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ESTUDIO PANORÁMICO DE VIGILANCIA TECNOLOGICA E INTELIGENCIA COMPETITIVA:
TECNOLOGÍAS DE MATERIALES COMPUESTOS EN EL SECTOR AUTOPARTISTA
ING. HUGO TOSCOING. ALEJANDRO RIVELLO
LIC. MATIAS VÁZQUEZ
El contenido de la presente publicación es responsabilidad de sus autores y no representala posición u opinión del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva.
CIUDAD AUTÓNOMA DE BUENOS AIRES, AGOSTO DE 2016.
ESTUDIO PANORÁMICO DE VIGILANCIA TECNOLOGICA E INTELIGENCIA COMPETITIVA
TECNOLOGÍAS DE MATERIALES COMPUESTOS EN EL SECTOR AUTOPARTISTA
Estudio panorámico de vigilancia tecnológica e inteligencia competitiva : tecnologías de materiales compuestos en el sector autopartista / Hugo Tosco ... [et al.] ; contribuciones de Fernando Lizaso ; Pablo Fabián Paz ; dirigido por Juan Cantarella ; Villanueva Crisólogo Martín. - 1a ed . - Buenos Aires : Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, 2016. Libro digital, PDF - (Estudios panorámicos de vigilancia tecnológica e inteligencia competitiva) Archivo Digital: descarga y online ISBN 978-987-1632-66-4 1. Ciencia y Tecnología. 2. Estudios. 3. Autopartes. I. Tosco, Hugo II. Lizaso, Fernando, colab. III. Paz, Pablo Fabián, colab. IV. Cantarella, Juan, dir. V. Crisólogo Martín, Villanueva, dir. CDD 606
AUTORIDADES
■ Presidente de la Nación
Ing. Mauricio Macri
■ Ministro de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva
Dr. Lino Barañao
■ Secretario de Planeamiento y Políticas en Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva
Dr. Miguel Ángel Blesa
■ Subsecretario de Estudios y Prospectiva
Lic. Jorge Robbio
■ Director Nacional de Estudios
Dr. Ing. Martín Villanueva
RECONOCIMIENTOS
La dirección técnica del proyecto estuvo a cargo del Mg. Juan Cantarella, gerente general de la Asocia-ción de Fábricas Argentinas de Componentes (AFAC), y del Dr. Ing. Martín Villanueva, director nacional de Estudios del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva.
La elaboración del informe estuvo a cargo del Ing. Hugo Tosco, Ing. Alejandro Rivello y del Lic. Matías Vázquez, con apoyo de los equipos técnicos de AFAC y del Programa Nacional de Vigilancia Tecnológica e Inteligencia Competitiva del Ministerio, y de los siguientes profesionales expertos:
• Esp. Ing. Miguel Guagliano• Esp. A.E. Adriana Sánchez Rico • D.I. Fernando Lizaso• Ing. Pablo Paz
Se agradece a los actores del sector gubernamental, del sistema científico-tecnológico y del sector productivo que han apoyado y participado de las distintas acciones del Programa Nacional de Vigilancia Tecnológica e Inteligencia Competitiva para la elaboración del presente Estudio Panorámico, contribu-yendo con su invaluable conocimiento y experiencia a los múltiples contenidos del mismo. No habría sido posible elaborar este documento sin la construcción colectiva de conocimientos.
Por consultas y/o sugerencias, por favor dirigirse a [email protected]
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CONTENIDO
1. Resumen ejecutivo .................................................................................................. 10
2. Principales características del complejo automotor .............................................. 14
2.1 Evolución y configuración ..................................................................................... 17
2.2 Comercio exterior .................................................................................................. 24
2.3 Barreras de entrada a la incorporación de tecnologías ........................................ 28
2.4 Problemáticas y desafíos ...................................................................................... 30
3. Importancia de los materiales compuestos para el sector automotriz ................. 32
3.1 El subsector de materiales compuestos .............................................................. 35
3.2 Requisitos de emisiones de gases de efecto invernadero (CO2) en los principales mercados mundiales .................................................................................... 37
3.3 Estrategias tecnológicas de la industria automotriz para la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero en los próximos años. .............................. 38
3.3.1 Caracterización de los materiales compuestos.................................................. 41
3.3.2 Reseña histórica .................................................................................................. 44
3.3.3 Casos de aplicación de los materiales compuestos .......................................... 47
3.3.4 Autopartes que se fabrican actualmente con materiales compuestos ............. 50
4. Incorporación de los materiales compuestos en la industria automotriz ............. 53
4.1 Decisión del empleo de materiales compuestos en la fabricación de la carrocería de un automóvil ............................................................................................. 53
4.2 Principales procesos .............................................................................................. 57
4.2.1 Enrollamiento filamentario .................................................................................. 57
4.2.2 Laminación continua y pultrusión ....................................................................... 59
4.2.3 Moldeo por vacío e infusión ............................................................................... 60
4.2.4 Moldeo por compresión en caliente ................................................................... 61
4.2.5 Inyección directa y asistida por vacío ................................................................. 63
5. Ejes de desarrollo y bases para la realización del estudio..................................... 67
5.1 Análisis de información a partir de publicaciones científicas .............................. 67
5.1.1 Materiales Compuestos con fibras de vidrio ...................................................... 67
5.1.2 Materiales compuestos con fibras de carbono .................................................. 74
5.1.3 Materiales compuestos con fibras naturales ..................................................... 80
5.2 Análisis de información a partir de patentes de invención .................................. 81
5.2.1 Materiales compuestos con fibras de vidrio ...................................................... 81
5.2.2 Materiales compuestos con fibras de carbono .................................................. 87
5.2.3 Materiales compuestos con fibras naturales ..................................................... 92
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6. Materiales compuestos: perspectivas y desafíos en la industria automotriz ....... 96
6.1 Estrategia de reducción de peso ........................................................................ 101
6.2 Potencial de exploración de ventaja comparativa producto del desarrollo de fibras naturales .............................................................................................................. 102
6.3 Oportunidades y Amenazas ................................................................................ 103
6.4 Retos de la industria automotriz ......................................................................... 105
7. Conclusiones y recomendaciones ........................................................................ 107
7.1 Rol de la investigación, innovación y transferencia de tecnología .................... 111
7.2 Materiales compuestos en Argentina ................................................................. 112
ANEXO METODOLÓGICO ............................................................................................ 115
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PRÓLOGO
Desde sus comienzos, el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva
reconoce el valor estratégico que tiene la información y la necesidad de elaborar y
perseguir una estrategia de gestión del conocimiento y de la innovación en el
territorio, en pos del desarrollo de sus políticas nacionales.
La Secretaría de Planeamiento y Políticas (SePP) es la encargada de impulsar las
políticas definidas por el propio Ministerio, identificando las demandas y
necesidades; diseñando programas e instrumentos para dar respuesta a problemas
sectoriales y sociales; y promoviendo la vinculación general entre ciencia, tecnología,
innovación y sociedad. La misma contribuye al incremento de la competitividad del
sector productivo, sobre la base del desarrollo de un nuevo patrón de producción
basado en bienes y servicios con mayor densidad tecnológica.
En mayo de 2010, se crea el Programa Nacional de Vigilancia Tecnológica e
Inteligencia Competitiva (VINTEC) en la órbita de la Dirección Nacional de Estudios
(Subsecretaría de Estudios y Prospectiva, SePP) con el fin de promover, sensibilizar y
gestionar actividades de Vigilancia e Inteligencia Estratégica (VeIE) en grandes
empresas, PyME, asociaciones empresariales, entidades gubernamentales,
universidades y organismos públicos y/o privados de investigación.
Por su parte, la AFAC desde el año 1939 es la asociación que representa a los
fabricantes de partes y componentes automotrices que participan en el mercado de
equipo original, de reposición y de exportación, con reconocida trayectoria a nivel
nacional e internacional. Está integrada por 200 de las más reconocidas
empresas autopartistas del país ubicadas en las provincias de Buenos Aires,
Córdoba, Mendoza, Santa Fe, San Juan, San Luis y Tierra del Fuego. Las mismas son
proveedoras de la industria automotriz y del mercado de reposición local y del
exterior.
En el año 2012, se realizó el primer trabajo interinstitucional entre el Ministerio de
Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva y la AFAC, en el marco de las temáticas
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de VTeIC. Como resultado del trabajo se llegó a construir e implementar la primera
Antena Tecnológica de VeIE para el sector de Autopartes.
A través del presente Estudio Panorámico de VTeIC se pretende brindar
conocimiento al lector sobre los distintos hallazgos obtenidos en el sector
autopartista. Dicho estudio se focaliza en las tecnologías de materiales compuestos
en el sector autopartista.
El “Estudio Panorámico de VTeIC en tecnologías de materiales compuestos en el
sector autopartista”presenta la siguiente estructura de contenidos: introducción a las
características del complejo automotor, la importancia y la incorporación de los
materiales compuestos en el sector automotriz, los principales resultados de la
producción científica y tecnológica, y un diagnóstico de los materiales compuestos y
conclusiones del estudio aplicadas a la industria autopartista.
La SePP pone este estudio a disposición del sector autopartista y de todos aquellos
actores interesados o vinculados con la investigación, desarrollo y aplicación de las
tecnologías en el sector, como instituciones gubernamentales, científicas y
tecnológicas, y otras de la sociedad civil, con el objetivo de contribuir positivamente a
transformar la matriz productiva del país, promoviendo la investigación, el desarrollo,
la innovación y la difusión de nuevas tecnologías que contribuyan a mejorar la calidad
de vida de nuestra sociedad.
Dr. Miguel Ángel Blesa
Secretario de Planeamiento y Políticas
del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva
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1. RESUMEN EJECUTIVO
En las últimas dos décadas, se ha desarrollado un proceso de internacionalización de
la producción automotriz mundial para fortalecer la presencia en mercados y ganar
escala. Esto llevó a adecuar las estructuras de producción con el surgimiento y
consolidación de grandes bloques comerciales de libre comercio transfronterizo. La
Argentina se ha especializado en vehículos de gama media y pick ups como negocio
global.
Los cambios en productos y lógica de producción de las terminales elevaron las
exigencias a nivel internacional hacia los autopartistas en aspectos de calidad, escala,
costos, plazos de entrega y flexibilidad de la producción. Esto aplicó a proveedores
internacionales (mega-globales), regionales y locales, y devino en una espiral de
necesario aggiornamiento y profesionalización, o viraje hacia otros negocios.
En Argentina hay 11 terminales automotrices que emplean a 32.000 personas. Son
capital intensivas, de ensamblado, y la mano de obra incide en un 5% de los costos.
A su vez, hay unos 200 autopartistas en el primer y segundo anillo de provisión, y
unos 400 para reposición. El 58% se ubica en la provincia de Buenos Aires, el 27% en
Córdoba y Santa Fe, y un 15% en el resto del país. Estos generan, aproximadamente,
61.000 empleos directos, un 5% del empleo industrial del país. La producción se
destina en un 60% a mercado original, el 25% a reposición (after market) y el 15% a
exportación.
El complejo automotriz es multiplicador de actividades y fuente de desarrollo
tecnológico; requiere una industria autopartista que provea un alto grado de
integración de componentes (las autopartes constituyen el 70% del costo de
fabricación de un vehículo). Aunque para ser competitivo técnicamente requiere
actualización y expansión tecnológica; y, comercialmente, esquemas de producción
con elevada capacidad de gestión para sortear la relativamente baja escala. El
complejo automotriz, es generador de un 10% del PBI industrial de Argentina.
Los diseños de vehículos, definidos por las casas matrices globales, requieren
autopartes producidas con tecnologías en veloz evolución.
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Los productos finales necesarios para abastecer a los mercados en forma masiva
requieren de importantes innovaciones tecnológicas que deben contemplar algunos
aspectos como: bajo costo, seguridad y alto rendimiento desde el punto de vista del
almacenamiento de energía, baja emisión de CO2, mejora en la seguridad de las
personas transportadas y para el entorno.
Integración con el sistema de transporte y de logística
Junto a estas innovaciones tecnológicas, las futuras generaciones de vehículos
requieren esfuerzos en el ámbito de la estandarización de componentes,
modularización de sub-sistemas y nuevos requisitos de fabricación.
Los dos principales drivers tecnológicos que surgen como ejes centrales del
desarrollo de la industria automotriz y definen la tendencia en la fabricación de
vehículos y sus componentes son:
Reducción de los niveles de contaminación con fuertes y nuevas regulaciones
referidas a la emisión de CO2..
Fuentes alternativas de energía. Escasez de combustibles fósiles.
Se observa una tendencia hacia la integración de una multiplicidad de materiales
(existentes y nuevos) en la fabricación de automóviles, que implican fuertes desafíos
en materia de diseño, adaptación de procesos productivos y aplicación de nuevos
materiales o mejora de los existentes.
Los materiales compuestos son el resultado de la unión de dos o más materiales
resultando así en uno nuevo cuyas propiedades son superiores a las de los materiales
constituyentes. No son aleaciones. Los materiales constitutivos de un material
compuesto no pierden su identidad luego de la unión de los mismos. Dentro de sus
propiedades se destacan: Mayor resistencia a la fatiga, alta elasticidad, menor peso
estructural y aislación térmica, acústica y eléctrica.
El mercado global de materiales compuestos se estima en $ 24,3 mil millones en
2014, y se prevé que crezca un 5,8% la tasa de crecimiento anual compuesto (CAGR)
en los próximos cinco años para llegar a ~ $ 34,1 mil millones en 2020. En dicho
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período, los materiales compuestos en la industria automotriz pueden tener una tasa
de crecimiento del 6,5%.
Por el tipo de proceso productivo que implica la fabricación de piezas o conjuntos
con algún tipo de compuestos, las empresas productoras de piezas de inyección de
plásticos, termoformados y otros, tienen ventajas para la aplicación de estos nuevos
materiales. En muchos casos implicaría solo algunas adaptaciones al proceso
productivo, sin requerir altas inversiones.
Las principales áreas de investigación identificadas para el presente estudio son:
Reducción del peso estructural de vehículos.
Reemplazo de componentes fabricados con metales por materiales
compuestos de fibras de vidrio y/o carbono.
Desarrollo de materiales compuestos del tipo reforzado con híbridos con
fibras naturales.
La tendencia global en el empleo de materiales compuestos y su aplicación en la
ingeniería del transporte es de crecimiento en las dos próximas décadas.
Las principales desventajas que presentan los materiales compuestos comparados
con los materiales tradicionales (metales, madera, hormigón, etc.) es su mayor costo
inicial, cuya contrapartida es su bajo costo de mantenimiento a lo largo de la vida útil.
Las claves para una mayor inserción en la industria automotriz serán:
Reducción de precio, debido a un mayor volumen y economías de escala.
La introducción de reciclaje.
Mejora de los procesos de reparación que requieren de mayor experiencia en
ingeniería.
Los principales países que lideran la producción de publicaciones de compuestos
con fibras de vidrio son Estados Unidos, India y Alemania. Brasil aparece en el puesto
7 de países que publican, destacando que cuenta con la principal empresa fabricante
de fibra de vidrio de América Latina, la cual ha extendido su uso hacia la industria
aeronáutica y automotriz.
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En lo que respecta a patentes, China es el principal actor en el desarrollo de
compuestos de fibras de vidrio, dado que la industria automotriz en dicho país se
halla en franco crecimiento y necesita proteger sus innovaciones.
Se destaca un creciente interés en los compuestos de fibra de carbono dada la
amplitud de posibilidades que posee al ofrecer variaciones de módulo de elasticidad
y resistencia que permiten ampliar las aplicaciones en la industria autopartista.
Estados Unidos, China y Corea Del Sur lideran los trabajos en las actividades de
investigación y desarrollo de los compuestos en fibras de carbono. Se destacan,
también, las empresas globales japonesas, donde aparecen empresas fabricantes de
automóviles, autopartistas y fabricantes de fibras de carbono.
De América Latina, Brasil es el único país que a nivel gobierno, Universidad y
empresa está investigando sobre compuestos, tratando de explotar una ventaja
competitiva a través de las fibras naturales.
En Argentina el trabajo sobre compuestos es incipiente. Se ha detectado que muchas
empresas instaladas en el país tienen casas matrices que desarrollaron y aplican
tecnologías de compuestos. Será primordial fomentar la transferencia del proceso
tecnológico hacia la sede local. La inserción de este tipo de tecnologías será más
fácil a escalas pequeñas que a gran escala (ventaja relativa de Argentina).
La falta de innovación en los procesos productivos para lograr bajar los tiempos de
ciclo que permitan producir a escala, conlleva a que los autos de alta gama sean el
objetivo en una primera instancia.
Argentina deberá seguir la evolución de la tecnología de procesamiento a fin de
poder fabricar las piezas requeridas en materiales compuestos, de manera de evitar
la deslocalización de componentes de automóviles de fabricación local.
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2. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL COMPLEJO
AUTOMOTOR
En las últimas dos décadas se ha observado un proceso de creciente
internacionalización de la producción automotriz mundial. En este contexto, las
empresas terminales han optado por profundizar el despliegue geográfico y la
integración internacional de su producción a efectos de fortalecer su presencia en
mercados de mayor potencial. Uno de los aspectos principales de esta estrategia fue
la adecuación de su estructura de producción al surgimiento y consolidación de
grandes bloques comerciales caracterizados por el libre comercio transfronterizo.
En este contexto, la Argentina se ha especializado en vehículos de gama media y pick
ups de manera competitiva como negocio global.
Los cambios en el producto y en la lógica de producción de las terminales
redefinieron los estándares de producción en el sector autopartista. En general,
aumentaron fuertemente las exigencias de calidad, escala, costos, plazos de entrega
y flexibilidad del proceso productivo. En este sentido, las firmas autopartistas que
son proveedoras de las automotrices a escala internacional presentan algunas
ventajas decisivas sobre los fabricantes locales, en la medida en que han desarrollado
y provisto a la corporación de las partes requeridas para los modelos nuevos que van
siendo incorporados en las diferentes localizaciones productivas.
Dada la nueva forma de provisión de conjuntos, las terminales han buscado la
reducción del número de plataformas productivas y la manera de usar una misma
plataforma para la fabricación de distintos vehículos en busca de ganar economías de
escala y aprovechar la conveniencia del comercio entre regiones. En estos casos,
aquellos proveedores que participan desde los países en donde se da comienzo a la
producción, tienen mayores oportunidades de convertirse en los proveedores
globales de los principales componentes.
La cadena autopartista incluye la producción de partes, subconjuntos y conjuntos
para automóviles. El conjunto de actores que conforman la cadena producen
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vehículos automotores, autobuses, comerciales ligeros y camiones, carrocerías y una
amplia variedad de partes, piezas, conjuntos y subconjuntos, tales como cajas de
engranajes, ejes, aros de ruedas, amortiguadores, radiadores, bombas, tubos de
escape, catalizadores, embragues, volantes, columnas y cajas de dirección, asientos,
puertas, entre otros. Adicionalmente, en la cadena de valor automotriz participan
múltiples actores de industrias conexas debido a la amplia variedad de procesos
involucrados. Se requiere de la fabricación de cubiertas y cámaras de caucho, vidrio
(parabrisas, ventanas, etc.), equipos y dispositivos eléctricos (baterías, bobinas de
encendido, bujías, circuitos para los sistemas de luces, radio, etc.), así como también
una amplia variedad de juegos de cables e insumos textiles, entre otros.
El sector autopartista argentino se caracteriza por la coexistencia de distintos tipos de
actores bien diferenciados: entre los fabricantes de partes y piezas predominan las
empresas de capital nacional, mientras que los de conjuntos y subconjuntos son
mayoritariamente filiales de empresas multinacionales.
Los “Proveedores Mega-Globales” (PMG) proveen a las terminales de los principales
conjuntos (motores, cajas de cambio, ejes con diferencial, sistemas de climatización,
etc.); son conocidos como los “Tier 0,5” por su cercanía a las terminales
ensambladoras (mayor aún a la que tienen los proveedores que integran el llamado
“primer anillo”). Estas compañías necesitan tener alcance global, a efectos de seguir
a las terminales a todos los lugares en los que se produzcan los modelos basados en
los conjuntos por ellos provistos. Sus soluciones tecnológicas y productivas son del
tipo “black box”, en las que el proveedor recibe un requerimiento detallado y aporta
una solución integral, para lo que desarrolla o utiliza su propia tecnología tras el
objetivo de satisfacer el desempeño esperado por la terminal.
Los proveedores del primer anillo son aquéllos que proveen de manera directa a las
terminales; estas empresas acumulan capacidades propias de diseño e innovación y,
si bien su alcance global es en general más limitado, algunas han alcanzado a
desarrollarse a su vez como PMG.
Los proveedores del segundo anillo son firmas que trabajan habitualmente sobre
diseños suministrados por las terminales o por los PMG. Con el objeto de alcanzar los
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requerimientos de costos y flexibilidad, cuentan con un buen nivel de habilidades
técnicas; para mantenerse en el mercado es necesario que cumplan con las
certificaciones de calidad exigidas por los clientes (ISO 9000, ISO/TS 16949). Estas
firmas generalmente abastecen un mercado determinado, pero también tienen
posibilidades de crecer en el comercio internacional.
Los proveedores del tercer anillo son firmas que proveen productos relativamente
básicos. En la mayoría de los casos, se trata de productos con un mayor nivel de
estandarización, para cuya producción se requieren habilidades técnicas menos
sofisticadas; en general, en estas empresas el nivel de inversión en capacitación
específica suele ser relativamente reducido. En este eslabón predomina la
competencia por precio, por lo que el mercado tiende a ser particularmente
competitivo.
Sin perjuicio de la pertinencia de esta clasificación de los proveedores, vale destacar
que algunas de estas empresas pueden ser catalogadas simultáneamente como
pertenecientes al primero, segundo o tercer anillo, según su cliente específico y de
acuerdo a cómo se fue desarrollando cada negocio vinculado a una plataforma o
modelo en particular.
A su vez, hay proveedores de terminales que también participan del mercado de
reposición, ya sea a través de la terminal y su red de concesionarios o en forma
directa. En este último caso, suelen ser necesarios ciertos acuerdos particulares por
razones de propiedad intelectual y propiedad de los herramentales con los que los
productos son fabricados.
El mercado de reposición constituye una parte importante de la cadena de valor
automotriz; resulta ser un sector en el cual muchas empresas de países en desarrollo
comenzaron a trabajar, inclusive con anterioridad a la instalación de terminales
locales. Actualmente, existe un mercado internacional muy desarrollado para estos
productos y las empresas compiten principalmente vía precios, aunque también hay
nichos para especializarse en ciertos modelos de muy baja escala. Mientras el acceso
a materia prima relativamente barata y la disponibilidad de habilidades de producción
son condiciones importantes para este grupo de empresas, las capacidades de
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diseño no son un requerimiento sustantivo; en la mayoría de los casos, se trata de
copias o adaptaciones de diseños realizados por terceros.
Figura 1. Principales características de los eslabones de la cadena de valor automotriz
Eta
pa
Se
cto
rP
rin
cip
ale
s
ca
rac
terí
sti
ca
s
Partes y piezasSubconjuntos y
ConjuntosMaterias Primas
Industria Autopartista
Sector
Industrial
Básico
Terminales
Industria Terminal
Provisión Nacional
o importada
Alta concentración
Alto poder de
negociación
Mayoría PyMEs
Alta participación de
Capital Nacional
Requerimientos de
tecnología medios
Fuerte nivel de
competencia interna e
importada
Bajo poder de
negociación frente a
proveedores y clientes
Mayoría Multinacionales
Proveedores globales de
las Terminales
Se proveen de empresas
locales o bien importan
sus componentes
Menor competencia
relativa por acuerdos
globales.
Grandes Multinacionales
Se proveen de conjuntos
locales e importados
Alta competencia entre
empresas radicadas en la
región y baja competencia
de productos Extra Zona
Tendencia hacia la
especialización y
complementación regional.
Alta incidencia de
exportación regional
Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de Componentes.
2.1 Evolución y configuración
En los últimos años, la situación del sector automotriz argentino se puede dividir en
dos etapas bien diferenciadas.
La primera, caracterizada por el cambio de paradigma del sector automotriz argentino
con una fuerte recepción de inversiones significativas y una creciente orientación
exportadora con foco en la región, principalmente en Brasil.
La segunda, determinada por la consolidación del modelo exportador con una
renovación continua de modelos asignados y una mayor especialización productiva a
nivel regional respecto a Brasil.
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Asimismo, estas dos etapas pueden ser subdivididas en cuatro sub-etapas. La
primera, que va desde el año 1990 a 1996, etapa caracterizada económicamente por
un período de estabilidad macroeconómica que posibilitó el posicionamiento como
polo de atracción de inversiones en la región, en donde Argentina también se vio
favorecida, aunque también tuvo un alto impacto el “efecto tequila” de 1995. En este
período, la producción y las ventas tienen una tendencia creciente, logrando el pico
máximo en 1994 con más de 408.000 vehículos producidos y más de 508.000
vehículos vendidos en el mercado interno. En este contexto, comienzan a asomar las
exportaciones, pasando de un poco más de mil vehículos en el año 1990 a más de
108.000 en 1996.
La segunda sub-etapa comienza en el año 1997 y dura hasta la crisis del 2001. Está
caracterizada por una inconsistencia macroeconómica, la pérdida de la
competitividad industrial por la apreciación del peso y la devaluación del real, y
recesión económica. La industria se caracteriza por una tendencia decreciente de la
producción y las ventas, y otra creciente de las exportaciones por la fuerte inserción
de vehículos en Brasil.
La tercera sub-etapa se desarrolla entre los años 2002 y 2004 y está caracterizada por
una devaluación del peso que mejora la competitividad por medio del precio, sumada
a las estrategias de las terminales automotrices. Esto mejora las condiciones para la
atracción de inversiones, acompañado por la recuperación económica en general y
del sector en particular.
La última sub-etapa se inicia en el año 2005 y muestra un crecimiento sin
precedentes del sector, consolidando el perfil exportador con un fuerte crecimiento
de la producción y las ventas del mercado interno.
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Figura 2. Etapas del sector automotriz argentino
Fuente: ABECEB.COM
La producción de vehículos comenzó a incrementarse en 2004 a un ritmo sostenido y
llegó a superar en 2007 el máximo alcanzado en 1998, al producir más de 500.000
unidades. Luego de una ligera caída en 2009, como consecuencia del impacto de la
crisis global, la producción de vehículos volvió a recuperarse rápidamente en 2010,
alcanzando un nuevo máximo histórico en 2011 con más de 829.000 unidades
producidas.
Como consecuencia de tal desempeño, el complejo automotriz (vehículos y
autopartes) explica aproximadamente el 10% del PBI industrial.
La industria automotriz es una de las actividades económicas de mayor importancia
debido a su efecto multiplicador sobre otras y su contribución potencial a la creación
de empleo y al desarrollo tecnológico en general. No obstante, para que la
producción de automóviles genere efectos y externalidades positivas para el conjunto
industrial es necesario contar con una industria autopartista desarrollada,
fuertemente integrada, diversificada y consolidada; cuanto mayor sea el grado de
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integración de componentes locales –partes, piezas, subconjuntos y conjuntos– en
los vehículos producidos mayores serán los efectos industrializantes.
En el caso de la producción de autopartes, las tecnologías de producción pueden ser
tanto de capital o de mano de obra intensiva. Ello depende de varios factores:
Características del proceso.
Características del producto.
Nivel promedio de lotes de producción que permita amortizar inversiones.
Figura 3. Vehículos: Producción – Mercado interno – Exportaciones (miles de
unidades)
Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de componentes
En este sector las variantes de procesos productivos son inmensas. Hay procesos de
ensamblaje, fabricación de conjuntos grandes, medianos y pequeños; transformación
de diversas materias primas (chapa, aluminio primario y secundario, plásticos,
textiles, caucho, vidrio, plomo, cobre, etc.). También hay procesos de mecanizados
de piezas de fundición y forjadas. La participación de la mano de obra en los costos
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puede ir de un 5% en un simple proceso de ensamblado a un 40% en los procesos
con mayor transformación y más integrados verticalmente.
En resumen, los procesos abarcan ensamblado, soldadura, mecanizado, inyección,
extrusión, estampado, cortado de telas, termoformados varios, fundición, forja,
tratamiento superficial, doblado de caños, diseño y fabricación de herramentales,
rotomoldeo, pintura, producción de mezclas químicas, plegado y soplado plástico.
Por ello, el sector autopartista argentino se caracteriza por la diversidad de
actividades manufactureras involucradas. Alrededor del 60% de las ventas sectoriales
son destinadas al mercado original, el 25% al mercado de reposición (after market) y
el 15% a la exportación y, en promedio, las autopartes constituyen entre dos tercios y
el 80% del costo de fabricación de un vehículo.
Existen alrededor de 200 empresas autopartistas localizadas en el primer y segundo
anillo y alrededor de 400 firmas orientadas al mercado de reposición. El 85% de las
empresas están localizadas en las provincias de Buenos Aires, Córdoba y Santa Fe,
concentrándose el 58% en la primera de ellas. Estas generan aproximadamente
61.000 empleos directos, lo que representa el 5% del empleo industrial del país.
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Figura 4. Cadena de valor automotriz
Partes y piezasSubconjuntos y
Conjuntos
Concesionarios
Acero
Aluminio
Petroquímicos
Vidrio, textiles
y caucho
Otros
Materias
Primas
Industria Autopartista
Sector
Industrial
BásicoComercialización
Producción de
partes y
componentes varios
Tornillos, ruedas,
estampados, forja,
fundición, plásticos
inyectados, etc.
Otros
Ensamble (manual o
automatizado)
Diseño, desarrollo y
ensamblado de módulos
y sistemas (conjuntos)
Producción de
conjuntos
Motor, caja, ejes, etc.
Eta
pa
Pri
nc
ipa
les
Ac
tiv
ida
de
sS
ec
tor
Terminales
Ensamble de Conjuntos y
subconjuntos
Ensamblado de motores,
estampado grandes,
pintura, etc.
Producción de autos
Mercado Reposición
Distribución
Otros
Distribuidores
Terminal / Reposición
Servicios Vinculados
Terciarización de actividades
Logística
Mantenimiento
Exportaciones
Reposición
Terminales
Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de Componentes - AFAC
Dada la heterogeneidad de procesos y materias primas de la actividad productiva, se
encuentran involucrados varios sindicatos. En el caso de las terminales, todas están
encuadradas en el Sindicato de Mecánicos y Afines del Transporte Automotor
(SMATA) excepto una que se encuadra bajo la Unión Obrera Metalúrgica (UOM). En el
caso de los proveedores, un 75% está encuadrado en UOM, un 20% en SMATA y el
resto en el gremio químico, del vidrio, textil, caucho, etc.
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Cuadro 1. Resumen de principales variables del sector autopartista
SECTOR AUTOPARTISTA 2014
Empresas 400
Empleo directo 61.368
Participación en el empleo industrial 5,1%
Valor de Producción (millones us$) 5.850
Participación % en el PBI 0,37%
Participación % en el PBI industrial 3,68%
Exportaciones (millones us$ FOB) 2.184
Participación % en las expo industriales 9,2%
Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de componentes - AFAC
Figura 5. Empleo directo sector autopartista
Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de Componentes - AFAC
La etapa de producción de los vehículos, a pesar de ser una actividad principalmente
de ensamblaje, es claramente capital intensiva en donde la mano de obra tiene una
incidencia en los costos del orden del 5%. En Argentina hay 11 terminales
automotrices (emplean a 32.000 personas), de las cuales 10 ensamblan vehículos,
mientras que 1 sola fabrica transmisiones.
Finalmente, la etapa de comercialización y de servicios de reparación está a cargo de
alrededor de 230 concesionarios oficiales, que ocupan 17.500 empleados (18% del
total de ocupados del complejo).
24
2.2 Comercio exterior
El sector autopartista es, junto con el sector terminal, el tercer sector de la economía
que más exporta, con una participación sobre el total de las exportaciones argentinas
del 13%. Del total producido localmente se exporta el 35%, siendo los principales
destinos: Brasil (60,6%), México (6,8%) y Estados Unidos (6,7%). Las ventas externas
de componentes representan actualmente el 3% de las exportaciones de
manufacturas industriales y explican más del 2% de las exportaciones totales.
En el marco de un entorno macroeconómico favorable y de un fuerte dinamismo de
la demanda mundial y, en particular, de los países emergentes, la evolución de las
exportaciones del complejo automotriz fue muy positiva en el período 2002-2010. En
especial, entre 2002 y 2008 las exportaciones totales de la trama automotriz casi se
triplicaron, superando este último año los 6.000 millones de dólares. Como
consecuencia, las ventas externas del sector incrementaron su participación en las
exportaciones mundiales de 0,2% a 0,6% entre 2002 y 2008. En conjunto, las
exportaciones de vehículos tuvieron un incremento exponencial entre 2003 y 2008 del
384%, triplicando la tasa de crecimiento del total de las exportaciones de Argentina
en ese período. Por su parte, las exportaciones de autopartes crecieron a un ritmo
significativamente menor, mostrando un incremento del 73% entre 2003 y 2008. Los
principales rubros de exportación de este segmento son diversas partes y accesorios
para vehículos, neumáticos y partes de motores, que registraron un aumento de las
exportaciones del 59%, 44% y 61%, respectivamente, entre 2003 y 2008.
25
Figura 6. Exportación de autopartes por grupo de productos – 2014
Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de Componentes - AFAC
Los principales orígenes de las importaciones de autopartes son: Brasil (53,8%),
Alemania (7,4%) y Japón (6,4%). El aprovisionamiento importado es relativamente
mayoritario, registrándose un coeficiente de importaciones/consumo aparente del
orden del 55%. Como se mencionara anteriormente, en el año 2003 se inicia el
período de mayor crecimiento sostenido del sector en términos de empleo,
producción, productividad y monto exportado. Durante este período, se produce una
fuerte ampliación de la escala que posibilitó que los aumentos en la productividad del
trabajo se vean acompañados de un aumento del empleo y de la producción, lo que
no sucedía desde los años sesenta. Sin embargo, se arrastran algunas características
del período anterior tales como el déficit de proveedores de subensambles y partes y
las conductas importadoras de las terminales y del primer anillo de proveedores.
Tal como se señaló, el fuerte dinamismo de la producción y las exportaciones del
complejo fue acompañado por un incremento sostenido de las importaciones; en
particular, en el segmento de autopartistas, se advierte un continuo aumento del
déficit comercial desde 2003 en adelante. Cabe señalar que en el marco de las
sucesivas crisis y reestructuraciones que atravesó el sector desde finales de los 80,
se registró una significativa reducción del número de proveedores, la interrupción de
trayectorias de aprendizaje tecnológico y la pérdida de capacidades productivas y
técnicas previamente acumuladas. En ese contexto, la nueva fase encontró a la
26
industria argentina sin una masa suficiente de proveedores con capacidad para
responder a los nuevos requerimientos de las terminales y los proveedores globales y
al aumento del tamaño del mercado. Por ello, la sustentabilidad del proceso de
crecimiento iniciado después del colapso del régimen de convertibilidad en el sector
automotriz requiere del desarrollo de proveedores para cumplir con las cada vez más
sofisticadas exigencias de la demanda.
Desde la entrada en vigencia del MERCOSUR, y con mayor profundidad desde 2003,
la fabricación de vehículos basó su estrategia en un modelo exportador,
principalmente regional. Ello ha hecho posible una renovación continua de
plataformas exclusivas asignadas a la Argentina, con una mayor especialización
productiva a nivel regional que haga posible una complementación productiva y
comercial con Brasil. Ello permite mejorar sustancialmente la escala productiva de
cada plataforma, alcanzando mayor productividad y competitividad. Desde 2004, de
los 21 nuevos proyectos lanzados por las terminales 17 fueron exclusivos para la
región. De allí la importancia de acceder libremente al mercado brasilero y de
promover mejores y nuevos acuerdos con países latinoamericanos. Como toda
industria de escala, las inversiones en bienes de capital son demasiado grandes
como para soportar bajos niveles de producción en un vehículo.
Por la decisión de las terminales de Argentina de no competir en los modelos de
mayor escala y de venta masiva, la industria local se especializó en vehículos
medianos, utilitarios y pick ups. Más del 70% de la producción de vehículos es de
plataformas que no se producen en Brasil. Estos vehículos tienen comercialmente
una contribución marginal más alta con lo cual es posible alcanzar el punto de
equilibrio a pesar de tener una escala productiva más baja. Luego, el intercambio
entre las filiales de ambos países hace posible que se pueda complementar la oferta
cubriendo todos los segmentos del mercado.
De esta manera, la actividad exportadora de vehículos es una fuerte traccionadora
“aguas arriba” de los demás eslabones productivos. Por ello es que resulta tan
relevante poder continuar produciendo vehículos de manera relativamente
competitiva (en comparación con las alternativas de la región) por el fuerte impacto
directo e indirecto sobre proveedores y el empleo. Sin embargo, persisten las
27
dificultades para incrementar el grado de integración local de los vehículos y en
consecuencia, para disminuir el déficit comercial de autopartes, el que tiende a
aumentar con el incremento de la producción de vehículos.
En la figura 7 se puede observar la elevada correlación entre la producción de
vehículos y las importaciones de autopartes, lo que evidencia restricciones de
carácter estructural. Entre las principales causas se destacan: insuficiente oferta
productiva de autopartes en algunos rubros en calidad/cantidad/tecnología, baja
articulación en la cadena de valor, dificultades en los procesos de nacionalización y
retraso en maduración de inversiones en curso.
Figura 7. Producción de vehículos e importaciones de autopartes 1995 – 2014
(producción en unidades, importaciones en millones de dólares)
Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de Componentes, en base a datos de ADEFA.
28
Cuadro 2. Principales 20 empresas autopartistas
METALSA MIRGOR
PLASCAR ARGENTINA S.A. INDUSTRIAS LEAR
FRIC ROT MAGNETO AUTOMOTIVE
SKF ARGENTINA INDUSTRIAS LEAR ARGENTINA
JOHNSON MATTHEY ARGENTINA VISTEON
MAHLE ARGENTINA CARRARO
GESTAMP CORDOBA MAGNA
ALLEVARD REJNA ARAGENTINA GRUPO TARANTO
GESTAMP BAIRES PILKINGTON AUTOM. ARG.
MANN HUMMEL IND. PLASTICAS ALBANO COZZUOL
Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de componentes – AFAC
2.3 Barreras de entrada a la incorporación de tecnologías
En la industria automotriz y, particularmente en el sector autopartista, predominan
altas “barreras de entrada” tanto de acceso a tecnologías específicas como de tipo
contractual. Más allá del gran crecimiento en los niveles de producción reciente de
las terminales locales, las reducidas escalas de producción por parte de las empresas
locales en comparación a Estados Unidos, Alemania, Japón, China y el Sudeste
Asiático significan una barrera de entrada tecnológica adicional. Por tal motivo, las
empresas (particularmente las firmas del primer y segundo anillo) organizan las series
de producción de la mejor manera posible en cuanto a intensidad de equipamiento y
mano de obra, implicando muchas veces la no utilización de las tecnologías de
producción de vanguardia porque su escala no lo amerita. A este problema se le
antepone la potencialidad del incremento de escala que brinda un volumen de 4
millones de autos al año en todo el MERCOSUR.
La presencia de patentes en diseños específicos y licencias es frecuente en aquellos
productos de mayor complejidad tecnológica (módulos y sistemas) y son claves en el
proceso productivo. En estos casos, las terminales automotrices realizan el proyecto
en forma conjunta con los proveedores globales quienes desarrollan patentes propias
(utilizan estas formas contractuales de acceso a la tecnología como instrumento para
29
protegerlos). Así, muchos autopartistas locales quedan fuera de mercado a pesar de
contar con la capacidad para ofrecer estos productos y predomina la inversión
extranjera directa o los joint-ventures con firmas foráneas que disponen de dichas
licencias de fabricación. A su vez, resulta vital por parte de los autopartistas cumplir
con varios tipos de normas, estándares técnicos y certificaciones de productos para
poder participar en el mercado como proveedores de terminales automotrices. Esto
se debe a que el criterio de calidad es tan relevante a la hora de calificar a sus
proveedores como el factor precio y tiempo de entrega.
Internacionalización de la producción autopartista local
A pesar de la evolución reciente muy favorable en la actividad automotriz, por el lado
autopartista existe un fuerte incremento de la competencia de productos originarios
de extra–zona en el mercado regional, especialmente los asiáticos. Argentina y Brasil
constituyen mercados atractivos, sobre los cuales hay fuerte presión de la oferta
externa y se acrecienta la competencia de unidades provenientes de extra-zona.
En este marco, el modelo enfrenta no pocos desafíos:
Mantener el peso relativo dentro del ciclo de asignación de modelos (disputa
regional con Brasil y México). Sin estas asignaciones se estarían produciendo
vehículos menos modernos que cada vez resultarían de más difícil aceptación por
parte del mercado, tanto local como externo.
Adaptar la producción a los nuevos requerimientos de la demanda. Brasil y
México están más adelantados en materia de nuevas tecnologías por decisión de
terminales de desarrollar capacidades locales de diseño y por adaptación de su
producción a nuevos requerimientos tecnológicos.
Enfrentar un escenario más competitivo en Latinoamérica a nivel productivo y
comercial. Marcas del Sudeste Asiático intensifican inversiones en la región para la
producción (foco en Brasil, Uruguay y México), lo cual alterará la dinámica comercial
intrazona con sus nuevos jugadores y nuevos modelos.
Sostener la mejora de productividad a nivel local. Se observa un incremento
paulatino de los niveles de utilización de la capacidad instalada –en paralelo a la
expansión generada por las inversiones recientes-, pero con situaciones diferenciales
por empresas.
30
2.4 Problemáticas y desafíos
Nuestro país posee buenas perspectivas en el desarrollo de distintas
actividades del complejo automotriz, ya que cuenta con recursos humanos
profesionales de reconocida capacidad científica y también de laboratorios de I+D+i
de primer nivel. En este contexto, el papel del Estado se torna fundamental para
potenciar estas capacidades impulsando nuevas acciones en el área.
Cabe señalar que la falta de demanda por parte de las terminales es un
inconveniente para la posibilidad de generar desarrollos tecnológicos locales en el
sector autopartista. Argentina debe promover los mecanismos necesarios para que
en forma paulatina las terminales y los Proveedores Mega-Globales (PMG) generen
una demanda local de investigaciones científicas y tecnológicas. Ello resulta
fundamental ya que, aunque en nuestro país se estuvieran llevando a cabo
desarrollos propios, se requiere de la decisión de las terminales para su efectiva
aplicación, lo cual sería de muy baja probabilidad de ocurrencia por la gran cantidad
de barreras corporativas existentes. No resulta posible afrontar los altos costos de
I+D en forma independiente de las terminales y PMG, ya que sin la demanda para
una futura aplicación productiva resulta por demás riesgosa semejante inversión.
En la frontera tecnológica mundial: los ejes tecnológicos que surgen como
ejes centrales del desarrollo de la industria automotriz y que definen la tendencia en
la fabricación de vehículos y sus componentes son:
o Reducción de los niveles de contaminación con fuertes y nuevas
regulaciones referidas a la emisión de CO2 y a la contaminación producida por
los medios de transporte. Plantas industriales con inclinación a acreditar
tecnologías no contaminantes es la tendencia que se espera para los próximos
años. La tendencia indica que las normativas para los próximos años serán
verdaderamente exigentes y las multas propuestas por su incumplimiento serán
muy importantes.
o Los problemas ambientales a nivel global han motivado la adopción de
estándares cada vez más estrictos en materia de eficiencia energética y
emisiones, lo que impone retos a la industria, que en realidad se traducen en
oportunidades para su transformación estructural y desarrollo hacia nuevas
tecnologías que permitan mejorar la eficiencia energética de los vehículos. En
31
este sentido, se está evaluando el abanico de posibilidades de la disponibilidad
energética, basada en el análisis de los recursos energéticos que marcan la
tendencia de las tecnologías a futuro y la forma de obtención de energías
alternativas. De allí que se están llevando a cabo distintos desarrollos:
optimización del uso de la energía en vehículos híbridos y eléctricos; paneles
solares; propulsión: vehículos de hidrógeno con pila de combustible, motores
de aire comprimido; vehículos híbridos; vehículos eléctricos; baterías de
vehículos eléctricos e híbridos; químicas posibles para baterías de vehículos
eléctricos (plomo-ácido, níquel- metal, ion-litio).
o Aumento de la seguridad activa y pasiva, que tiene relación directa con la
vida del ser humano y la calidad de la misma frente a situaciones producidas
por accidentes. Desarrollos con futura aplicación en materia de seguridad y la
importancia de la disponibilidad de laboratorios para ensayos relacionados. La
fabricación de airbags de seguridad es un proceso que podría desarrollarse en
el mercado local con tecnologías presentes que aún no han sido utilizadas, por
citar un ejemplo posible.
o Mejoras de las condiciones de confort del conductor y de los pasajeros,
basado en el aprovechamiento de las innovaciones tecnológicas que ofrece la
industria electrónica, la masificación de aplicaciones de internet y conectividad
(TIC específicas).
32
3. IMPORTANCIA DE LOS MATERIALES COMPUESTOS PARA EL
SECTOR AUTOMOTRIZ
Los productos finales necesarios para abastecer a los mercados en forma masiva
requieren de importantes innovaciones tecnológicas que deben contemplar los
siguientes aspectos:
• Bajo costo (para su producción, adquisición y su mantenimiento).
• Seguridad y alto rendimiento desde el punto de vista del almacenamiento de
energía (fundamentalmente orientado a vehículos alternativos).
• Estandarización para la conexión de los vehículos a la red de suministro
energético (fundamentalmente orientado a vehículos alternativos).
• Baja emisión de CO2.
• Control avanzado de la motorización.
• Mejora en la seguridad de las personas transportadas y para el entorno.
• Integración con el sistema de transporte y de logística.
Junto a estas innovaciones tecnológicas, las futuras generaciones de vehículos
requieren esfuerzos en el ámbito de la estandarización de componentes,
modularización de sub-sistemas y nuevos requisitos de fabricación.
La reducción de costos y la capacidad de respuesta a las variaciones de demanda,
serán las fuerzas motrices clave hacia el éxito en la captación de los mercados
masivos.
Los dos principales drivers tecnológicos que surgen como ejes centrales del
desarrollo de la industria automotriz y definen la tendencia en la fabricación de
vehículos y sus componentes son:
Reducción de los niveles de contaminación con fuertes y nuevas regulaciones
referidas a la emisión de CO2.
Fuentes alternativas de energía. Escasez de combustibles fósiles.
Al referirnos a la cuestión ambiental, las regulaciones que sancionaron la Unión
Europea, por un lado, y los Estados Unidos, por otro, pioneros en introducir
normativas en cuanto a la cuestión ambiental, principalmente en lo referido a las
33
emisiones de gases; tienden a ser seguidas por los principales países emergentes,
aunque con ciertos atrasos y/o rezagos.
A nivel internacional no existe un convenio o un tipo de normas que controlen estas
emisiones a nivel global, al igual que ocurre con las normas Euro; lejos de ser así, en
cada zona o país se establecen distintos tipos de normas anticontaminación e incluso
en algunos lugares simplemente no existen o están muy lejos de estar al nivel
europeo.
La normativa europea y americana para los años 2016 y 2018 serán verdaderamente
exigentes y las multas propuestas por su incumplimiento son tan grandes que la
alternativa de no cumplir no puede ser tomada en consideración.
En 2020, el objetivo es que las emisiones sean de 95 g/km, marcando, además, un
objetivo obligatorio de 130 gramos por kilómetro previsto para cumplir en 2015, por
lo que a partir de 2013 se comenzaron a debatir las medidas necesarias para que se
puedan llegar a cumplir estas metas.
La tendencia a la escasez de petróleo y el posible incremento de costos del mismo,
lleva a que las empresas productoras de vehículos desarrollen alternativas de
propulsión más limpias y con otro tipo de uso de los recursos energéticos.
Es por ello que como alternativa a los motores tradicionales (nafta y diésel) se
desarrollan innovaciones en propulsión: motores térmicos, motores eléctricos, aire
comprimido; dando nacimiento a los vehículos híbridos y eléctricos, así como
también innovaciones en piezas con el objeto de reducción de consumo.
En la actualidad, la mayor desventaja de un vehículo eléctrico puro pasa por la fuente
de acumulación de energía eléctrica, que genera un importante costo adicional, suma
un importante peso extra a transportar y, sobre todo, tiene una muy pobre autonomía
frente a las alternativas con motores a nafta o diésel.
34
Figura 8. CO2 – Rendimiento de emisiones de la flota mundial y las normas vigentes o
propuestas ajustado por el ciclo de prueba europeo
Como resultado, se destacan áreas de innovación tendientes a la reducción de peso,
mejoras aerodinámicas y aplicación de nuevos materiales, con el objetivo final de
reducir la emisión de CO2.
Por ello se observa una tendencia hacia la integración de una multiplicidad de
materiales (existentes y nuevos) en la fabricación de automóviles, que implican
fuertes desafíos en materia de diseño, adaptación de procesos productivos y
aplicación de nuevos materiales o mejora de los existentes.
35
Figura 9. Tendencia a la integración de multi-materiales en los automóviles
3.1 El subsector de materiales compuestos
Los materiales compuestos son el resultado de la unión de dos o más materiales
resultando así en uno nuevo cuyas propiedades son superiores a las de los materiales
constituyentes. No son aleaciones. Los materiales constitutivos de un material
compuesto no pierden su identidad luego de la unión de los mismos.
Los materiales constitutivos cumplen funciones distintas en la mecánica de trabajo
del material compuesto. Se distinguen los materiales que cumplen la función de
matriz, es decir, amalgamar al segundo material, el cual se presenta en forma de
fibras, partículas o láminas dispersas en el cuerpo de la matriz. Esta cumple la
función de mantener las fibras o partículas en una posición fija relativa unas de otras,
además de proveerles la protección ante ataques del medio. Las fibras en un material
compuesto tienen la finalidad de soportar las cargas mecánicas (o aún térmicas) y
transmitirlas dentro del compuesto hacia sus soportes.
En el siguiente cuadro puede observarse que existe en los materiales compuestos un
ritmo de crecimiento tres veces mayor que el crecimiento del PBI industrial, de los
36
principales países de Sudamérica, lo que evidencia una sustitución de productos
fabricados con otros materiales tradicionales en la región.
Figura 10. Crecimiento del valor de producción de compuestos y PBI
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Brasil
Por el tipo de proceso productivo que implica la fabricación de piezas o conjuntos
con algún tipo de compuestos, las empresas productoras de piezas de inyección de
plásticos, termoformados y otros, tienen ventajas para la aplicación de estos nuevos
materiales. En muchos casos implicaría solo algunas adaptaciones al proceso
productivo, sin requerir altas inversiones. Las principales empresas que trabaja en la
inyección de plástico en Argentina son:
Cuadro 3. Empresas que trabajan en la inyección de plástico en Argentina
ALTISSIMO S.A. LÈQUIPE MONTEUR
BURKOOL S.A. PLASCAR
FAURECIA PLASTIC OMNIUM
FEIMA S.A. SUDAMERICANA DE PLATICOS
SOPLADOS
IND. PLÁSTICAS ALBANO COZZUOL TESTORI
INTERFORMING S.A. VISTEON
IRAUTO S.A.
Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de Componentes
37
FAURECIA, la compañía es de extensión multinacional, cuenta con innovación y
desarrollo en el uso de materiales compuestos para la producción de partes
automotrices.
IRAUTO (Grupo Antolín, España), Actualmente es líder en la fabricación de
revestimiento interior de techos para la industria automotriz. Sus revestimientos son
fabricados en materiales compuestos de tela alcántara, fibras de vidrio y espuma de
núcleo.
VISTEON, empresa nacida de Ford Motor Co. Es propietaria de varias patentes en el
empleo de los materiales compuestos.
3.2 Requisitos de emisiones de gases de efecto invernadero (CO2) en los
principales mercados mundiales
Las regulaciones del gobierno de los Estados Unidos y Europa continúan generando
restricciones más estrictas sobre las emisiones de gases de efecto invernadero (CO2)
de los vehículos. Para cumplir estos requisitos, los fabricantes de automóviles se
inclinan cada vez más a las nuevas tecnologías. Entre ellas, se encuentran las de los
materiales ligeros tales como plásticos y compuestos.
38
Figura 11. Límites de emisiones de gases de efecto invernadero en los principales
mercados mundiales
Fuente: Boston Consulting Group. Powering autos 2020.
3.3 Estrategias tecnológicas de la industria automotriz para la reducción de
emisiones de gases de efecto invernadero en los próximos años.
Para cumplir con los objetivos de las emisiones para ambos tipos de vehículos,
gasolina y diésel, los fabricantes se ven forzados a utilizar una amplia gama de
alternativas más allá de los centrados en los motores. Las opciones disponibles
tendrán un menor impacto en las emisiones de CO2, pero también cuestan menos.
Ellas incluyen mejorar la aerodinámica y la reducción de la resistencia asociada, que
podría reducir las emisiones en un 5% a un costo adicional de US$100 por cada
vehículo; transmisión de potencia (por ejemplo, control mejorado para transmisión
automática), que podrían reducir las emisiones en un 5 a 10% a un costo adicional de
US$100 a US$200 por vehículo; y manejo de la potencia (por ejemplo, cambiar de
39
mandos mecánicos a accesorios electrónicos), que podrían reducir las emisiones de
3 a 5% a un costo de US$150 a US$250 por vehículo.
Otra herramienta potencialmente de alto impacto es la reducción del peso del
vehículo, alcanzado mediante el uso de materiales ligeros y optimización de
contenido. Medidas de reducción de peso podrían disminuir las emisiones de CO2 en
un 5 a 6% a un costo aproximado de US$500 por vehículo.
¿Cómo los fabricantes de automóviles equilibrarán el uso de estas herramientas para
cumplir con las metas de emisiones de CO2?
Aunque las fábricas en conjunto deben cumplir cómodamente los estándares de
emisiones de 2020, el esfuerzo y los gastos necesarios de las empresas individuales
para alcanzar los objetivos dependerán del punto de partida de cada empresa. Los
fabricantes alemanes, incluyendo BMW, Daimler y Volkswagen, lideran la industria en
innovaciones para diésel y gasolina. La francesa PSA Peugeot Citroën tiene una
posición igualmente fuerte en diésel. Pero tanto en Estados Unidos como los
fabricantes japoneses los están alcanzando y su progreso se refleja en su mayor
actividad de patentes desde el año 2000 hasta el 2010.
40
Figura 12. Tecnologías con potencial de reducción de las emisiones de CO2 para
alcanzar el objetivo de emisiones en 2020
Fuente: Boston Consulting Group. Powering autos to 2020.
Un grupo de fabricantes y proveedores han estado presionando en la construcción de
la propiedad intelectual referente a las tecnologías clave de reducción de emisiones
como la turbo-sobre-alimentación y la súper-alimentación (para diésel y gasolina), la
recirculación de gases de escape, las válvulas y la reducción de peso.
¿Qué tienen para decir los clientes?
La investigación de mercado ha revelado las preferencias de los usuarios a la hora de
elegir las tecnologías de las plantas de propulsión de los automóviles. A
continuación, se observa el cuadro que compara los tipos de plantas motrices
preferidos por los clientes de los principales mercados mundiales. Las tecnologías de
41
las plantas motrices condicionan el peso del vehículo haciéndose necesario el
desarrollo de las estructuras de los vehículos.
Figura 13. Tecnologías alternativas con potencial de reducción de las emisiones de
CO2 para alcanzar el objetivo de emisiones en 2020. Enfoque del cliente
Fuente: Boston Consulting Group. Powering autos to 2020.
3.3.1 Caracterización de los materiales compuestos
Los materiales compuestos son el resultado de la unión de dos o más materiales
resultando así en uno nuevo cuyas propiedades son superiores a las de los materiales
constituyentes. No son aleaciones. Los materiales constitutivos de un material
compuesto no pierden su identidad luego de la unión de los mismos.
42
Figura 14. Materiales compuestos y sus usos en autos
Fuente: Composite Materials and Their Uses in Cars. Part I: What Is A Composite Material?
2015.
Los materiales constitutivos cumplen funciones distintas en la mecánica de trabajo
del material compuesto. Se distinguen los materiales que cumplen la función de
matriz, es decir, amalgamar al segundo material, el cual se presenta en forma de
fibras, partículas o láminas dispersas en el cuerpo de la matriz. Esta cumple la
función de mantener las fibras o partículas en una posición fija relativa unas de otras,
además de proveerles la protección ante ataques del medio. Las fibras en un material
compuesto tienen la finalidad de soportar las cargas mecánicas (o aún térmicas) y
transmitirlas dentro del compuesto hacia sus soportes.
Los materiales compuestos deben cumplir los siguientes criterios para que se los
pueda denominar como tales:
Mantenerse unidos durante su vida útil.
Los materiales constitutivos presentan características físicas, mecánicas y
químicas distintas.
La proporción en masa de las fibras, partículas o láminas es mayor al 5% del
total del compuesto.
Breve clasificación de los materiales compuestos, pudiendo ser en base a:
Material de la matriz:
o Compuestos de matriz polimérica.
o Compuestos de matriz cerámica.
o Compuestos de matriz metálica.
43
Geometría del segundo material, o material de refuerzo, o refuerzo:
o Compuestos reforzados por fibras.
o Compuestos reforzados por partículas.
o Compuestos estratificados.
Material de refuerzo:
o Compuestos de fibras de vidrio.
o Compuestos de fibras de aramida.
o Compuestos de fibras de carbono.
o Compuestos de fibras de termoplásticos.
o Compuestos de fibras metálicas.
o Compuestos de fibras cerámicas.
o Compuestos de fibras naturales.
Las ventajas del empleo de los materiales compuestos se basan en su
comportamiento comparado con los materiales tradicionales a partir de los
requerimientos funcionales para los que han sido diseñados, por ejemplo:
Mayor resistencia a la fatiga.
Altos módulos de elasticidad y resistencia, específicos.
Menor peso estructural.
Resistencia a la propagación de fisuras.
Mayor resiliencia y resistencia al impacto.
Mayor resistencia a la corrosión.
Aislación térmica.
Aislación acústica.
Aislación eléctrica.
Transparencia a las ondas electromagnéticas. Amagnéticos.
Mayor calidad de terminación superficial.
Las principales desventajas que presentan los materiales compuestos comparados
con los materiales tradicionales (metales, madera, hormigón, etc.) es su mayor costo
inicial, cuya contrapartida es su bajo costo de mantenimiento a lo largo de la vida útil.
Otra dificultad es la complejidad de su procesamiento.
44
3.3.2 Reseña histórica
A continuación, se presenta una reseña gráfica extraída del trabajo del Dr. B.
Chehroudi, Director de Ingeniería y Desarrollo de Advance Technology, ex Principal
Scientist and Leader en el Air Force Research Laboratory de la USAF, ex Ingeniero
Jefe de Raytheon y Sr. Research Staff de la Universidad de Princeton.
“Es interesante ver que con el incremento de la normativa, tal como la
economía del combustible, la masa total del vehículo y la del acero disminuyen
y son sustituidos por materiales compuestos. El vidrio E sigue siendo el
refuerzo dominante en los compuestos, pero la fibra de carbono se está
convirtiendo en más popular a medida que sus precios siguen disminuyendo”.
“Así el sector del transporte en particular representa aproximadamente el 25%
de la producción mundial de fibra de vidrio y los coches producidos en los
Estados Unidos pueden contener hasta 100 kilogramos de materiales
compuestos, en comparación con un poco menos de 30 kilogramos de coches
construidos en Europa. Los métodos de procesamiento dependen de la
elección del material de la matriz (termoestable o termoplástica), el volumen
total que se producirá y los requisitos estructurales”.
“Históricamente hablando, en 1953 la división Mobile plásticos de Carlyle
Corporation presentó el primer tejido previamente impregnado. Desde 1953 a
1955 General Motors, trabajando con los productos de Molded Fiberglass
Products Co., lanzó un programa exploratorio con su Chevrolet Corvette
presentando toda su carrocería moldeada en polímero reforzado con fibra de
vidrio (PRFV). En el primer año de producción fueron producidos 300 vehículos
mediante el proceso de bolsa de vacío, una tecnología aeroespacial. El éxito del
Corvette demostró las ventajas de utilizar PRFV en la fabricación de grandes
formas complejas en un volumen relativamente bajo. Este paso gigantesco ha
madurado en 65 millones de kilos de PRFV en componentes de automóviles en
1979”.
45
Figura 15. Componentes de la carrocería de un Chevrolet Corvette, ca.1956
Fuente: General Motors Co.
Figura 16. Se aprecia la ligereza de las piezas fabricadas en compuestos de fibra de
vidrio en el proyecto del Chevrolet Corvette
Fuente: General Motors Co.
46
La evolución del peso de los vehículos en los últimos cincuenta años pasó por etapas
de cambios en la oferta, y en el precio del petróleo, caracterizados por momentos de
precios altos como en los 70, y bajos en los 90. En este último lapso aparecen los
vehículos más pesados con motores nafteros de alta potencia. Entre ellos conviene
mencionar los denominados SUV, Suburban Utility Vehicle, más conocidos en nuestro
país como “los 4x4”. Es un tipo de automóvil basado en la plataforma de una
camioneta (por ej.: Ford Explorer basada en la plataforma Ranger). Más
recientemente, las restricciones dadas por las emisiones han revertido aquella
tendencia retomando la reducción del peso total del vehículo mediante el empleo de
combinación de materiales más livianos.
Figura. 17. Evolución del peso total de un automóvil mediano fabricado en EE. UU. y
principales componentes del peso separados por tipo de material. Variación
porcentual en la década 2000-2010
Fuente: Composite Materials and Their Uses in Cars. Part I: What Is A Composite Material?
2015.
47
Figura 18. Comparación de la distribución del peso de un automóvil mediano
promedio de la década de 1990 y el proyecto Hypercar (Concept Car)
Fuente: Composite Materials and Their Uses in Cars. Part I: What Is A Composite Material?
2015.
3.3.3 Casos de aplicación de los materiales compuestos
3.3.3.1 EVA
Taxi eléctrico construido en materiales compuestos, Singapur. La Technical University
of Munich (TUM) junto con Nanyang Technological University, Admiralty International
y HOPE Technik son asociados en el desarrollo del EVA taxi
Fuente: JEC Journal
48
3.3.3.2 HYUNDAI INTRADO
INTRADO, Concept car desarrollado por Hyundai que obtuvo el premio del jurado de
la exposición internacional JEC París en marzo de 2015.
Fuente: JEC Journal
Su estructura súper liviana, la que le confiere rigidez torsional y flexión, introduce el
empleo de uniones adhesivadas integrando las partes del chasis.
Fuente: JEC Journal
3.3.3.3 HYUNDAI MOTOR EUROPE TECHNICAL CENTRE
Ganador del premio a la innovación en seguridad para el automóvil otorgado por la
JEC París 2015.
49
El desarrollo se trata de la viga de choque del paragolpes delantero mediante el
empleo de perfiles pultrudados de compuesto de hibrido de fibras de vidrio y
carbono con matriz termoplástica.
3.3.3.4 PSA PEUGEOT
Entre los desarrollos de esta compañía francesa se presentan varios desarrollos tal
como se ve en la imagen.
Fuente: PSA Peugeot Citroen
El empleo de materiales compuestos de fibras de vidrio y resinas termorígidas a
escala industrial ha ganado un premio a la innovación también en la JEC París 2015.
Se trata del módulo de piso, parte del BIW (body in white), fabricado mediante el
proceso SMC (sheet molding compound) de prensado y tratamiento térmico que
reduce el tiempo de ciclo del proceso a 2 minutos permitiendo la producción de 900
módulos diarios.
50
3.3.3.5 BENTELER
Hojas de elástico desarrolladas mediante el empleo de compuesto de fibras de vidrio
y matriz de resina poliuretánico.
Fuente: Grupo Benteler
3.3.4 Autopartes que se fabrican actualmente con materiales compuestos
En una breve lista de las partes que son susceptibles de ser fabricadas con
materiales compuestos, ya sea en cortas, medianas o grandes series, se incluyen:
Carrocería
Estructuras de chasis.
Pisos.
Parantes.
Zócalos.
Techos.
Guardabarros.
Paragolpes.
Tapa del compartimento del motor.
Refuerzo de la tapa del compartimento del motor.
Tapas de baúl.
Portones traseros.
Puertas.
Seguridad
51
Elementos de absorción de impactos.
Viga bajo parabrisas.
Barras de absorción de impactos laterales de puertas.
Cajas de baterías.
Motor, transmisión de potencia y trenes
Manifolds de admisión de aire.
Canalización para turbocompresores.
Bandeja de aceite bajo motor.
Bases de motor.
Arboles de transmisión de potencia (Cardan).
Resortes helicoidales.
Hojas para elásticos de ballesta.
Parrilla para rotulas de articulación.
Interior
Paneles interiores de puertas.
Soportes de los mecanismos de ventanillas y cerradura.
Tableros de comando.
Estructuras de los asientos.
Estructura de soporte de parasoles.
Exterior
Panel frontal y parrilla.
Polleras de paragolpes frontales y traseros.
Soportes de radiadores.
Alerones.
Partes de carrocería en general.
52
Figura 19. Autopartes fabricadas con materiales compuestos
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Brasil.
53
4. INCORPORACIÓN DE LOS MATERIALES COMPUESTOS EN LA
INDUSTRIA AUTOMOTRIZ
4.1 Decisión del empleo de materiales compuestos en la fabricación de la
carrocería de un automóvil
El uso de materiales compuestos en lugar de los materiales tradicionales tiene
muchas ventajas considerables. Alcanzar una mayor resistencia con menor peso,
formando formas complejas más fácilmente, alcanzando mayor durabilidad durante
períodos prolongados de tiempo y menor costo de las instalaciones de manufactura
son factores que hacen que los materiales compuestos sean más útiles que los
materiales tradicionales.
Figura 20. Proceso de integración de las tecnologías de los plásticos reforzados a lo
largo del tiempo y su proyección actual
Fuente: Composite Materials and Their Uses in Cars. Part I: What Is A Composite Material?
2015.
Por otra parte, una mayor resistencia a la flexión se podría alcanzar empleando
compuestos con secciones equivalentes en comparación con los de metal. Por lo
tanto, usando metal en lugar de compuesto se agregará peso que podría ser un
54
factor negativo para el producto. Además, los compuestos tienen la capacidad de
integración con el fin de reducir el número de piezas. En otras palabras, muchas
partes de metal podrían sustituirse con solamente una pieza compuesta, por lo tanto,
se reducirían los costos de producción, incluyendo los costos de montaje.
En consecuencia, productos hechos de materiales compuestos son durables, de alta
calidad y rentables en comparación con los materiales tradicionales. En la industria y
los mercados actuales, podrían producirse formas complejas con mayor resistencia,
mayor rendimiento y menor peso, así como menor costo con el fin de optimizar la
relación costo-beneficio.
A modo de ejemplo del análisis del costo del ciclo de vida se presenta el ejemplo de
la producción de automóviles:
Cuadro 4. Costos de pre manufactura
Peso (kg)
Costo medio
del material
(us$/kg)
Total costo
del material
(us$)
Máximo y
mínimo
(us$/kg)
Rango de costo
del material
(us$)
Acero (BIW) 370 1,03 381,1 0,77 – 1,3 284,9 - 481
Fibra de
Carbono (BIW)
148 16,5 2.442 11 - 22 1.628 – 3.256
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Argentina.
BIW son todas las estructuras que se han preparado antes de que el cuerpo del
coche se desplace a la línea de pintura, eso incluye puertas, y tapas de baúl y motor.
Cuadro 5. Costos de la manufactura
Costos de Manufactura Acero BIW (us$) Fibra de carbono BIW (us$)
Mano de Obra 259 240
Equipamiento 423 110
Herramental 325 172
Otros 395 208
Total operaciones 593 264
Total 1995 994
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Argentina.
55
Cuadro 6. Costo del uso del automóvil
Año Acero (BIW)
nafta
consumo
(US gallon)
Costo de
nafta acero
(BIW) (us$)
Valor
Presente
(us$)
Fibra de
Carbono
(BIW)nafta
consumo (US
gallon)
Costo de
nafta Fibra
de
carbono
(BIW) (us$)
Valor
Presente
(us$)
1 761 1.750,3 1.669,32 585,38 1.346,38 1.307,17
2 712,5 1.638,75 1.544,68 548,07 1.260,57 1.188,21
3 712,5 1.638,75 1.499,69 548,07 1.260,57 1.153,60
4 712,5 1.638,75 1.456,01 548,07 1.260,57 1.120
5 712,5 1.638,75 1.413,60 548,07 1.260,57 1.087,38
6 628 1.444,4 1.209,66 483,07 1.111,07 930,5
7 628 1.444,4 1.174,43 483,07 1.111,07 903,4
8 628 1.444,4 1.140,22 483,07 1.111,07 877,09
9 628 1.444,4 1.107,01 483,07 1.111,07 851,54
10 628 1.444,4 1.074,77 483,07 1.111,07 826,74
11 489 1.124,7 812,05 376,15 865,15 625
12 489 1.124,7 788,40 376,15 865,15 606,8
13 489 1.124,7 765,44 376,15 865,15 589,13
14 489 1.124,7 743,14 376,15 865,15 571,07
Total
14
años
8.707 20.026,1 16.398,42 6.697,69 15.404,68 12.637,63
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Argentina.
Asumiendo una vida útil de 14 años y un kilometraje de 275.000 km el consumo
estimado dado el menor peso del vehículo se reduce en un 30% respecto del auto de
estructura de acero (11,00 vs. 8,50 km/lt).
56
Cuadro 7. Costo de disposición post uso de los diferentes vehículos al cabo de su
vida útil
Costo Post uso Acero (BIW)
(us$)
Costo Post uso Fibra de
carbono (BIW)(us$)
Valor futuro (luego de 14
años)
7 29
Valor actual 4,63 19,17
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Argentina.
Cuadro 8. Resultado del análisis (us$ por vehículo)
Mínimo
Acero
(BIW)
Promedio
Acero
(BIW)
Máximo
Acero
(BIW)
Mínimo
Fibra de
Carbono
(BIW)
Promedio
Fibra de
Carbono
(BIW)
Máximo
Fibra de
carbono
(BIW)
Pre
manufactura
284,9 381,1 481 1.628 2.442 3.256
Manufactura 1.995 1.995 1.995 994 994 994
Uso 13.144,14 16.398,42 19.716,19 10.110,66 12.637,63 15.166,08
Post uso 4,63 4,63 4,63 19,17 19,17 19,17
Total costo
Ciclo de Vida
15.428,7 18.779,2 22.196,8 12.751,8 16.092,8 19.435,3
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Argentina.
El costo total de ciclo de vida de las partes estructurales de un vehículo en acero es
US$ 18.779,15 mientras que esta cantidad es de US$ 16.092,8 para la estructura
construida en fibra de carbono. Esto significa que el costo del ciclo de vida de la
estructura de fibra de carbono es sólo un 16% menor que el del acero. Así, el análisis
de costos del ciclo de vida de estos dos coches plantea que el uso de materiales
compuestos de fibra de carbono es razonable para la fabricación.
Las principales tecnologías que han sido identificadas para el presente estudio son:
Construcción sándwich de partes con materiales compuestos.
Desarrollo de producción de materiales compuestos por procesos de molde
cerrado por inyección de la matriz polimérica.
57
Desarrollo de producción de materiales compuestos para procesos de
fabricación de partes por compresión.
4.2 Principales procesos
Los procesos de fabricación de materiales compuestos de matriz polimérica se
pueden dividir en dos grandes bloques: molde abierto y molde cerrado.
Figura 21. Procesos para la fabricación de materiales compuestos
Fuente: elaboración propia.
4.2.1 Enrollamiento filamentario
Enrollamiento filamentario o Filament winding se lo considera el proceso mecánico
más antiguo para la fabricación de materiales compuestos de polímero (FRP)
reforzados con fibras. Se originó en la década de 1950 como una técnica avanzada
MOLDE ABIERTO
ENROLLAMIENTO FILAMENTARIO
MOLDE CERRADO
MOLDEO POR VACIO & INFUSIÓN
LAMINACION CONTÍNUA & PULTRUSIÓN
COMPRESIÓN EN CALIENTE
INYECCIÓN DIRECTA Y ASISTIDA POR VACIO
58
para los casos de motores de cohetes de fabricación. (Koussios, 2004)1. Se compone
de bobinado de fibra o cinta impregnada de resina a un mandril giratorio. Ofrece
numerosas ventajas sobre otras técnicas de producción. Se caracteriza por fracciones
de alto volumen de fibra (entre 60 y 80 %) y la calidad constante del producto
terminado.2
Figura 22. Máquina de Fillament Winding programable para la producción de partes
por enrollamiento filamentar
Fuente: Seifert and Skinner.
Las partes obtenibles por estos procesos son en general cilindros de GNC y árboles
(cardanes) para transmisión de potencia.
Figura 23. Cilindros de GNC y árboles (cardanes) para transmisión de potencia.
Fuente: Seifert and Skinner.
1 S. Koussios. Filament Winding: a Unifed Approach DUP Science, Delft University Press, Delft,
Netherlands (2004) ISBN 90–407–2551–9 2 Tomado de: Advanced Fibre-Reinforced Polymer (FRP) Composites for Structural Application. A volume
in Woodhead Publishing Series in Civil and Structural Engineering. 2013, Pages 187–206
59
4.2.2 Laminación continua y pultrusión
Pultrusión es un proceso de manufactura que convierte refuerzos de fibra y matrices
de resina en compuestos acabados. A diferencia de otros procesos, pultrusión
permite la producción continua en un proceso altamente automatizado, que utiliza un
troquel calentado para dar forma a la pieza de material compuesto. Estas
características hacen que, de los diferentes procesos de fabricación desarrollados en
las últimas cinco décadas, pultrusión ofrece la mejor relación productividad/costo
(Zureick y Scott, 2000)3.
El proceso de fabricación de pultrusión se desarrolló originalmente en los EE.UU.
durante la década de 1950 por Goldsworthy. En los primeros días, se utilizó
pultrusión para producir cañas de pescar, bastones de esquí y bastones bandera para
campos de golf; en la mayoría de las ocasiones combinadas con resinas de poliéster
con refuerzos de fibra de vidrio. Las máquinas pioneras utilizadas entonces eran
bastante diferentes a las utilizadas en la actualidad; algunas tenían un diseño vertical
que comprendía un mecanismo de tracción intermitente (Starr y Ketel, 2000)4 .
Desde entonces, la tecnología de pultrusión se ha desarrollado en varias formas, no
sólo en el proceso en sí mismo, sino también en las materias primas utilizadas; en
particular, en los refuerzos de fibra y matrices poliméricas. Se introdujeron nuevos
tipos y disposiciones más complejas de refuerzos en el proceso, junto con los nuevos
sistemas de matriz, incluyendo una amplia gama de materiales de carga y aditivos. El
tamaño y la complejidad de las secciones transversales de pultrusión ha
evolucionado considerablemente y la industria de los compuestos está produciendo
una serie de piezas que están siendo utilizadas en diversas aplicaciones de la
ingeniería civil.5
3 A. Zureick, D. Scott. Short-term behavior and design of fibre-reinforced polymeric slender members under axial compression Journal of Composites for Construction, 1 (4) (2000), pp. 140–149 4 T.F. Starr, J. Ketel. Composites and pultrusion. T.F. Starr (Ed.), Pultrusion for Engineers, Woodhead, Cambridge, UK (2000), pp. 1–18 5 Advanced Fibre-Reinforced Polymer (FRP) Composites for Structural Applications. A volume in Woodhead Publishing Series in Civil and Structural Engineering. 2013, Pages 207–251
60
Figura 24. Máquina de laminación continúa por el proceso de pultrusión para la
fabricación de perfiles en compuestos de fibras de vidrio
Fuente: Strongwell
Las partes que se producen mediante el proceso de pultrusión son perfiles de
sección abierta y huecas múltiplemente conexas.
Figura 25. Perfiles de sección abierta y huecas múltiplemente conexas
Fuente: Strongwell
4.2.3 Moldeo por vacío e infusión
El moldeo por transferencia de resina (RTM) se está convirtiendo en un nuevo
proceso de fabricación rentable, que ofrece muchas ventajas6. Aumenta su uso,
especialmente con la llegada de preformas textiles avanzadas. El costo del material
con RTM es mucho menor que con otras tecnologías.
6 B. Rackers. Introduction to resin transfer moulding. T.M. Kruckenberg, R. Paton (Eds.), Resin transfer moulding for aerospace structures, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht (1998), pp. 1–24
61
En su forma más básica, el proceso consiste en dos etapas principales: En la primera
etapa, las fibras de refuerzo, es decir, las preformas, están dispuestas y se combinan
en un molde cerrado formando un esqueleto. En la segunda etapa, se lleva a cabo la
transferencia de resina en el molde. Durante este proceso de infusión, la resina fluye
a través de la preforma, humedece las fibras y se polimeriza. Una vez que el material
compuesto desarrolla suficiente estabilidad dimensional, se retira del molde y se
post- cura para completar la reacción. Existe la posibilidad de atrapar aire dentro de la
preforma por la humedad inadecuada. Esta es una de las limitaciones del proceso
RTM7.La producción de partes por infusión se caracteriza para series cortas de piezas
o prototipos.
Figura 26. Perfiles de sección abierta y huecas múltiplemente conexas
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Brasil.
4.2.4 Moldeo por compresión en caliente
Sheet Moulding Compound (SMC) es el material compuesto más común para ser
procesado por moldeo por compresión. La mayoría de las aplicaciones se encuentran
en la industria del automóvil donde se necesita gran volumen de producción de
piezas fuertes, rígidas, ligeras y resistentes a la corrosión, con tiempos de
procesamiento cortos. El moldeo por compresión en láminas (Sheet moulding
compound) es la aplicación con mayor éxito de fibra reforzada en compuestos
termoestables dentro de la industria del automóvil. La técnica ofrece la fabricación de
7Tomado de: Permeability characterization of polymer matrix composites by RTM/VARTM. Progress in Aerospace Sciences. Volume 65, February 2014, Pages 22–40
62
material compuesto con mayor producción a bajo costo, y genera un producto de
"clase A" versátil con suficientes propiedades mecánicas8.
Figura 27. Celda de trabajo típica de la producción automática de partes por el
proceso SMC (sheet molding compound)
Fuente: HC Composite.
Las partes producidas por moldeo por compresión (procesos SMC y BMC) son
características de las grandes series.
Figura 28. Piezas por moldeo por compresión
Fuente: HC Composite
8 Tomado de: Sheet moulding compound (SMC) from carbon fibre recyclate. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. Volume 41, Issue 9, September 2010, Pages 1232–123.
63
4.2.5 Inyección directa y asistida por vacío
El moldeo por inyección fue inventado en 1872, es un método de producción bien
establecido y bien desarrollado para la producción de una amplia variedad de bienes
producidos en masa complejos e idénticos.
Moldeo por transferencia de resina (RTM) es un método eficaz para la fabricación de
piezas de material compuesto, especialmente con geometrías grandes y complejas.
RTM se realiza a baja presión y baja temperatura (típicamente inferior a 5 atm y 100°
C). Dado que el proceso se realiza a una presión baja, el costo de las herramientas
para moldes se ahorra y los costos de fabricación se reducen. RTM se realiza
mediante la inyección de resina termoendurecible y catalizada a través de puertas de
inyección en la cavidad del molde pre-cargado con preforma de fibra porosa9.
La figura 29 muestra una Típica secuencia de producción de partes por inyección de
resina, proceso RTM (Resin Transfer Molding) para series medianas o cortas. Para
series largas se usan procesos automáticos con asistencia de prensas.
Figura 29. Inyección directa y asistida por vacío
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Brasil.
9 Tomado de: Analysis of resin transfer moulding process with controlled multiple gates resin injection. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. Volume 31, Issue 5, 1 May 2000, Pages 407–422
64
Figura 30. Convenciones del proceso Resin Transfer Molding - RTM
Fuente: Dieffenbucher
Figura 31. Piezas que se pueden fabricar empleando el proceso de inyección de
resina RTM
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Brasil.
El proceso de moldeo por transferencia de resina (RTM) y de vacío de moldeo por
transferencia de resina asistido (VARTM) son dos clases de procesos de moldeo
líquido de materiales compuestos que se utilizan ampliamente para la fabricación de
Sistema de Inyección
. Fasermatten: Esteras de fibra
. Preformanlage: Sistema de moldeo
. Vorforming: Preforma
. Harz: Resina
. Geschlossen: Cerrado
. Härter: Endurecedor
.Offen: Abierto
. Fertige bauteile: Componentes acabados
65
materiales compuestos reforzados con fibra de avanzada. En el RTM, el trabajo con la
fibra se realiza en un molde rígido. La resina es inyectada a través de aberturas en
este molde por medio de puertas para saturar completamente la región entre las
fibras. Las preformas en VARTM son ubicadas sobre una placa rígida y el molde se
sella usando una bolsa de vacío flexible.
La presión de vacío extrae la resina en el molde a través de una puerta y asegura que
la bolsa flexible esté sellada adecuadamente alrededor de las preformas10 .
Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM) es un proceso por el cual la resina
se extrae a través de las preformas de fibra en un molde por un solo lado utilizando
un gradiente de presión inducida. Aunque el enfoque de flujo modelo en VARTM es
similar al proceso de moldeo por transferencia de resina (RTM), modelar con VARTM
puede ser significativamente más complejo por la compactación de las fibras y la
naturaleza de doble escala de la preforma de fibra que se presenta en el RTM11.
Figura 32. Proceso de inyección de resina asistida por vacío
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Brasil.
10 Tomado de: The implications of fiber compaction and saturation on fully coupled VARTM simulation. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. Volume 35, Issue 2, February 2004, Pages 159–169
66
Figura 33. Piezas típicas fabricadas por el proceso de inyección de resina asistida por
vacío (VARTM ó RTM light)
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Brasil.
67
5. EJES DE DESARROLLO Y BASES PARA LA REALIZACIÓN DEL
ESTUDIO
En este capítulo se abordarán los resultados provenientes del ejercicio de búsqueda
de publicaciones científicas y documentos de patentes que colaborarán con las
conclusiones a nivel global y doméstico para la Argentina a los efectos de obtener
datos registrables sólidos para la validación de eventuales recomendaciones.
El abordaje tiene como eje central la fabricación de piezas y partes del vehículo con
materiales compuestos, a detallar:
Con fibras de vidrio.
Con fibras de carbono.
Con fibras naturales.
Respecto de los diseños de vehículos, aspecto previo a la definición de éstos,
nuestro país escasamente participa en el desarrollo de los mismos, los que son
definidos en las casas matrices y los centros globales de diseño.
La investigación se desarrolla teniendo como base los resultados de los ejercicios de
búsqueda en bases de datos de publicaciones científicas y documentos de patentes,
con la evolución en el tiempo en Países, Temas, Instituciones, Tecnología, Inventores,
entre otros.
5.1 Análisis de información a partir de publicaciones científicas
5.1.1 Materiales Compuestos con fibras de vidrio
A continuación, se muestran a las principales instituciones que generan trabajos de
investigación relativo a materiales compuestos con fibras de vidrio y sus
vinculaciones, que demuestran la multiplicidad de enfoques y grado de
complementariedad en el desarrollo de los ensayos y la discusión de los resultados.
68
Figura 34. Mapa de redes de colaboración entre instituciones relacionadas con la
industria de los compuestos poliméricos reforzados por fibras de vidrio
69
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
Se destaca la producción de las universidades de Malasia mostrando una red propia
seguramente vinculada a la expansión económica del país, así como a la fuerte
presencia de compañías petroleras.
Se observa la concurrencia entre las instituciones universitarias y centros
politécnicos, por una parte, y empresas de la industria automotriz como es el caso de
PSA Peugeot.
También vale mencionar la emergencia de universidades e instituciones del Brasil
como fuente de estudios en el desarrollo de estos materiales, por ejemplo, la
Comisión de Energía Atómica. Brasil es hoy uno de los mercados que han extendido
el uso de los materiales compuestos en la industria aeronáutica (Embraer) y
automotriz.
A continuación, se presentan gráficos indicadores de la cantidad de trabajos
presentados por año, por cada país, y las principales tecnologías abordadas.
Se observa que, a pesar de una caída de producción de trabajos en el período 2008-
2009, presumiblemente debido a la crisis económica en tales años, a partir de ese
lapso se dio una revalorización de aquellos estudios, superando aún a períodos
anteriores a aquella crisis.
Se presentan las principales instituciones en la producción de material de estudio,
coherente con el diagrama de relaciones entre instituciones.
70
Dentro de los principales países que lideran la producción de contenido en los
estudios vemos a los Estados Unidos junto a la India y a Alemania. Las tecnologías
abordadas principalmente son relativas a la investigación básica en materiales y, en
menor medida, a la ciencia aplicada por la ingeniería.
Figura 35. Cantidad de registros relativos a los compuestos de fibras de vidrio
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
Resulta del análisis del número de publicaciones relativas a los compuestos con
fibras de vidrio que antes de la crisis de 2007/8 se publicaban trabajos de
investigación. Luego de dicha crisis el interés se renovó y siguió la tendencia del
resto de los materiales compuestos, en este caso acerca de mejoras de composición
de los vidrios usados.
71
Figura 36. Principales instituciones con mayor cantidad de
publicaciones
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
Se destaca una gran atomización de las instituciones que realizan publicaciones,
indicando que la temática de investigación es tratada principalmente por varias
universidades del mundo.
La Universidad de Putra, Malaysia, es la institución que más publicaciones ha
presentado en los últimos diez años y, coincidentemente con el grafico de redes, es
una de las instituciones que más fuertemente se vincula con otras universidades.
Figura 37. Cantidad de publicaciones científicas por país
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
72
Se destaca una gran atomización de los países que realizan publicaciones, lo que se
condice con la cantidad de universidades que investigan el tema. Si bien Estados
Unidos e India ocupan los principales puestos, Brasil emerge en el ranking con un
número no menor de publicaciones. Brasil cuenta con la principal empresa fabricante
de fibra de vidrio de América Latina que por los años 70 se encontraba instalada en
Argentina.
Figura 38. Principales áreas temáticas con mayor cantidad de publicaciones
científicas
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
Se puede observar que se continúa en un fuerte estado de investigación de los
materiales y, en segunda instancia, la aplicación a la manufactura.
73
Figura 39. Principales temas abordados en las publicaciones relativas a los
compuestos de fibras de vidrio
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Innovation.
En la figura 39 se observan que los tópicos de mayor interés son los relativos a
procesos relacionados con compuestos de fibra de vidrio.
Los principales temas de interés para la industria autopartista son los relacionados
con:
Las hojas de elásticos de ballesta que reemplazarían a sus predecesores de
acero.
El empleo de materiales compuestos para la fabricación de materiales
abrasivos para frenos de vehículos.
El empleo de termoplásticos para la fabricación de compuestos de fibras de
vidrio y PA66.
El estudio del comportamiento al impacto de diversos compuestos de fibras
de vidrio (termorrígidos y termoplásticos).
Los problemas surgidos del mecanizado de los compuestos termoplásticos de
fibras de vidrio.
El comportamiento de las uniones adhesivadas.
El empleo de elementos de absorción de energía de choque para automóviles.
74
El empleo de elementos de absorción de energía de choque para automóviles
usando compuestos híbridos con fibras naturales.
5.1.2 Materiales compuestos con fibras de carbono
Figura 40. Mapa de redes de colaboración entre instituciones relacionadas con la
industria de los compuestos poliméricos reforzados por fibras de carbono
Se destaca en este tipo de materiales el liderazgo de la empresa Lamborghini en el
desarrollo de la producción de autos de alta performance de calle (Diablo, Aventador).
75
Como antes, vemos que destacadas empresas alemanas como VW y Huntsman
colaboran con varias universidades alemanas e inglesas.
Estados Unidos, la República Popular China y Corea del Sur lideran activamente los
trabajos en las actividades de investigación y desarrollo de los compuestos de fibras
de carbono.
Fuente: Elaboración propia con Thomson Data Analyzer
También se aprecia la relación entre universidades norteamericanas y chinas, como
se ve en el gráfico, junto a la universidad de Sydney, Australia y la universidad de
Nagoya, Japón.
76
Se desprende la importancia de la vinculación y colaboración en los trabajos. Más
abajo se muestra la cantidad de trabajos encontrados en el análisis de las ecuaciones
de búsqueda, siendo líderes las universidades chinas y coreanas.
Figura 41. Cantidad de estudios publicados en el período 2005-2015 ordenados por
año
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
Se aprecia el creciente interés en los compuestos de fibra de carbono dada la
amplitud de posibilidades al ofrecer variaciones de módulo de elasticidad y
resistencia que permiten ampliar las aplicaciones en la industria autopartista. En 10
años se triplicaron los trabajos sobre la materia.
77
Figura 42. Principales organizaciones donde se originaron los estudios publicados
durante el período 2005-2015. Cantidad de trabajos publicados en el período por cada
institución
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
Se destaca una gran atomización de las instituciones que realizan publicaciones,
indicando que la temática de investigación es tratada ampliamente por muchas
instituciones del mundo.
Figura 43. Cantidad de estudios publicados en el período 2005-2015 ordenados por país de
origen
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
78
Al igual que en fibra de vidrio el ranking es liderado por Estados Unidos, pero
aparecen grandes jugadores como China y Japón. Existe una gran atomización entre
los países que publican. Ningún país latinoamericano aparece entre los principales.
Figura 44. Principales temas de los estudios publicados en el período 2005-2015
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
Si bien las temáticas sobre compuestos son relativamente nuevas, se destacan las
áreas de investigación, relacionadas con las de aplicación a la manufactura.
79
Figura 45. Temas abordados por las publicaciones relativos a los compuestos de
fibras de carbono
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
Del mismo modo que se visualizó para los trabajos relativos a los compuestos de
fibra de vidrio, se aprecia que los estudios en fibra de carbono son, en su mayoría,
dirigidos a temas de investigación básica de los materiales y luego a las tecnologías
de las ciencias aplicadas.
Los estudios más destacados se relacionan a los siguientes tópicos:
Resinas y matrices cerámicas y de aluminio. Compuestos de fibras de
carbono y su aplicación en autopartes.
Resistencia a la abrasión. Estudio de las características tribológicas de los
compuestos de fibras de carbono (p. ej.: placas de frenos).
Detección de las fallas. Análisis de los modos de falla de los compuestos de
fibra de carbono y su empleo en la industria aeronáutica y automovilística.
Fabricación de automóviles, siendo de interés el desarrollo de fibras a más
bajo costo de producción que permita reducir el costo final de los automóviles y
ampliar el uso de estas fibras.
Uniones adhesivadas y mecanizadas.
Análisis de impacto y modo de colapso, especialmente en cuanto a la
seguridad de los pasajeros.
80
5.1.3 Materiales compuestos con fibras naturales
El relevamiento de los estudios y artículos técnicos cubiertos en este apartado no
reflejan aún cabalmente los alcances de las aplicaciones de las fibras naturales y
cargas del mismo origen, siendo necesario restringir aún más las ecuaciones de
búsqueda.
De todos modos, se observa que la cantidad de trabajos en este tópico son menores
en relación a los correspondientes a las fibras sintéticas y de vidrio.
Es de mencionar, sin embargo, los temas abordados, entre otros:
Fibras naturales, características de las fibras y de los tejidos (no tejidos)
desarrollados. Estudio de la amplia diversidad de fibras y su preparación para uso en
compuestos.
Resina epoxi, adherencia. Compuestos híbridos de fibras de jute y palma.
Moldeo por compresión, y la conductividad eléctrica de los compuestos de
fibras naturales.
Reciclado de fibras.
Módulo de tensión de los cabos de fibras naturales.
Figura 46. Temas abordados por las publicaciones, relativos a los compuestos de
fibras de origen natural
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
81
5.2 Análisis de información a partir de patentes de invención
5.2.1 Materiales compuestos con fibras de vidrio
Se destaca la República Popular de China como el principal actor en el desarrollo de
compuestos de fibras de vidrio, dado que la industria automotriz en dicho país se
halla en franco crecimiento necesitando proteger sus innovaciones. Las empresas y
las universidades chinas invierten en desarrollo tecnológico, entre ellas se pueden
mencionar a Hyundai Motor Comp., Toyota Motor Corp. y Mitsui Chemical Inc.
82
Figura 47. Mapas de redes que vinculan a los actores solicitantes de patentes
relacionados con la industria de los compuestos poliméricos reforzados por fibras de
vidrio
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
83
Figura 48. Principales organizaciones con mayor cantidad de solicitudes de patentes
en el período 2005-2015
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
Existe una gran atomización de organizaciones que trabajan en la temática,
destacándose a Hyundai como la única terminal automotriz dentro de los diez
primeros, la cual no está radicada en Argentina.
84
Figura 49. Áreas tecnológicas con mayor cantidad de solicitudes de patentamiento
por países
Fuente: Elaboración propia con Thomson Innovation
China es el principal país en donde se realizan las patentes, seguido por lejos por
Japón. Las principales temáticas son:
IPC Descripción
C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones
basadas en monómeros polimerizables.
C08F Pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos.
C08G
C09 Filamentos o fibras artificiales.
D01F Composiciones para el tratamiento de textiles.
C08K UTILIZACIÓN DE SUSTANCIAS INORGÁNICAS U ORGÁNICAS NO
MACROMOLECULARES COMO INGREDIENTES DE LA COMPOSICIÓN (colorantes,
pinturas, pulimentos, resinas naturales, adhesivos).
B29C CONFORMACIÓN O UNIÓN DE LAS MATERIAS PLÁSTICAS; CONFORMACIÓN O
UNIÓN DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL; POSTRATAMIENTO
DE PRODUCTOS CONFORMADOS.
Las principales áreas tecnológicas en donde se está protegiendo más en estas
tecnologías están relacionas con las que muestra el siguiente gráfico:
85
Figura 50. Principales áreas tecnológicas donde más se patenta
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Innovation.
Si bien el principal tema es general “Compuestos que contienen fibra de vidrio”, es
decir, aplica a todas las industrias, el segundo, B60R 13/02-08, hace referencia en
forma específica a vehículos o sus partes, aislamientos, molduras decorativas. Esto
denota el creciente interés en la aplicación de este tipo de materiales en los vehículos
con el fin de la disminución del peso.
Listado de los temas abordados en las patentes:
IPC Descripción
C08K07/14 Compuestos que contienen fibras de vidrio en términos generales.
C08K13/02-04-06-
08
Compuestos que incorporan elementos no clasificados o no
explicitados.
C08L 67/02 Resinas de poliésteres, PET, PBT modificados para aumentar su
resistencia al envejecimiento, la corrosión, al calor o incrementar su
capacidad antiestática.
C08L 77/02-06 Poliamidas (nylon 6 ó 66) reforzadas y modificadas para aumentar su
resistencia al fuego por adición de componentes inorgánicos,
resistencia mecánica, y a la corrosión.
B29C 47/92 Procesos industriales de transformación mediante conformación,
86
moldeo por extrusión.
B60R 13/02-08 Vehículos o sus partes, aislamientos, molduras decorativas.
Figura 51. Cantidad de patentes registradas por año, en el período 2005-2015.
Clasificadas por tecnología
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Innovation
Se aprecia que la evolución del registro de patentes ha crecido en la última década
mostrando el interés en la mejora de los materiales usados como matrices en sus
atributos para la seguridad de los vehículos. La mayor cantidad de patentes
referencia hacia la aplicabilidad, es decir, el mejoramiento de los procesos
industriales (tecnología de procesamiento del compuesto).
87
5.2.2 Materiales compuestos con fibras de carbono
Figura 52. Mapas de redes que vinculan a los actores solicitantes de patentes
relacionados con la industria de los compuestos poliméricos reforzados por fibras de
carbono
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
Se destaca la República Popular de China como el principal actor en el desarrollo de
compuestos de fibras de carbono, dado que la industria automotriz en dicho país se
88
halla en franco crecimiento necesitando proteger sus innovaciones. Sin embargo, lo
que se aprecia es una gran atomización de la producción intelectual con pocas redes
de complementación e integración de los trabajos.
A diferencia del proceso en China, en Japón se observa una actividad importante por
las automotrices de alcance global como son Toyota, Honda, Toray y Mitsubishi. En
particular, Honda es líder en la industria de motocicletas, lo que explica en parte la
cantidad destacable de patentes y su virtual aislamiento al no cooperar con otras
instituciones.
Son de mencionar Alemania a través de BMW y Corea del Sur, que se ve
representada por Hyundai.
Figura 53. Principales organizaciones con mayor cantidad de solicitudes de patentes
en el período 2005-2015
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
En la figura 53 se destacan las empresas globales japonesas. Aparecen varias
empresas fabricantes de automóviles demostrando interés en la temática y la
empresa autopartista ZF que tiene sede en Argentina y en Brasil.
89
Además, la empresa TORAY Industries es una de las fabricantes de fibra de carbono
más importante del mundo, y contribuye activamente a la investigación y
aplicabilidad de compuestos.
Entre las tecnologías principales sujetas a la producción de patentes se destacan:
IPC Descripción
B32B 27/12 Dirigido a los laminados estratificados con capas filamentosas.
B60R Aplicación a partes de las instalaciones de visión óptica, protección o
seguridad, maleteros, otras instalaciones eléctricas. Partes de
embellecimiento.
B62D25/20 Principalmente para aplicación a carrocerías y chasis.
C08K 03/04-
22-34 07/06
Compuestos que contienen fibras (de carbono) en términos generales.
C08K 13/04-06 Compuestos que incorporan elementos no clasificados o no explicitados.
C08L 63/00 Resinas epoxi, modificados para aumentar su resistencia al envejecimiento,
la corrosión, al calor o incrementar su capacidad antiestática.
C08L 77/02 Poliamidas (nylon 6 ó 66) reforzadas (con fibras de carbono) y modificadas
para aumentar su resistencia al fuego por adición de componentes
inorgánicos, resistencia mecánica, y a la corrosión.
90
Figura 54. Áreas tecnológicas con mayor cantidad de solicitudes de patentamiento
por países
Fuente: Elaboración propia con Thomson Innovation.
Nuevamente, China es el principal país en producción de propiedad intelectual en
esta temática, seguido por Japón. Vale destacar que China sigue investigando sobre
los laminados, siendo Japón vanguardista en la aplicación de los mismos en los
procesos de producción; con aplicación específica en carrocerías y chasis.
91
Figura 55. Cantidad de patentes registradas en el período 2005-2015 clasificadas por
tecnología
Fuente: Elaboración propia con Thomson Innovation
Figura 56. Cantidad de patentes registradas por año, en el período 2005-2015.
Clasificadas por tecnología
Fuente: Elaboración propia con Thomson Innovation
Se aprecia un crecimiento del registro de patentes en los últimos cinco años, que
dispara el interés principalmente por la combinación de la fibra de carbono con otras
resinas y aditivos. Aparece una tendencia creciente en los tres últimos años hacia la
aplicación en piezas de prevención (seguridad pasiva, Ej. ignífugas) y varias partes de
vehículos de motor, esto potenciado principalmente por su utilización en maquinarias
agrícolas.
92
5.2.3 Materiales compuestos con fibras naturales
Figura 57. Mapa de redes que vinculan a los actores solicitantes de patentes
relacionados con la industria de los compuestos poliméricos reforzados por fibras
naturales
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
La mayor vinculación está plasmada por la empresa SABIC, una de las petroquímicas
más grandes del mundo, con varias universidades ubicadas principalmente en Brasil
(país con un potencial altísimo para la fabricación de fibras naturales). En segundo
término podemos ver el interés de varias organizaciones chinas en la materia pero
con interconexiones muy aisladas, a diferencia de las de SABIC.
93
Entre los principales actores de la producción de propiedad intelectual en el período
2005-2015 se encuentran dos grandes países con fuertes industrias de fibras
naturales como son China y Brasil. Además, se destaca que tanto las empresas como
las universidades realizan investigación y patentan sobre la temática.
Figura 58. Principales organizaciones con mayor cantidad de solicitudes de patentes
en el período 2005-2015
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
Se destaca que luego de China aparecen varias organizaciones de Brasil patentando
sobre compuestos con fibras naturales. Esto denota una ventaja competitiva para
aquellos países que serán productores naturales de las fibras, ocasionando que en
principio algunas potencias mundiales como Japón, Corea del Sur, Alemania, Estados
Unidos no se vuelquen a su investigación y aplicabilidad (Por no contar con el recurso
natural).
94
Figura 59. Principales organizaciones en su participación en la producción de
propiedad intelectual en los compuestos de fibras naturales
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Innovation.
En los últimos años se ha visto incrementado el interés por este tipo de compuestos,
siendo desde sus inicios la Universidad Estadual de Campiñas (Brasil) la principal
impulsora de la temática junto con la organización SABIC, que tal como vislumbra el
grafico de redes, tienen una estrecha vinculación.
Vale destacar que en los últimos tres años China comenzó muy fuerte con el registro
sobre este tipo de compuestos. La japonesa Toyota (fabricante de automóviles)
también incrementó su interés.
95
Figura 60. Cantidad de patentes registradas en el período 2005-2015 clasificadas por
tecnología
Fuente: Elaboración propia a partir de Thomson Data Analyzer.
Las principales tecnologías comprendidas por las patentes son:
IPC Descripción
B60R 13/00-02-08 Aplicación a partes de las instalaciones de visión óptica, protección o
seguridad, maleteros, otras instalaciones eléctricas. Partes de
embellecimiento.
B62D 25/20 Principalmente para aplicación a carrocerías y chasis.
B32B27/02-12-
37/10
Dirigido a los laminados estratificados con capas filamentosas.
C08K 03/34-07/14 Compuestos que contienen fibras (naturales) en términos generales
C08L 77/00-02 Poliamidas (nylon 6 ó 66) reforzadas y modificadas para aumentar su
resistencia al fuego por adición de componentes inorgánicos, resistencia
mecánica, y a la corrosión.
96
6. MATERIALES COMPUESTOS: PERSPECTIVAS Y DESAFÍOS EN
LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ
Durante las últimas décadas, la industria automotriz ha venido enfrentando desafíos
crecientes en cuanto a las exigencias de los consumidores – y de las regulaciones
gubernamentales – con respecto a la seguridad y la sustentabilidad ambiental de los
vehículos. En ambos casos, el peso y la resistencia de los materiales con los que
están fabricados son esenciales para un buen desempeño. En cuanto a seguridad y a
la sustentabilidad ambiental, es bien sabido que cuanto más liviano es un vehículo
menor será su consumo de combustible y por ende disminuirá la contaminación.
La convergencia de ambas exigencias ha colocado a la industria frente a un gran
desafío: cumplir las normas de consumo de combustible requiere reducir la masa del
vehículo (o sea, materiales más livianos), pero, paralelamente, la seguridad
incremental necesita materiales de mayor resistencia para la estructura de los autos.
El reto comenzó a ser, y continúa siendo, lograr materiales cada vez más resistentes
y livianos al mismo tiempo, que superen a los aceros tradicionales. Todo esto, por
supuesto, a costos cada vez más competitivos.
Claramente, el crecimiento de los materiales compuestos en el mercado automotriz
se deberá principalmente a cuatro factores:
En primer lugar, la constante demanda de vehículos eficientes en consumo de
combustible, principalmente para reducir el peso, debido a su ligereza y rigidez.
En segundo lugar, las regulaciones ambientales para bajas emisiones de CO2 y
la eficiencia de combustible en la UE y los EE.UU. Estas medidas dictan vehículos
más eficientes a partir del año 2015.
En la UE, la meta de 2015 para las emisiones de CO2 promedio es de 130 g/km y la
meta para el año 2020 se reduce a 95g/km. En los EE.UU., el gobierno de Obama dio
a conocer los estándares aún más altos Corporate Average Fuel Economy (CAFE), en
2012, donde los fabricantes de automóviles requieren aumentar la eficiencia de
combustible promedio de los nuevos coches y camiones a alcanzando una meta de
54,5 millas por galón para el año 2025.
97
El programa CAFE tiene como objetivo mejorar la economía de combustible y reducir
las emisiones de gases de efecto invernadero que se traducirán en un ahorro de más
de $ 1,7 billones de dólares en demanda de combustible y la reducción del consumo
de petróleo de Estados Unidos por 12 mil millones de barriles.
Los fabricantes de automóviles han respondido a las regulaciones de baja emisión
con la reducción de peso del vehículo con el uso de componentes compuestos, así
como con la reducción motores en el segmento de baja y media.
En tercer lugar, el aumento de la demanda de vehículos eléctricos e híbridos
en el que los materiales compuestos han sido el socio ideal para encontrar la mejor
opción en cuanto a materiales ligeros sustituto de acero pesado y hierro en todo tipo
de vehículos.
En cuarto lugar, se observa una tendencia hacia la integración de una
multiplicidad de materiales (existentes y nuevos) en la fabricación de automóviles,
que implican fuertes desafíos en materia de diseño, adaptación de procesos
productivos y aplicación de nuevos materiales o mejora de los existentes.
Figura 61. Tendencias de la industria automotriz
Fuente: Lucintel. “Strategic Growth Opportunity in Composites Industry”. April 2014.
98
Como resultado, se destacan áreas de innovación tendientes a la reducción de peso,
mejoras aerodinámicas y aplicación de nuevos materiales, con el objetivo final de
reducir la emisión de CO2.
Las ventajas del empleo de los materiales compuestos se basan en su
comportamiento comparado con los materiales tradicionales a partir de los
requerimientos funcionales para los que han sido diseñados, por ejemplo:
Mayor resistencia a la fatiga.
Altos módulos de elasticidad y resistencia, específicos.
Menor peso estructural.
Resistencia a la propagación de fisuras.
Mayor resiliencia y resistencia al impacto.
Mayor resistencia a la corrosión.
Aislación térmica.
Aislación acústica.
Aislación eléctrica.
Transparencia a las ondas electromagnéticas. Amagnéticos.
Mayor calidad de terminación superficial.
Por otra parte, el alto costo de algunos de los materiales compuestos empleados,
especialmente la fibra de carbono, y las dificultades en la reparación y reciclaje, han
sido uno de los puntos clave del trabajo en los últimos años, a los fines de evitar
propiciar su penetración en un mayor volumen y a los segmentos de automóviles de
gama baja donde el costo y las escala son cruciales.
La principal desventaja que presentan los materiales compuestos comparados con
los materiales tradicionales (metales, madera, hormigón, etc.) es su mayor costo
inicial, cuya contrapartida es su bajo costo de mantenimiento a lo largo de la vida útil.
Otra dificultad es la complejidad de su procesamiento.
Desafíos de piezas de material compuesto:
Infraestructura existente a base de metal (acero) diseño, prototipos,
herramientas, fabricación, unión, pintura, reciclaje.
99
Modelado predictivo.
Enfoque de diseño holístico necesario.
Reducir el tiempo de ciclo de fabricación (por ejemplo, piezas de fundición vs.
estampadas).
Costo de materiales.
Estandarización de materiales (productos básicos vs. material de ingeniería).
Por último, pero no menos importante, la fuerte posición de las empresas
siderúrgicas en el sector del automóvil como los principales proveedores de
materiales de carrocería, motor y tren motriz, en conjunto con una fuerte inversión
existente de los fabricantes de automóviles en líneas producción metálicos, impide la
fácil sustitución de metal con materiales compuestos .
Figura 62. Limitaciones de los materiales compuestos para ofrecer mejores
soluciones
Fuente: Lucintel. “Strategic Growth Opportunity in Composites Industry”. April 2014.
100
Figura 63. Limitaciones: piezas de fibras de carbono son cinco veces más costosas
que las piezas de acero
Fuente: Lucintel. “Strategic Growth Opportunity in Composites Industry”. April 2014.
Las claves son:
Reducción de precio, debido a un mayor volumen y economías de escala.
La introducción de reciclaje.
Los procesos de reparación que requieren de mayor experiencia en ingeniería.
Mejora de la ecuación económica que permitirá nuevas inversiones tanto en
productos finales como en insumos, que permitirá superar las restricciones
existentes y desarrollar nuevos usos y aplicaciones acordes a las nuevas regulaciones
y estándares.
101
Figura 64. Las cinco mejores áreas para la innovación y proyectos de I&D en
materiales compuestos para atender las necesidades del mercado
Fuente: Lucintel. “Strategic Growth Opportunity in Composites Industry”. April 2014.
6.1 Estrategia de reducción de peso
Los fabricantes de materiales compuestos, apuntan a lograr para la década 2025-
2035 hasta un 30% de participación en el peso total de la estructura del vehículo,
obteniendo así un reducción del consumo de combustible de hasta 50%, junto a
otras mejoras en el empleo de combustibles GNC.
Es una tendencia la estrategia de los fabricantes llamada “múltiples materiales” la
que da importancia no solo a la performance del vehículo sino también a la
producibilidad y a la disposición final al cabo de la vida del mismo.
La estrategia de reducción de peso se puede dividir en:
Reemplazo del material más pesado por otro de menor densidad o el
reemplazo por un material de mayor resistencia con menores espesores.
Optimización de la geometría del elemento resistente de modo de conferirle
mayor rigidez debido a su forma.
Concepción del sistema en lugar de la pieza a través de la integración de
partes distintas.
102
Cambio de los requerimientos del diseño ya sea por exigencia de las
regulaciones gubernamentales o por variaciones en las expectativas de los clientes.
En todo caso, la complejidad del diseño es cada día mayor involucrando centros
tecnológicos de avanzada, como se ha visto más arriba, la integración de varios
fabricantes en el desarrollo de plataformas comunes para reducir el costo de
desarrollo y fomentar la complementariedad, la reducción del costo de los procesos
de producción y los equipos necesarios para los mismos.
6.2 Potencial de exploración de ventaja comparativa producto del desarrollo de
fibras naturales
La sociedad mundial avanza hacia una economía "verde", basada en la eficiencia
energética, y es aquí donde se presenta una triple oportunidad: las materias primas
renovables en los productos polímeros, los procesos industriales que reducen las
emisiones de dióxido de carbono y materiales reciclables que reduzcan al mínimo los
desechos.
Las fibras naturales son un recurso renovable por excelencia. Su producción,
procesamiento y exportación tienen gran importancia económica para muchos países
en vía de desarrollo, resultando vital para la subsistencia y la seguridad alimentaria de
millones de pequeños agricultores y procesadores.
Los principales actores de la producción de propiedad intelectual en el período 2005-
2015 son dos grandes países con fuertes industrias de fibras naturales como son
China y Brasil.
De América Latina, Brasil es el único país que a nivel gobierno, universidad y empresa
está investigando sobre compuestos, tratando de explotar una ventaja competitiva a
través de las fibras naturales.
103
Una de las empresas petroquímicas más grandes del mundo, SABIC, lidera la red de
vinculaciones con universidades y centros de investigación, con principal base en
Brasil (Universidad Estadual de Campinias).
En los últimos tres años, China comenzó muy fuerte con el patentamiento sobre este
tipo de compuestos, sumándose a la aparición de la japonesa Toyota.
La ventaja competitiva de los países que por recursos naturales puedan ser
productores de fibras (Brasil, China), ocasiona, en principio, que algunas potencias
mundiales como Alemania, Estados Unidos, Corea del Sur y Japón no se vuelquen a
su investigación y aplicabilidad.
Las fibras naturales tienen emisiones neutrales de dióxido de carbono. Al procesarlas
se crean residuos que pueden ser utilizados en materiales compuestos para la
construcción de viviendas o para generar electricidad. Y al final de su ciclo de vida
son 100% biodegradables. Entre los aspectos positivos de la utilización de las
mismas se destacan:
Bajo impacto ambiental de la producción de fibras naturales en comparación
con la producción de fibra de vidrio.
Energía y créditos de carbono del final de la vida de las fibras naturales por
incineración.
Si bien el mercado mundial de fibras naturales hoy es pequeño, Argentina tiene el
potencial para explotar los recursos naturales y poder producir productos reforzados
con fibras naturales y ser exportador de las mismas.
6.3 Oportunidades y Amenazas
La tendencia global en el empleo de materiales compuestos, objeto de la
investigación, y su aplicación en la ingeniería del transporte, es de crecimiento en las
dos próximas décadas.
Se detectan oportunidades en el desarrollo de materiales compuestos cuyas
propiedades serán incrementadas respecto de los de sus tipos actuales.
104
Especialmente la resistencia mecánica de las fibras sintéticas, y mejoras en las
matrices poliméricas, tales como cortos períodos de curado, bajos picos exotérmicos
y altas resistencias.
En cuanto a los procesos, las oportunidades se vislumbran en el desarrollo de
la RTM (Moldeo por Transferencia de Resina) de alta presión buscando la reducción
en el tiempo de ciclo a menos de 10 minutos. También en la mejora de la tecnología
de mecanizado de compuestos; y el desarrollo de termoplásticos reforzados con
fibras continuas.
Asimismo, el desarrollo de la tecnología del reciclado de los compuestos de
fibras carbono representa una oportunidad dado que se encuentra en los principios
de investigación.
Figura 65. Oportunidades de los materiales compuestos en la industria automotriz
Fuente: Lucintel. “Strategic Growth Opportunity in Composites Industry”. April 2014.
En síntesis, el mercado global de materiales compuestos se estima en $ 24,3 mil
millones en 2014, y se prevé que crezca un 5,8% la tasa de crecimiento anual
compuesto (CAGR) en próximos cinco años para llegar a ~ $ 34,1 mil millones en
2020, donde se espera que los materiales compuestos en la industria automotriz
puedan tener una tasa de crecimiento del 6,5%.
105
Si bien hay más de 30.000 aplicaciones en materiales compuestos en el mundo, el
mercado está fragmentado con muchos jugadores pequeños. Donde el mercado de
compuestos de carbono es probable que experimente un mayor crecimiento que los
compuestos de vidrio.
Figura 66. Mercado de los materiales compuestos
Fuente: Lucintel. “Investment Opportunities in Composite Application”. May 2015.
En cuanto a las amenazas, se verifica que materiales como las aleaciones de
aluminio suplantan a los aceros dado que su producibilidad es igual a estos y los
costos son competitivos respecto de los compuestos, con la particularidad de ser
más livianos.
6.4 Retos de la industria automotriz
Los fabricantes de automóviles deben prestar gran atención a los aspectos de
seguridad relativos a los choques, sean estos frontales, laterales o traseros. El efecto
en la estructura y el modo en que los esfuerzos debidos al impacto se distribuyen en
ella, la absorción de la energía del impacto, las deformaciones de la celda, etc. son
clave para la elección de los materiales a usar en la construcción de las carrocerías de
los próximos lustros.
A pesar del desarrollo de los materiales compuestos y las tecnologías de
producción, los fabricantes más importantes del planeta siguen confiando
mayoritariamente en los metales como en las aleaciones de aluminio, en láminas, el
106
magnesio como aleaciones para piezas coladas, el magnesio en láminas, en menor
medida los aceros de alta resistencia, y finalmente, en los compuestos. Los ejemplos
más importantes de esta tendencia son la pickup F-150 de FORD Motor Co y el
prototipo de próxima generación del Golf de VW, de grandes series de producción
mayores al medio millón de unidades anuales.
El costo inicial de los materiales compuestos. Estos hallan un campo propicio
en las series medianas y cortas, estas últimas relacionadas a automóviles
innovadores como los EV (eléctricos) o HV (híbridos), los autos de alta gama como
Lamborghini (Diablo, Aventador), Ferrari (FXX, P4/5), Zonda del argentino Pagani,
Maserati (MC-12), etc.
Falta de procesos de alto volumen de producción para 50.000 a 100.000
unidades anuales.
Ciertos modelos de calle como son el BMW i3, eléctrico, en cuyo diseño se
considera clave la reducción del peso para permitir una mayor autonomía, incorporan
partes significativas de la estructura en compuestos de fibra de carbono, combinado
con partes del chasis de aleación de aluminio.
Tasa de producción de laminados mayor a 150 kg/hora. Mientras la
producción emplee largos ciclos de procesamiento este será un aspecto negativo
para el empleo en medianas y grandes series.
Otras debilidades relevadas son: rugosidad de la superficie de las partes
debido a la contracción de la matriz polimérica, unión de las partes hechas en
materiales compuestos a las partes metálicas (adhesivos), reparación dificultosa de
partes adhesivadas (unidas) de difícil separación.
107
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los principales países que lideran la producción de publicaciones de compuestos
con fibras de vidrio son Estados Unidos, India y Alemania. Se observa una vinculación
entre universidades, centros politécnicos y empresas fabricantes de vehículos,
volcados fuertemente a la investigación de materiales y en menor medida a la
aplicación a la manufactura.
Brasil aparece en el puesto 7 de países que publican, destacando que cuenta con la
principal empresa fabricante de fibra de vidrio de América Latina que por los años 70
se encontraba instalada en Argentina. La misma ha extendido su uso hacia la
industria aeronáutica y automotriz.
En lo que respecta a patentes, China es el principal actor en el desarrollo de
compuestos de fibras de vidrio, dado que la industria automotriz en dicho país se
halla en franco crecimiento necesitando proteger sus innovaciones; seguido por lejos
por Japón.
Los principales temas abordados por las patentes apuntan a vehículos y partes,
aislamiento y molduras entre otros, denotando un creciente interés en la aplicación
de estos materiales a los vehículos con el objetivo de reducción de peso.
A diferencia de las publicaciones, las patentes (principalmente presentadas en China)
apuntan hacia tecnologías de procesamiento de la fibra, es decir, aplicación por sobre
investigación.
En el análisis, tanto de las patentes como de las publicaciones, se ha podido apreciar
el creciente interés en los compuestos de fibra de carbono dada la amplitud de
posibilidades al ofrecer variaciones de módulo de elasticidad y resistencia que
permiten ampliar las aplicaciones en la industria autopartista. En 10 años se
triplicaron los trabajos sobre la materia, principalmente sobre resinas, resistencia a la
abrasión, de aplicación a partes de motor y maquinaria agrícola.
108
La utilización de fibra de carbono, en los vehículos de media y gama baja, se
incrementará sustancialmente, impulsada por el mayor volumen de producción de
materias primas, masificación de procesos, materiales ligeros y resistentes que
puedan dar por resultado una proliferación de componentes en materiales
compuestos.
Estados Unidos, China y Corea del Sur lideran los trabajos en las actividades de
investigación y desarrollo de los compuestos en fibras de carbono, apreciándose las
relaciones entre universidades intra país.
En lo que respecta a patentes en fibra de carbono, se destacan las empresas
globales japonesas, donde aparecen empresas fabricantes de automóviles,
autopartistas y fabricantes de fibras de carbono. China, y en segundo lugar Japón,
son los principales receptores de patentes en la materia. Vale destacar China
continúa investigando sobre laminados y Japón lleva la delantera en la aplicación de
los mismos en carrocerías y chasis.
Del mismo modo que se visualizó para los trabajos relativos a los compuestos de
fibra de vidrio, se aprecia que los estudios son en su mayoría dirigidos a temas de
investigación básica de los materiales y luego a las tecnologías de las ciencias
aplicadas.
En esta línea, puede destacarse el proyecto I+D europeo denominado “Super Light
Car” liderado por Volkswagen Germany. Su objetivo fue el desarrollo y diseminación
de tecnologías y diseños que permitan un ahorro en peso de hasta el 30% de los
vehículos de clase C en generaciones futuras, respetando las restricciones de coste
de estos populares modelos. Se ha desarrollado también un panel de suelo en
carbono en el proyecto europeo "Tecabs".
109
Figura 67.Proyecto “Super Ligth Car” - Volkswagen Germany
Fuente: Super Light Car, Proyecto Europeo TECABS, Panel de Suelo de SISTEMAS Y
PROCESOS AVANZADOS S.L. España.
Figura 67: Panel de suelo de automóvil por RTM que reduce el peso del vehículo en
un 50% y reduce el ensamblaje de 28 piezas metálicas a 8 preformas de fibra de
carbono. Es competitivo en costo aunque no cumple los requerimientos de tiempo
de ciclo.
Claro está que la presencia de patentes con diseños específicos y la utilización de
licencias son cada vez más frecuentes en aquellos productos de mayor complejidad
tecnológica (módulos y sistemas) y siendo la clave en el proceso productivo.
En estos casos, las terminales automotrices suelen realizar el proyecto en forma
conjunta y en cooperación con los proveedores globales. Utilizan estas formas
110
contractuales de acceso a la tecnología como instrumento para protegerlos
comercialmente.
A pesar de la evolución reciente muy favorable en la actividad automotriz, por el lado
autopartista existe un fuerte incremento de la competencia de productos originarios
de extra–zona en el mercado regional, especialmente los asiáticos. Argentina y Brasil
constituyen mercados atractivos, sobre los cuales hay fuerte presión de la oferta
externa y se acrecienta la competencia de unidades provenientes de extra-zona.
En este marco, y tal como se mencionaba en la introducción, el modelo enfrenta no
pocos desafíos, pero seguramente también grandes oportunidades:
Mantener el peso relativo dentro del ciclo de asignación de modelos (disputa
regional con Brasil y México). Sin estas asignaciones se estarían produciendo
vehículos menos modernos que cada vez resultarían de más difícil aceptación por
parte del mercado, tanto local como externo.
Adaptar la producción a los nuevos requerimientos de la demanda. Brasil y
México están más adelantados en materia de nuevas tecnologías por decisión de
terminales de desarrollar capacidades locales de diseño y por adaptación de su
producción a nuevos requerimientos tecnológicos.
Enfrentar un escenario más competitivo en Latinoamérica a nivel productivo y
comercial. Marcas del sudeste asiático intensifican inversiones en la región para la
producción (foco en Brasil, Uruguay y México), lo cual alterará la dinámica comercial
intrazona con sus nuevos jugadores y nuevos modelos.
Nuestro país posee buenas perspectivas en el desarrollo de distintas
actividades del complejo automotriz, ya que cuenta con recursos humanos
profesionales de reconocida capacidad científica y también de laboratorios de I+D+i
de primer nivel. En este contexto, el papel del Estado se torna fundamental para
potenciar estas capacidades impulsando nuevas acciones en el área.
Resulta prioritario apoyar a las empresas en la implementación y desarrollo de
tecnologías de procesos. Ello resulta fundamental, ya que, aunque en nuestro país se
estuvieran llevando a cabo desarrollos propios, se requiere de la decisión de las
terminales para su efectiva aplicación, lo cual sería de muy baja probabilidad de
ocurrencia por la gran cantidad de barreras corporativas existentes.
111
Evidentemente, no resulta posible afrontar los altos costos de I+D en forma
independiente de las terminales y PMG, ya que sin la demanda para una futura
aplicación productiva resulta por demás riesgosa semejante inversión.
7.1 Rol de la investigación, innovación y transferencia de tecnología
Considerando que los gobiernos y dependencias responsables del desarrollo
industrial deberían reconocer la oportunidad competitiva que los materiales
compuestos representan para la industria estratégica automotriz, una buena fórmula
es crear o impulsar apoyos para que las empresas los dediquen a la investigación y el
desarrollo en aspectos relacionados con la aplicación de nuevas tecnologías.
De esta manera, propiciar el incremento del contenido regional, encontrando en los
materiales compuestos un aliado estratégico para el incipiente esquema de
sustitución de importaciones, sobre todo con fibras naturales.
Pueden encontrarse estímulos interesantes en el desarrollo del programa INNOVA
AUTO, créditos impositivos por el 50% de los gastos en I+D que realicen en Brasil
(con límite máximo en el 2% de su facturación), pero más allá de proponer aquí cual
sería el estímulo, nos limitamos a proponer actividades que quizás debieran estar
contempladas:
Investigación y Desarrollo:
Investigación básica para adquirir conocimiento de nuevos fenómenos en el
desarrollo de nuevos productos, procesos o sistemas.
Investigación aplicada para adquirir nuevos conocimientos en el desarrollo o
mejora de productos, procesos y sistemas.
Desarrollo experimental por el que se realizan pruebas o demostraciones de la
viabilidad técnica o funcional de los nuevos productos, procesos, sistemas y
servicios.
Servicios de apoyo técnico: servicios destinados exclusivamente a la
realización de proyectos de investigación, desarrollo o innovación tecnología.
112
Se deben incluir entre los gastos en I+D las actividades de diseño secundario y
adaptación de productos y procesos que ya realizan habitualmente para la región,
partiendo de las actividades de I+D y diseño primario realizadas en sus casas
matrices.
Gastos en Ingeniería, Tecnología Industrial Básica (TIB) y Capacitación de
Proveedores:
Desarrollo de Ingenierías referidas al diseño de nuevos productos o procesos
de fabricación, adición de nuevas funcionalidades o características de productos o
procesos que implican mejoras en la calidad o la productividad.
Tecnología Industrial Básica (TIB) del diseño y la fabricación de nuevos
instrumentos específicos, ya sean de medición o de calidad.
Capacitación de los proveedores. Conceptos y prácticas sobre la planificación,
las estrategias, los procesos, las tecnologías, la innovación, el desarrollo de nuevos
productos, la gestión y el esfuerzo cooperativo entre la organización de la compra y
los proveedores del segmento de automóviles para lograr las mejoras deseadas. La
capacitación de los proveedores abarca la organización de compras de los insumos
estratégicos para el desarrollo de habilidades y destrezas de los proveedores,
establecer conjuntamente programas destinados a aumentar la producción nacional
de insumos estratégicos y mejorar el nivel de competitividad. Las actividades de
formación de los proveedores pueden incluir proveedores del segmento de piezas de
automóviles que ya están en la cadena de suministro, que ya tengan participado o de
nuevos proveedores.
La agenda internacional de los materiales compuestos en la industria automotriz, nos
marca claramente cuál es el camino, y las oportunidades que se presentan:
7.2 Materiales compuestos en Argentina
Hoy en día la fabricación de partes de vehículos en compuestos son una realidad, es
decir, que no se está en el ciclo de investigación, sino de aplicación. Falta la
consolidación para lograr una producción a escala.
113
En Argentina, el trabajo sobre compuestos es incipiente. A modo de ejemplo se
puede nombrar el emprendimiento Kohlenia12 que fabrica en compuestos de carbono
tubos de escape, cascos y resortes de amortiguador.
Se ha detectado que muchas empresas instaladas en Argentina tienen casas
matrices que desarrollaron y aplican tecnologías de compuestos. Es primordial
buscar las herramientas para fomentar la transferencia del proceso tecnológico hacia
la sede local.
Con el objetivo de inculcar los conocimientos sobre este tipo de materiales, se
recomienda la inclusión en las carreras universitarias de ingeniería, que permita
desarrollar o adquirir por transferencia estos procesos industriales, los cuales
requerirán el desarrollo de capital humano para la ejecución (técnicos) y de ingeniería
con una entidad de soporte vinculada a la investigación (CONICET).
La búsqueda de información de la temática “materiales compuestos y aplicaciones
en Argentina” es muy dificultosa. En la base de patentes mundiales los registros son
casi nulos y el acceso a investigaciones del Conicet es restringido. Se recomienda la
conformación de una base de datos unificada para la búsqueda por temática de
aplicación industrial.
El desafío está a cargo de los adhesivos que permitan unir distintas piezas de
distintos materiales o compuestos (tendencia al auto multimaterial).
La inserción de este tipo de tecnologías será más fácil a escalas pequeñas que a gran
escala (ventaja relativa de Argentina). Falta innovación en los procesos productivos
para lograr bajar los tiempos de ciclo que permitan producir a escala. Por ello, los
autos de alta gama son el objetivo en una primera instancia.
La tendencia que apunta al cuidado del medio ambiente, la baja de CO2 y el resultado
de las constantes investigaciones en compuestos, están llevando a la sustitución de
12 Kohlenia . Empresa que brinda soluciones a medida en materiales compuestos avanzados para diferentes industrias. http://kohlenia.com.ar/
114
piezas metálicas por aquellas en compuestos resistentes y de bajo peso. Argentina
deberá seguir la evolución de la tecnología de procesamiento a fin de poder fabricar
las piezas requeridas en materiales compuestos, de manera de evitar la
deslocalización de componentes de automóviles de fabricación local en los
momentos en que se lancen nuevas plataformas de vehículos con componentes
desarrollados en materiales compuestos.
115
ANEXO METODOLÓGICO
ESTUDIOS PANORÁMICOS DE VIGILANCIA TECNOLOGICA E
INTELIGENCIA COMPETITIVA
1. INTRODUCCIÓN
El presente Estudio Panorámico de Vigilancia Tecnológica e Inteligencia Competitiva
se basó en dos fuentes de información: fuentes primarias, que comprenden la
información surgida de la experiencia y el conocimiento de los consultores expertos,
y las fuentes secundarias, conformadas por las bases de datos con documentos
científicos y de patentes de invención.
Con el apoyo de la Cámara AFAC – Asociación Argentina de Fábricas de
Componentes se analizó inicialmente el contexto tecnológico del sector autopartista
y teniendo en cuenta criterios de relevancia tecnológica y sectorial, se seleccionaron
las temáticas y/o tecnologías de interés, que fueron los focos del estudio.
En función de dichas temáticas y/o tecnologías, los consultores expertos procedieron
a definir las palabras claves y/o códigos de clasificación de patentes CIP13, a partir de
los cuales fue posible construir las diferentes sentencias de búsquedas que se
aplicaron en las bases de datos de publicaciones científicas y de patentes de
invención, a fin de permitir recuperar documentos relevantes que permitieron llevar a
cabo el presente estudio.
Las bases de datos utilizadas fueron las disponibles en la plataforma de Vigilancia e
Inteligencia Thomson Reuters, denominada Thomson Innovation - TI, a través de la
cual se accedió a más de 95 millones de patentes, de más de 90 países del mundo,
contando además con información de su propia base de datos de patentes Derwent,
13 La Clasificación Internacional de Patentes (CIP), establecida por el Arreglo de Estrasburgo de 1971, prevé un sistema jerárquico de símbolos independientes del idioma para clasificar las patentes y los modelos de utilidad con arreglo a los distintos sectores de la tecnología a los que pertenecen. La CIP divide la tecnología en ocho secciones, con unas 70.000 subdivisiones, cada una de las cuales cuenta con un símbolo que consiste en números arábigos y letras del alfabeto latino. Tomado de: http://www.wipo.int/classifications/ipc/es/
116
y a cerca de 50 millones de publicaciones científicas de Web of Science, Conference
Proceedings y Current Contents. Esta plataforma permitió, además, la utilización de
herramientas de datamining, tales como TextClustering, ThemeScape y de gráficas
estadísticas relacionadas con los campos de información de los documentos de
patentes y de las publicaciones científicas recuperados en las búsquedas.
Por otra parte, toda la primera etapa de búsqueda realizada con el TI, se
complementó con la utilización de otra de las herramientas de Thomson Routers,
Thomson Data Analyzer - TDA, que permite realizar una gran variedad de análisis a
partir de un corpus determinado, aplicando técnicas de Data Mining y Text Mining.
El periodo de años con el que se realizaron las distintas búsquedas sobre los
sectores de estudio para el caso de las publicaciones científicas y patentes de
invención fueron 2006:2015 y 2005:2015 respectivamente.
En la tabla 1 se muestran los distintos campos técnicos contenidos en los
documentos de patentes y publicaciones científicas que fueron trabajados para la
construcción de los corpus.
Tabla 1. Campos técnicos de publicaciones científicas y patentes
TIPO DE
DOCUMENTO
CAMPOS TÉCNICOS RESULTADOS
OBTENIDOS
DESCRIPCIÓN
Publicaciones
Científicas
Fuente.
Título.
Autor(es).
Fecha.
Palabras claves de los
autores.
Palabras claves
adicionales.
Año de publicación.
Volumen.
Resumen.
Base de datos.
Cuerpos de
información.
Documento Word o
planilla Excel que
contiene los campos
técnicos de
información que se
encuentran en los
documentos de
patentes o
publicaciones
científicas que
cumplen los
requisitos de la
sentencia de
búsqueda.
Patentes Título. Cuerpos de
117
Resumen.
Número de publicación.
Solicitante/titular.
Inventores.
Fecha de publicación.
Clasificación Internacional
de Patentes.
Fecha de presentación o
prioridad.
información.
Fuente: Elaboración propia.
En la tabla 2 se describen los distintos tipos de resultados e indicadores generados a
partir de las herramientas de TI y TDA.
Tabla 2. Resultados generados a partir del uso de las herramientas TI y TDA
HERRAMIENTA
S
RESULTADOS
OBTENIDOS
INDICADORES Y CAMPOS
TÉCNICOS TRABAJADOS
DESCRIPCIÓN
PUBLICACIONE
S CIENTÌFICAS
DOCUMENTO
S DE
PATENTES
THOMSON
INNOVATION -
TI
GRÁFICAS
ESTADÍSTICAS
Evolución de
publicaciones
científicas por
año.
Principales
instituciones de
investigación.
Autores líderes.
Instituciones
líderes por año.
Principales
revistas
científicas.
Principales
revistas
Principales
empresas con
patentes.
Evolución de
patentes por
empresas.
Principales
áreas
tecnológicas
por empresa.
Principales
países por
empresa.
Principales
inventores.
Gráficas que
corresponden al
análisis cuantitativo a
partir de los
resultados de
patentes o
publicaciones
científicas que
cumplen los
requisitos de la
sentencia de
búsqueda.
118
científicas por
año.
Principales
áreas
tecnológicas.
Principales
áreas
tecnológicas
por año.
Principales
áreas
tecnológicas
por país.
Evolución del
número de
patentes.
Principales
países de
patentamiento
.
Principales
países de
origen de
invención.
THEMESCAPE
14
Título
Autor(es).
Organización.
Título y
resumen.
Gráfico o mapa de
estilo topográfico,
llamado también
14 Themescape: mapa gráfico que buscan mostrar los temas involucrados mediante el análisis de las palabras de cada documento, permite la visualización del estado de determinadas áreas tecnológicas sobre los temas que se estén trabajando. Mediante algoritmos de minería de datos, se ubica a cada documento en un “cluster” o “grupo” especifico. En el mapa veremos los nombres de todos clusters o grupos que el algoritmo conformo a partir de las palabras presentes en los documentos. De existir muchos documentos que formar parte del “grupo”, se creará una zona blanca de dimensiones proporcionales con la cantidad de documentos. Los “grupos” se ubicarán en el mapa, distanciados en función de la similitud entre las palabras de los “grupos”. Los puntos que veremos indicaran existencia de documentos que no forman parte de un grupo en particular, y estarán ubicados en el mapa en función también de la similitud de sus palabras con respecto a los grupos conformados. Si los grupos se encuentran alejados unos de otros indicará que en la tecnología que hemos buscado, las empresas se encuentran trabajando en temas diferentes dentro de la misma tecnología. Estos mapas son útiles para buscar por una misma empresa en donde es posible ver su política de I&D, viendo si los campos tecnológicos son siempre los mismo o si están surgiendo nuevos campos de interés. Si los grupos se encuentran muy próximos o que hay grupos con muchas zonas blancas grandes, eso nos dirá que todos están interesados en algunos temas específicos dentro de las tecnologías.
119
Año de
publicación.
Resumen.
mapa de contenido.
Se interpreta con la
identificación de los
términos
tecnológicos/concept
os que aparecen con
mayor frecuencia,
como las áreas en las
cuales hay mayor
interés por investigar
o solicitar protección
por la patente.
THOMSON
DATA
ANALYZER -
TDA
REPORTE
TECNOLOGICO
15
Autor (es).
Institución (es).
País.
Año de
publicación.
Disciplina
temática.
Inventor (es).
Solicitante (s).
País de
prioridad.
Año de
publicación.
Nuevas
temáticas.
Nuevos
inventores.
Nuevas
organizacione
s.
A través de técnicas
de minería de datos y
minería de texto, se
genera un reporte en
formato Excel donde
se pueden visualizar
los distintos
indicadores a partir de
los campos técnicos
trabajados.
REDES –
ADUNA
CLUSTER
MAP16
Institución (es).
Investigador
(es).
Empresas
solicitantes.
Mapa que muestra
los niveles de
interacción entre
determinados
campos técnicos.
Fuente: Elaboración propia.
15 Reporte Tecnológico: Reporte en formato Excel que representa el análisis de los datos de patentes y literatura científica. El reporte tecnológico proporciona un análisis de tendencias, perfiles de competidores, y ayuda a identificar oportunidades de desarrollo estratégico tecnológico.
16 Redes – Aduna: El Mapa Cluster – Aduna es una forma de visualizar los resultados a partir de una búsqueda. El mapa muestra una visión general de la relación entre distintos campos técnico de publicaciones científicas o patentes (Autor – Autor, Organización – Organización o país – país) según el interés del estudio.
120
2. PALABRAS CLAVES Y SENTENCIAS DE BÚSQUEDAS
2.1 Sentencias de Búsquedas para publicaciones científicas
Tabla 3. Ecuaciones de búsqueda para la búsqueda de publicaciones científicas –
materiales compuestos
SECTOR: Autopartes TEMA DE ESTUDIO: Materiales Compuestos
SUBTEMA PALABRAS CLAVES SENTENCIAS DE BUSQUEDA RESULTADOS
Fibra de
vidrio
Nanofibres,
nanofiber, fibres,
fibers, bridge.
ALL=(((nanofib?? or fib??) near glass)
not bridge) AND (PY>=(2006) AND
PY<=(2015));
8598
Nanofibres,
nanofiber, fibres,
fibers, bridge, car,
cars, vehicle,
automobile,
automotive.
ALL=((((nanofib?? or fib??) near glass)
not brige) and (car or cars or vehicle*
or automobile* or automotive*)) AND
(PY>=(2006) AND PY<=(2015));
260
Fibra de
carbono
Nanofibre,
nanofiber, fibre,
fiber, carbon,
environmental
pollution.
ALL=(((nanofib?? or fib??) near
CARBON) not (environmental near
pollution)) AND (PY>=(2006) AND
PY<=(2015));
15408
Nanofibres, fibres,
carbon,
environmental
pollution, car, cars,
vehicle, automobile,
automotive.
ALL=((((nanofib?? or fib??) near
carbon) not (environmental near
pollution)) AND (car or cars or
vehicle* or automobile* or vehicle* or
automotive*)) AND (PY>=(2006) AND
PY<=(2015));
350
Otras fibras
Ceramic matrix,
fibre, fiber,
polimeric matrix,
natural fiber, natural
fibre.
ALL=((ceramic near matrix) and
(fib??) or ((polimeric near matrix) and
(natural near fib??))) AND
(PY>=(2006) AND PY<=(2015));
729
121
Ceramic matrix,
fibre, fiber,
polimeric matrix,
natural fiber, natural
fibre, car, cars,
vehicle, automobile,
automotive.
ALL=(((ceramic near matrix) and
(fib??) or ((polimeric near matrix) and
(natural near fib??))) and (car or cars
or vehicle* or automobile* or
vehicle*)) AND (PY>=(2006) AND
PY<=(2015));
8
Fibers, fibres,
natural, albaca,
bambu, banana,
coir, cotton, curaua,
flax, hemp,
henequén, jute,
kenaf, pineapple,
ramie, sisal, oil,
fiber carbon, fibre
carbon, fiber glass,
fibre glass, car,
cars, vehicle,
automobile,
automotive.
ALL=(((fib?? near (natural* or Abaca
or Bambú or Banana or Coir or Cotton
or Curaua or Flax or Hemp or
Henequen or Jute or Kenaf or
Pineapple or Ramie or Sisal or Oil))
not (fib?? near (carbon or glass))) AND
(car or cars or vehicle* or
automobile* or vehicle* or
automotive*)) AND (PY>=(2006) AND
PY<=(2015));
149
Fuente: Elaboración propia.
122
2.2 Sentencias de búsquedas para patentes
Tabla 4. Ecuaciones de búsqueda para la búsqueda de patentes – materiales
compuestos
SECTOR: Autopartes TEMA DE ESTUDIO: Materiales Compuestos
SUBTEMA PALABRAS CLAVES SENTENCIAS DE BUSQUEDA RESULTADOS
Fibra de
vidrio
Fiberglass, fiberglass,
glass-reinforced plastic,
grp, gfrp, glass-fiber
reinforced plastic,
fibers, fibres, glass,
vehicle, automobile, car,
cars, motors, B32B1,
B32B0015, B32B0017,
B32B0037, B32B0038,
B32B0039, C08K1,
C08K3, C08K7,
C08L0063, C08L0067,
C08L0071, C08L0075,
C08L0077, C08L0079,
C22C0047, D06M0015,
B29C0039, B29C0041,
B29C0043, B29C0045,
B29C0053, B29C0055,
B29C0061, B29C0063,
B29D, B29K0033,
B29K663, B29K667,
B29K671, B29K675,
B29K701, F16B1,
F16B0011, F16D1,
F16F1, B60G, B60J7,
B60N, B60P, B60R,
B62D0025.
TAB=((Fiberglass* or fibreglass* or
"glass-reinforced plastic*" or GRP or
GFRP or "glass-fiber reinforced
plastic*" or ((fibers or fibres) near3
glass*) OR ((fibers or fibres) near3
glass*))) AND TAB=((VEHICLE* OR
automobil* OR car or cars or motor
or motors) AND (PART OR Parts))
AND AIC=(B32B1* OR B32B0015*
OR B32B0017* OR B32B0037* OR
B32B0038* OR B32B0039* OR
C08K1* OR C08K3* OR C08K7* OR
C08L0063* OR C08L0067* OR
C08L0071* OR C08L0075* OR
C08L0077* OR C08L0079* OR
C22C0047* OR D06M0015* OR
B29C0039* OR B29C0041* OR
B29C0043* OR B29C0045* OR
B29C0053* OR B29C0055* OR
B29C0061* AND B29C0063* OR
B29D* OR B29K0033* OR B29K663*
OR B29K667* OR B29K671* OR
B29K675* OR B29K701* OR F16B1*
OR F16B0011* OR F16D1* OR
F16F1* OR B60G OR B60J7* OR
B60N OR B60P* OR B60R* OR
B62D0025*) AND (PY>=(2005) AND
PY<=(2015))
254
Fibra de
carbono
Carbon, graphite, fiber,
fibre, cfrp, crp, cfrtp, cf,
TAB=((((Carbon or graphite) near2
(fiber* or fibre*)) or "carbon graphite*"
262
123
vehicle, automobile, car,
cars, motor, parts,
B32B1, B32B0015,
B32B0017, B32B0037,
B32B0038, B32B0039,
C08K1, C08K3, C08K7,
C08L0063, C08L0067,
C08L0071, C08L0075,
C08L0077, C08L0079,
C22C0047, D06M0015,
B29C0039, B29C0041,
B29C0043, B29C0045,
B29C0053, B29C0055,
B29C0061, B29C0063,
B29D, B29K0033,
B29K663, B29K667,
B29K671, B29K675,
B29K701, F16B1,
F16B0011, F16D1,
F16F1, B60G, B60J7,
B60N, B60P, B60R,
B62D0025.
or CFRP or CRP or CFRTP or CF))
AND TAB=((VEHICLE* OR
automobil* OR car or cars or motor
or motors) AND (PART OR Parts))
AND AIC=(B32B1* OR B32B0015*
OR B32B0017* OR B32B0037* OR
B32B0038* OR B32B0039* OR
C08K1* OR C08K3* OR C08K7* OR
C08L0063* OR C08L0067* OR
C08L0071* OR C08L0075* OR
C08L0077* OR C08L0079* OR
C22C0047* OR D06M0015* OR
B29C0039* OR B29C0041* OR
B29C0043* OR B29C0045* OR
B29C0053* OR B29C0055* OR
B29C0061* AND B29C0063* OR
B29D* OR B29K0033* OR B29K663*
OR B29K667* OR B29K671* OR
B29K675* OR B29K701* OR F16B1*
OR F16B0011* OR F16D1* OR
F16F1* OR B60G OR B60J7* OR
B60N OR B60P* OR B60R* OR
B62D0025*) AND (PY>=(2005) AND
PY<=(2015))
124
Otras
fibras
Fiber, fibres, fiberglass,
or glass reinforced
plastic, grp, gfrp,
carbon, graphite, carbon
graphite, cfrp, crp, cfrtp,
cf, vehicle, automobile,
car, cars, motor,
motors, B32B1,
B32B0015, B32B0017,
B32B0037, B32B0038,
B32B0039, C08K1,
C08K3, C08K7,
C08L0063, C08L0067,
C08L0071, C08L0075,
C08L0077, C08L0079,
C22C0047, D06M0015,
B29C0039, B29C0041,
B29C0043, B29C0045,
B29C0053, B29C0055,
B29C0061, B29C0063,
B29D, B29K0033,
B29K663, B29K667,
B29K671, B29K675,
B29K701, F16B1,
F16B0011, F16D1,
F16F1, B60G, B60J7,
B60N, B60P, B60R,
B62D0025.
TAB=((fiber* or fibre*) NOT
(Fiberglass* or fibreglass* or "glass-
reinforced plastic*" or GRP or GFRP
or "glass-fiber reinforced plastic*" or
((fibers or fibres) near3 glass*) OR
((fibers or fibres) near3 glass*) OR
((Carbon or graphite) near1 (fiber* or
fibre*)) or "carbon graphite" OR CFRP
or CRP or CFRTP or CF)) AND
TAB=((VEHICLE* OR automobil* OR
car or cars or motor or motors) AND
(PART OR Parts)) AND AIC=(B32B1*
OR B32B0015* OR B32B0017* OR
B32B0037* OR B32B0038* OR
B32B0039* OR C08K1* OR C08K3*
OR C08K7* OR C08L0063* OR
C08L0067* OR C08L0071* OR
C08L0075* OR C08L0077* OR
C08L0079* OR C22C0047* OR
D06M0015* OR B29C0039* OR
B29C0041* OR B29C0043* OR
B29C0045* OR B29C0053* OR
B29C0055* OR B29C0061* AND
B29C0063* OR B29D* OR
B29K0033* OR B29K663* OR
B29K667* OR B29K671* OR
B29K675* OR B29K701* OR F16B1*
OR F16B0011* OR F16D1* OR
F16F1* OR B60G OR B60J7* OR
B60N OR B60P* OR B60R* OR
B62D0025*) AND (PY>=(2005) AND
PY<=(2015));
1964
Fuente: Elaboración propia.
125
3. SIGLAS Y ACRÓNIMOS
3.1 Operadores de búsqueda
*: Su uso permite buscar documentos con palabras que comiencen con
las letras que anteceden al operador.
?: Su uso permite reemplazar una letra particular por cualquier letra del
abecedario.
NEAR: Su uso devolverá documentos que posean las dos palabras entre las
que se encuentra, ubicada primera una u otra, existiendo un número de palabras
entre las mismas que se define por el valor que se encuentra luego del operador. EJ.
“A” NEAR2 “B”, buscará documentos que contengan A y B, pero solo cuando no
estén separados por más de 2 palabras.
ADJ: Su uso devolverá documentos que posean las dos palabras entre las
que se encuentra, ubicadas solo en el mismo orden, existiendo un número de
palabras entre las mismas definido por el número que se encuentra luego del
operador. EJ. “A” NEAR2 “B”, buscará documentos que contengan A y B, pero solo
cuando no estén separados por más de 2 palabras.
>= Su uso devolverá documentos que contengan un determinado campo
de información con valores mayores o iguales al valor que antecede.
<= Su uso devolverá documentos que contengan un determinado un
campo de información con valores menores o iguales al valor que antecede.
3.2 Campos de información usados en sentencias de búsquedas
TI: Campo de información referido al título del documento.
TAB: Campo de información referido al título y al resumen del documento.
AIC: Campo de información referido a la clasificación del documento de
patente, tanto CIP como CPC.
PY: Campo de información de año de publicación del documento.
ALL: Referido a todos los campos de información del documento.
CC: Campo de información de Código de país.
