamos visualizando es consolidar muy bien estos grupos de trabajo para plantear proyectos con estas empresas del sector automotriz. En el mediano y largo plazo buscamos hacer una transferencia tecnológica de estos desarrollos o generar las bases para establecer empresas de base tecnológica y, con esto, buscar la autosustentabilidad del laboratorio”, puntualizó Ernesto Hernández.

La doctora Adriana Espinoza coincide en la necesidad de consolidar un mayor grupo de investigación a nivel nacional y propiciar proyectos igual o más ambiciosos.

“Desearí­amos conformar un grupo de investigación grande, a nivel nacional, principalmente con aquellos centros de investigación, instituciones o comunidades en donde se generen este tipo de residuos para hacer un proyecto mucho más grande. Hay varias convocatorias nacionales y estatales en donde podrí­an crearse microempresas que generen este tipo de productos y eventualmente podrí­an tener bastante impacto, como la generación de empleos, entre otros aspectos” concluyó Espinoza.

Lo invitamos a leer: Investigadores del Cimav, en México, diseñan minidetector de gases.

Fuente: Agencia Informativa Conacyt. Obra bajo licencia de Reconocimiento 4.0 Internacional de Creative Commons.