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Viaje a través de la fricción – Parte 4: ¿Nadie lo sabe?

“Bienvenido a la era del cambio radical en la industria automotriz”. Esta es la “dramática” frase de apertura de un informe reciente de la PwC que describe las cinco tendencias que van a transformar la industria automotriz en la próxima década. Como introducción, afirman: “Desde la introducción del “smartphone”, ha quedado claro que los clientes adoptan rápidamente tecnología, incluso de carácter complejo y costoso si les facilita la vida. En otras palabras, los usuarios valoran la comodidad y la facilidad. Estos valores centrales convirtieron el automóvil en el elemento cultural técnico definitorio del siglo XX. Ahora es el momento de trasladar esto al contexto tecnológico y la social del hoy y el mañana ”. Por ende, la industria automotriz se encuentra actualmente bajo una revolución tecnológica que puede cambiar no solo los productos, sino también el modelo comercial en sí. Potencialmente, esto puede tener el mayor impacto en la industria de la fricción en los próximos años [1].

Si te gusta el rock, tal vez estés familiarizado con la canción “No one knows” de “Queens of the Stone Age”, y es el primer verso, “We get some rules to follow, that and this, these and those, no one knows”. Y muchos protagonistas de la industria de fricción pueden sentir que se está perdiendo el encanto, pensando que la forma en que nos trajo aquí tal vez no nos traiga allí. Esta era necesitará que las compañías desarrollen una mentalidad abierta y confiable cuando implementen cambios y visualicen dichos cambios como una oportunidad de crecimiento.

Seguridad primero … pero con cero emisiones?

Aunque la transición a los vehículos eléctricos reducirá drásticamente las emisiones relacionadas con el tráfico y mejorará en gran medida la calidad del aire, sería un error hablar de una conducción libre de emisiones. Los neumáticos y los frenos son partes de los vehículos diseñados para desgastarse de manera uniforme con su uso y producir las llamadas emisiones locales. Con la reducción gradual de las emisiones de origen de combustible, las emisiones locales serán más dominantes.

Además, teniendo en cuenta que las partículas derivadas de los neumáticos suelen ser lo suficientemente grandes como para caer al suelo, el polvo de los frenos será de mayor preocupación inmediata, ya que su rol adquirirá más importancia en el cómputo general de emisiones y las partículas generadas son mayormente dispersadas en el aire [2], [3]. Un posible soporte consistiría en el diseño de materiales PAD ideados para emitir partículas más grandes para facilitar que éstas se depositen en el suelo, en lugar de volatilizarse. Por otro lado, el uso de aditivos anticorrosivos, recubrimientos de zinc o el uso de materiales de disco de lenta corrosión, pueden reducir también la cantidad de material liberado de la interfaz debido a su oxidación [4].

Más allá de la promesa de formulaciones de frenos más limpias, la electrificación está en el horizonte y hay un más allá. Además, también es posible crear sistemas para capturar el producto del desgaste del vehículo [5].

El freno regenerativo reducirá el uso del freno mecánico y, por lo tanto, el desgaste del sistema de frenos. Pero hay varias razones relacionadas con la seguridad (ABS, ESC, ADAS, etc.) por las que los frenos mecánicos permanecerán a bordo de los vehículos eléctricos durante años. Sin embargo, es lícito decir que el freno regenerativo reducirá en gran medida la necesidad de frenos en áreas urbanas, donde las velocidades y los esfuerzos de frenado son más bajos y el software puede controlar las emisiones de polvo [6], pero esto introducirá nuevos desafíos para el par de fricción, como la corrosión , diferente perfil de temperatura, etc. [4].

Cuanto más se convierta la regeneración de frenos en un estándar de la industria automotriz, más fácil será pensar en nuevas formas de resolver esos problemas y también reducir el peso muerto y los costos asociados con los sistemas de frenos de fricción heredados. Tal vez veremos en el futuro rotores más ligeros que los de hierro fundido gris, tal vez veamos un renacimiento de los frenos de tambor, tal vez el sistema de frenos se parezca más al que vemos hoy en las motocicletas [7], [8], [9], [10] … La historia se vuelve cada vez más complicada a medida que avanza la trama … ¡Pero no hemos terminado!

Nuevos “impulsores” de la industria

El coste, la seguridad y la conciencia ambiental han sido los impulsores tradicionales de la industria de la fricción. Pero el “conductor” en sí también ha sido uno de los actores clave al definir muchas de los requisitos técnicos relacionados con la comodidad, como la sensación del pedal y el NVH. Las diferencias en los requisitos para OE y el recambio son claras.

La conducción autónoma hará que todos esos conceptos evolucionen. El “nuevo conductor” se sentirá diferente, trayendo nuevos requisitos en términos de NVH y rendimiento. Y las proyecciones muestran grandes números. Los escenarios probables en Europa y China muestran el futuro de la movilidad con una reducción en el número total de vehículos, un aumento en el kilometraje anual por vehículo y un aumento en las ventas de vehículos, debido a la renovación acelerada de las flotas [1].

 

La conducción autónoma probablemente optimizará los esfuerzos de frenado en términos de tiempo, velocidad y fuerza necesarios, por lo que probablemente el desgaste se reducirá aún más y la vida útil de las PASTILLAS de freno aumentará. Pero, en muchos casos, la responsabilidad del mantenimiento del automóvil se transferirá de un particular a una compañía de flotas. Habrá factores de seguridad, regulatorios y operativos que impulsarán este hecho.

Nadie sabe nada, salvo que el panorama es tan abierto que podemos esperar cambios en las empresas de recambio y OEM en la industria de la fricción. Hay diferentes actores en el escenario, transformando lentamente la industria en aras del medio ambiente y la rentabilidad, por supuesto. En este escenario, es necesario que los proveedores y fabricantes de fricción trabajen juntos y evolucionen con las necesidades siempre cambiantes de la industria automotriz. En RIMSA estamos listos para este desafío y creemos que es emocionante estar aquí y ahora. La innovación ha sido uno de los impulsores de RIMSA desde su creación en 1985. Y seguimos trabajando exhaustivamente con clientes y socios científicos y tecnológicos para seguir aprendiendo las bases que contribuirán al desarrollo de la industria, ahora y en el futuro.

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Fuentes consultadas

[1] Five trends transforming the Automotive Industry. Felix Kuhnert Partner, Global Automotive

Industry Leader. Christoph Stürmer Global Lead Analyst, PwC Autofacts

[2] T. Grigoratos, G. Martini, Environ Sci Pollut Res. (2015) 22, 2491–2504

[3] B. D. Garg, S. H. Cadle, P. A. Mulawa, P. J. Groblicki, C. Laroo, G. A. Parr, Environ. Sci. Technol. (2000), 34, 4463-4469.

[4] Dr. Ralf Leiter (Conference at IQPC Intelligent Braking-2018) “Future requirements for Future Brake Systems in Pass Cars – Consequences for Design and Development”

[5] David Kiley (The Brake Report, 2019) “Brake Pad Waste Collection Systems: Innovating Greener Brakes”

[6] Deaglán Ó Meachair (The Brake Report, 2019) “Clean Air and Dirty Brakes”

[7] W.  Krenkel, F. Brendt, Materials Science and Engineering A (2005), 412, 177-181.

[8] T. Zeuner, P. Stojanov, P. R. Sahm, H. Ruppert et A. Engels, Materials Science and Technology (1998), 14, 857-864.

[9] N.Natarajan, S.Vijayarangan, I.Rajendran, Wear (2006), 261, 812-822

[10] R.K.Uyyuru, M.K.Surappa, S.Brusethaug, Tribology International (2007), 40, 365-373