El acero de alta resistencia: una pequeña revolución para la industria del automóvil

Ni aluminio ni fibra de carbono. El presente y el futuro más próximo de la industria del automóvil sigue ligado al acero, una aleación conocida por la humanidad desde hace milenios.
 |  @davidvillarreal  | 

Uno de los mayores problemas a los que se enfrentaba la industria del automóvil pasaba por la obesidad de los coches de hoy en día. Cada vez conducimos coches más grandes, con infinidad de sistemas y comodidades que inevitablemente incrementan el peso, por no hablar de la seguridad y de todos los avances que se han realizado en las últimas dos décadas en esta materia. Aún así, también asistimos a la reversión de esta tendencia y nos vamos acostumbrando a que cada nuevo modelo sea más ligero que su predecesor, o como mínimo no sea más pesado.

La humanidad conoció el acero varios siglos antes de Cristo. Hoy en día sigue siendo la materia prima de nuestros coches.

El downsizing ha puesto su granito de arena, pero cuando los coches aumentan sus cotas y su equipamiento crece cada vez más, la única solución que encuentra un fabricante para ahorrar kilogramos pasa necesariamente por utilizar materiales más ligeros. De momento, ni el aluminio, ni la fibra de carbono han logrado solucionar el problema sin generar otro problema aún mayor, el del aumento de los costes de producción.

Con este panorama, resulta sorprendente que hayamos encontrado la solución en el acero y en aleaciones que la humanidad ya conocía varios siglos antes del advenimiento de Cristo.

¿Por qué se emplean los aceros de alta resistencia?

El proceso de construcción de un coche comienza con el mineral de hierro, que después de transformarse en acero toma forma para dar consistencia a un coche.

Lo creas o no, en pleno Siglo XXI, la industria del acero sigue apostando por el I+D para encontrar la aleación perfecta e idónea para el uso que se hará de ese material. Para modificar las propiedades del acero final se aplican modificaciones en los procesos físicos (en su fusión, en el templado, en el estirado) y también en la química y los elementos aleantes a utilizar y su proporción (aluminio, boro, níquel, plomo…).

En la Primera Guerra Mundial ya comenzaron a utilizarse aleaciones de acero extraordinariamente resistentes, lo que hoy en día denominamos aceros de alta resistencia. Pero hasta hace apenas unos años no comenzó a generalizarse su uso en la industria de la automoción, tratando de hallar la solución a esa obesidad que habían sufrido los coches en las últimas décadas. Hoy en día, prácticamente se ha estandarizado.

No entraremos en explicaciones demasiado técnicas. Pero basta con pensar que un acero más resistente permitirá utilizar láminas de menor sección en la estructura y la carrocería de un coche. También permitirá a los constructores jugar con aceros con diferente resistencia, que será mayor en elementos con función estructural clave o críticos por razones de seguridad. El acero de mayor resistencia de un coche suele emplearse, por ejemplo, en el pilar B.

Escogiendo el acero idóneo para cada pieza

Los aceros más resistentes se emplean en los elementos con función estructural crítica o imperativos en términos de seguridad.

La imagen superior ilustra a la perfección el proceso de ingeniería que lleva a decidir el empleo de uno u otro acero al ensamblar un coche. En esta imagen se aprecia el cuerpo desnudo de un Mazda CX-5. El acero revestido de color blanco, no es tan importante en términos estructurales y por lo tanto puede permitirse una resistencia menor. Aquellos elementos revestidos en granate, por contra, son los más importantes a la hora de mantener la rigidez estructural del coche y proteger al conductor en caso de accidente.

Los pilares que sustentan el techo (marco de las lunas delanteras y traseras), el pilar B y los largueros inferiores, son los elementos más importantes a nivel estructural. En el caso que nos ocupa, el del Mazda CX-5, los aceros empleados en estas piezas con capaces de resistir hasta 1.500 MPa sin sufrir una deformación permanente. Los largueros horizontales que se utilizan en los subchasis delantero y trasero tras el parachoques, también suelen gozar de una resistencia muy alta a la deformación, aunque – y aún pareciendo un contrasentido – están anclados a estructuras de deformación controlada que con impactos pequeños ceden para absorber la fuerza del choque. Más adelante os hablaré del porqué de este método.

Obviamente, la rigidez estructural de un coche y su buen aligeramiento dependerá de la proporción de aceros de alta resistencia utilizados y la rigidez y la calidad de estos. Una proporción mayor ayudará a un mayor aligeramiento de la carrocería.

¿Hay futuro más allá del acero?

El aluminio y la fibra de carbono se vislumbran como el sustituto natural del acero, aunque de momento son inviables para un uso generalizado por su coste.

En definitiva, el acero de alta resistencia ha supuesto una pequeña revolución en la industria del automóvil. Hay que tener en cuenta que sin otras medidas de ahorro de peso, como el que se aplica al segundo elemento más pesado de un coche, su motor, no tendría ningún sentido.

La generalización del uso de otros materiales, como el aluminio, aún se resiste en vehículos de volumen, principalmente por su coste. Ya os hemos hablado del Audi A2, un adelantado a su tiempo, pero de momento una utilización tan extendida del aluminio queda restringida a vehículos de gama alta.

El futuro probablemente estará en la fibra de carbono. Como en el caso del aluminio, su uso también queda restringido por el coste de producción y dificultades añadidas en su reparación. La construcción de piezas de gran tamaño (como un monocasco) sigue siendo complicada e inviable en producciones de gran volumen. Pero ya hemos visto la llegada de productos más cercanos al turismo generalista, como el BMW i3, que utilizan numerosas piezas de fibra de carbono, también en elementos estructurales y revestimientos de carrocería.

En Diariomotor: Hyundai nos enseña cómo se ensambla un automóvil: desde el mineral de hierro hasta su primer arranque

Lee a continuación: El coche ya no es bienvenido en el centro de las ciudades [La semana en Tecmovia]

  • Antonio Pérez

    El aluminio presenta otro gran problema quizás más importante que el coste, la dificultad altísima de soldarlo mediante métodos convencionales, lo que lo hace poco aplicable en las plantas de fabricación generalistas.

    La verdad es que los aceros de alto límite elástico están siendo una sorpresa muy agradable. No son fáciles de conformar, no nos equivoquemos: el llevarlos a producción exige un trabajo mucho más amplio de ingeniería que un acero convencional. La embutición se vuelve un proceso mucho más complejo de lo que ya es. Pero la facilidad de soldadura juega un punto muy grande a favor y les hace estar por delante del aluminio… En contra de lo que decían muchas predicciones no hace mucho.

  • Alejandro

    Yo apostaría por la madera.

  • Patek

    El acero seguirá siendo rey por los siglos de los siglos. ¿Os imagináis una expresión que dijera ‘nervios de aluminio’ o ‘músculos de aluminio’? xD