Nuevos composites sostenibles aligeran coches, aviones y autobuses hasta un 35 % sin perder prestaciones.
- 🚗 Hasta un 35 % menos de peso en componentes de transporte.
- ♻️ Más del 50 % de materiales sostenibles en las soluciones desarrolladas.
- ⚡ Entre un 15 % y un 25 % menos de energía durante la fabricación.
- ⏱️ Procesos hasta un 40 % más rápidos.
- 🔄 Fibra de carbono recuperada para fabricar nuevos materiales.
- ✈️ Aplicaciones probadas en automoción, aeronáutica y autobuses.
¿Por qué importa?
Aligerar un vehículo tiene una consecuencia bastante directa: se necesita menos energía para desplazarlo. En los coches eléctricos puede ayudar a contener el consumo de batería; en aviones y vehículos térmicos reduce la energía o combustible requerido durante la operación. El proyecto europeo FOREST añade otro elemento interesante: intenta conseguir esa reducción de masa utilizando materias primas renovables y fibra de carbono reciclada, atacando a la vez la huella de fabricación de los materiales.
Un material ligero no sirve de mucho si falla cuando realmente importa
La reducción de peso en el transporte lleva décadas persiguiéndose con aluminio, aceros avanzados y materiales compuestos. El problema aparece cuando se intenta sumar otra exigencia: reducir también el impacto ambiental.
FOREST —acrónimo de Advanced lightweight materials FOR Energy-efficient STructures— ha trabajado precisamente ahí.
Coordinado por el centro tecnológico español AIMPLAS, el proyecto europeo ha desarrollado materiales compuestos destinados a sustituir determinadas soluciones convencionales en coches, aviones y autobuses.
Los demostradores finales consiguieron reducciones de peso de entre el 30 % y el 35 % respecto a sus componentes de referencia.
Pero hay un detalle bastante más importante que la cifra aislada. Los materiales tuvieron que conservar las prestaciones necesarias para aplicaciones reales: resistencia mecánica, comportamiento frente al fuego y, cuando la pieza lo requería, capacidad para proteger frente a interferencias electromagnéticas.
Eso marca la diferencia entre fabricar una muestra ligera en un laboratorio y plantear una pieza que algún día pueda incorporarse a un vehículo.
Tres piezas para comprobar que la idea funciona fuera de una probeta
FOREST no se ha limitado a desarrollar nuevas formulaciones. El consorcio construyó tres demostradores diferentes, cada uno pensado para un problema industrial concreto.
Una tapa de batería para vehículos eléctricos
El primero es especialmente interesante para la movilidad eléctrica.
Se desarrolló una carcasa para batería mediante moldeo por compresión utilizando una matriz de bio-benzoxazina reforzada con fibra de carbono reciclada.
La pieza incorpora además aditivos de origen biológico para proporcionar propiedades ignífugas y protección frente a interferencias electromagnéticas.
No es un requisito menor. Las baterías de un vehículo eléctrico concentran una gran cantidad de energía y están rodeadas de electrónica, por lo que su envolvente tiene que combinar resistencia estructural, seguridad frente al fuego y compatibilidad electromagnética.
Reducir masa en esta zona puede resultar particularmente atractivo porque los coches eléctricos arrastran el peso adicional de sus baterías.
Un panel ligero para cabinas de avión
El segundo demostrador se dirige al sector aeronáutico, donde ahorrar masa tiene todavía más valor.
FOREST desarrolló un panel para el techo de una cabina aeronáutica utilizando una estructura termoplástica reforzada con fibra de carbono reciclada y sobremoldeada con poliamida de origen biológico.
La solución pretende sustituir paneles convencionales fabricados con resinas fenólicas manteniendo las prestaciones requeridas por el sector.
Aquí el beneficio ambiental potencial tiene dos caras: introducir material reciclado y renovable durante la fabricación y, sobre todo, reducir el peso que el avión transportará durante miles de horas de funcionamiento.
Perfiles estructurales para autobuses
La tercera aplicación utiliza hilo de fibra de carbono reciclada y biopoliamida para producir perfiles continuos destinados al techo de autobuses.
Se fabrican mediante pultrusión termoplástica, un proceso continuo que permite producir perfiles reforzados y que resulta especialmente interesante por su potencial de automatización.
Para una futura industrialización, este punto es crucial. Un material puede ofrecer resultados excelentes y quedarse por el camino si necesita procesos excesivamente lentos, caros o difíciles de integrar en una fábrica.
Tres resinas de origen biológico detrás de las nuevas piezas
Parte del trabajo menos visible de FOREST está en la química.
El proyecto ha desarrollado y validado a escala piloto tres familias de resinas adaptadas a distintas aplicaciones: una bioacrílica, una bio-benzoxazina y una biopoliamida 6.
Los porcentajes de contenido renovable no son iguales.
La formulación bioacrílica basada en Elium alcanzó aproximadamente un 25 % de contenido biobasado, manteniendo características necesarias para su procesado y reciclabilidad.
La bio-benzoxazina llegó aproximadamente al 85-87 % de carbono renovable, una proporción considerablemente mayor. Su formulación fue ajustada para mejorar el curado, la estabilidad térmica y las propiedades mecánicas.
La biopoliamida 6, por su parte, se desarrolló tanto en versiones parcialmente biobasadas como totalmente biobasadas.
Conviene aclarar algo: biobasado no equivale automáticamente a biodegradable. En aplicaciones estructurales para transporte interesa precisamente que las piezas sean duraderas y soporten años de esfuerzos, cambios de temperatura, vibraciones y exposición ambiental.
La fibra de carbono tiene un problema pendiente: qué hacer con ella después
La fibra de carbono resulta extraordinariamente atractiva por su combinación de resistencia y bajo peso, pero fabricar fibra virgen requiere mucha energía y su reciclaje continúa siendo bastante más complejo que recuperar metales como el acero o el aluminio.
FOREST ha intentado aprovechar residuos de este material para producir nuevos productos semielaborados.
El proyecto planteó la recuperación de hasta el 100 % de los residuos de fibra de carbono tratados y comprobó que las fibras recuperadas podían conservar una proporción elevada de sus prestaciones mecánicas originales.
Aquí aparece una de las ideas más interesantes del proyecto.
Si una fibra que ya ha requerido energía y materias primas para fabricarse puede utilizarse nuevamente en componentes de altas prestaciones, su valor no termina necesariamente con la primera pieza.
No convierte automáticamente al composite en un material circular —queda bastante camino para eso—, pero abre una vía mucho más razonable que desechar fibras técnicamente valiosas.
Fabricar las piezas también puede requerir menos energía
FOREST no ha trabajado únicamente sobre la composición del material.
La optimización de los procesos consiguió reducir el consumo energético de fabricación entre un 15 % y un 25 % respecto a los métodos convencionales empleados como referencia.
Parte del ahorro procede de químicas de curado más rápidas. Los tiempos de ciclo disminuyeron entre un 20 % y un 40 %.
También se estudiaron procesos de fabricación en una sola etapa, eliminando operaciones intermedias, y soluciones que evitan determinados requisitos de almacenamiento en congelación.
Hay una consecuencia industrial adicional: menos operaciones significan potencialmente menos maquinaria, menos manipulación y ciclos productivos más cortos.
Los costes de ingeniería asociados a los procesos desarrollados disminuyeron entre un 15 % y un 20 %, principalmente gracias a utillajes más sencillos, menos iteraciones de moldes y procesos más robustos.
La reducción de peso también puede reducir la presión sobre las baterías
Existe otra consecuencia interesante para el coche eléctrico.
La carrera por conseguir más autonomía suele resolverse instalando baterías mayores. Pero una batería mayor incorpora más materiales, añade masa y obliga a transportar ese peso continuamente.
El aligeramiento plantea la estrategia desde el otro extremo: hacer que el vehículo necesite menos energía para desplazarse.
No sustituirá los avances en baterías, motores o aerodinámica. Puede complementarlos.
De hecho, la industria ya explora caminos paralelos: conductores híbridos de cobre y aluminio, motores eléctricos con mayor densidad de potencia, estructuras optimizadas mediante fabricación aditiva y componentes integrados que desempeñan varias funciones.
La eficiencia del vehículo del futuro probablemente no procederá de una única revolución tecnológica. Será la suma de muchos kilos eliminados, pérdidas eléctricas reducidas y procesos mejor diseñados.
El proyecto ya ha terminado, pero la tecnología todavía no está en producción masiva
Este punto merece quedar claro.
FOREST comenzó en diciembre de 2022 y finalizó oficialmente el 31 de mayo de 2026. Ha superado la fase puramente experimental mediante la fabricación y validación de demostradores y el escalado piloto de diferentes materiales.
Eso no significa que los coches, autobuses o aviones comerciales estén incorporando ya estas piezas.
Entre un demostrador validado y una producción de cientos de miles de componentes quedan etapas importantes: homologaciones específicas, industrialización, análisis económico a gran escala, estabilidad del suministro, control de calidad y acuerdos con fabricantes.
También habrá que demostrar qué ocurre al final de la vida útil de cada componente completo, no únicamente con la fibra utilizada para fabricarlo.
Un proyecto europeo de 4,38 millones de euros
FOREST ha sido financiado dentro de Horizonte Europa, el programa europeo de investigación e innovación.
El coste total registrado por la Comisión Europea asciende a 4,38 millones de euros, cubiertos mediante financiación europea.
AIMPLAS ha coordinado un consorcio internacional formado por organizaciones y empresas de varios países europeos.
Entre los participantes figuran actores industriales y tecnológicos como Arkema, BASF, Clariant, Fraunhofer IFAM, IRT Jules Verne, Mercedes-Benz, Airbus Atlantic Composites, CRF, Gen2Carbon, Bitrez, MBHA, Angaz Tech y Fénix TNT, además del propio AIMPLAS.
La presencia de fabricantes, proveedores de materiales, centros tecnológicos y especialistas en reciclaje es relevante porque el salto de un material experimental a una pieza industrial necesita prácticamente toda esa cadena.
Las limitaciones que todavía debe superar
Los resultados son prometedores, pero no eliminan algunos problemas históricos de los composites.
El primero es el coste. La fibra de carbono continúa siendo un material más especializado que el acero, determinados plásticos técnicos o muchas soluciones de aluminio.
El segundo es el reciclaje. Recuperar fibra es un avance, pero reciclar completamente un material compuesto continúa siendo complejo, especialmente cuando combina fibras, matrices poliméricas y distintos aditivos.
También está la disponibilidad de materias primas biológicas. Una expansión importante de los polímeros biobasados deberá garantizar cadenas de suministro sostenibles y evitar desplazar impactos ambientales hacia el uso de suelo, agricultura o producción de biomasa.
Y queda la prueba decisiva: fabricar millones de piezas con una calidad constante y un precio competitivo.
El proyecto demuestra viabilidad técnica mediante demostradores. La viabilidad comercial a gran escala deberá comprobarse después.
Vía AIMPLAS
Más información: Proyecto FOREST
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