Coches con el corazón de espuma para rodar mejor

La idea es romper el circulo vicioso del aumento del tráfico y la polución para moldear el perfil verde de las ciudades. El sector del automóvil tiene que afrontar inversiones de gran calado para intentar hacer vehículos más limpios y sostenibles, que emitan menos gases y consuman menos combustible. Se quiera o no, hay que cambiar los hábitos y la tecnología. Y es que la contaminación mata. Es verdad que no figura de forma explícita en el certificado de defunción, pero se camufla en muertes en forma de ictus, infartos de miocardio o insuficiencias respiratorias de causa inespecífica.

Se ha avanzado bastante en los últimos cinco años. De hecho, la movilidad alternativa ya es una realidad, pero el camino es largo y las cuestas se suceden. Para llegar a la cima se necesita mucha ayuda. Santiago Muñoz, investigador en el Laboratorio de Materiales Celulares de la Universidad de Valladolid (UVA), quiere poner su granito de arena. Su proyecto propone la sustitución de algunos materiales usados en la actualidad por materiales celulares, lo que se conoce de forma coloquial como espumas.

Básicamente, explica que un material celular tiene dos fases, una sólida y una gaseosa dispersa en su interior. «Pueden usarse como matriz para el material celular tanto metales como polímeros, y al tener gas en su interior la densidad se reduce de forma muy significativa», expone para, a continuación, detallar que las densidades de los materiales que han utilizado han sido «hasta 10 veces más bajas» que las de los materiales tradicionales.

En este sentido, apunta que para el estudio se han seleccionados piezas de automóvil en las que se ha evaluado la posibilidad de introducir estos materiales de densidad reducida, se han fabricado espumas de aluminio y polipropileno y se han caracterizado, demostrando que las propiedades son «suficientes» para sustituir algunas de las piezas que hoy en día lleva el vehículo, pudiéndose lograr reducciones de peso «de hasta un 40%» en el caso de usar espumas de polipropileno y «60%» en el caso de espumas de aluminio.

Para Muñoz, la innovación reside en la introducción de materiales celulares en la fabricación de los coches. Estos se utilizan en aislamiento térmico y acústico, por ejemplo, la espuma de poliuretano que rellena paredes de edificios, o el poliestireno expandido en el uso de embalajes. Sin embargo, su uso en piezas con elevados requerimientos mecánicos en automoción es un bien escaso, habiendo «un gran campo» para la introducción de estos materiales que, en su opinión, proporcionan además una reducción de peso, aislamiento térmico, acústico y absorción de vibraciones. A los valores añadidos de estos elementos se unen las nuevas tecnologías de fabricación diseñadas en el laboratorio de la UVA como el moldeo de comprensión mejorado que permite regular la densidad de cada pieza obtenida.

El proceso para conseguir espumas es sencillo y consiste en la introducción de un componente químico que se descompone y libera gas en el material sólido fundido, de forma que al volver a ser sólido el gas se encuentra en su interior, formando celdas –poros–. El investigador vallisoletano compara el proceso con la elaboración del pan, la levadura se descompone y libera gas. Para que estos materiales adopten la forma deseada se suelen emplear moldes, precisa antes de comentar que a escala industrial se realiza mediante técnicas como el moldeo por inyección.

Las ventajas son claras: reducción del peso, que implica mejora de la sostenibilidad, menor consumo y, por ende, menos gasto y menores emisiones. Apunta que una reducción de 100 kilogramos en un coche supone un ahorro de 0,4 litros cada 100 kilómetros, lo que significa que, si todos los coches de la provincia de Valladolid aligerasen esos 100 kilogramos y recorriesen la distancia media que recorre un vehículo en un año, se dejaría de emitir la misma cantidad de dióxido de carbono que absorben 1.000 árboles al año. Además, manifiesta, el uso de menor material en la fabricación de un vehículo produce también un ahorro económico al emplearse menos materia prima.

Aunque existen más grupos de investigación trabajando en este camino, Santiago Muñoz se congratula de que su laboratorio es uno de los más punteros del panorama internacional. Cuenta que fue fundado en 1999 por los profesores José Antonio de Saja y Miguel Ángel Rodríguez. Desde entonces, asegura que la investigación siempre ha tenido un carácter muy aplicado y las soluciones científicas están muy orientadas hacia el mercado, buscado aplicaciones en las cuales los materiales celulares pueden ser útiles.

Afortunadamente, expresa que los materiales celulares cubren «un amplio rango» de prestaciones con excelentes características, pudiéndose emplear tanto para aislamiento acústico, térmico, absorción de vibraciones o su uso como material estructural por sus condiciones mecánicas. Esto hace que se pueda aplicar a sectores como el embalaje, la construcción, el transporte o incluso las energías renovables.

Por este motivo, el investigador de la Universidad de Valladolid sostiene que las espumas tienen «un gran potencial» y todavía queda margen de mejora para estos materiales y su implementación. Señala que se pueden mejorar más sus propiedades, por ejemplo, añadiendo nuevos componentes a las formulaciones, modernizando las tecnologías de fabricación y optimizando la estructura interna. En la actualidad, en el laboratorio trabajan más de 20 personas bajo la dirección de Miguel Ángel Rodríguez en diversas líneas, aumentando distintas propiedades de los materiales celulares.