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BMW se pasa al carbono…

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BMW se pasa al carbono...
Álvaro Sauras
Álvaro Sauras
En teoría, el empleo de la fibra de carbono en las fábricas de producción en serie era un objetivo marcado por los fabricantes... pero, se encontraba a una década de hacerse realidad. El problema es que alguien se olvidó de decírselo a BMW...


No estaba del todo convencida. Pero, aquella atractiva periodista acreditada por una revista del motor polaca se encontraba en un punto de ‘no retorno’. Tras descalzarse y trepar hasta la plataforma superior de la escalera de mano, su única alternativa para bajar de ahí era saltar para ‘aterrizar’ sobre el techo de fibra de carbono que un brazo robótico Kuka sujetaba unos 70 centímetros más abajo. Además, estaba claro que no se iba a romper: antes, ya habíamos saltado sobre él como 20 de nosotros… y todos pesábamos más que ella. Mientras se decidía, yo le comentaba a un amable ingeniero… «Es decir, que de aquí a cinco años fabricaréis coches en fibra de carbono…». –»No. No, no, no. Eso es del todo imposible. Esto es un ejemplo con una pieza muy fácil. Y el proceso es muy lento. ¿Cinco años? Inviable».

La historia que os he contado data de 2006, durante los Technology Days de BMW, en la factoría de Landshut. Aquel día nos mostraron muchas cosas nuevas; algunas, triunfarían tiempo después, como la manufactura aditiva –permitía construir los motores de F1 utilizando moldes–, o ese invento curioso al que tampoco dimos mucha importancia… pero que, desembocaría en lo que hoy se denomina como ‘impresión en 3D’. Otras no llegarían ‘a buen puerto’, como el proyecto de fabricar los bloques de motor con aluminio y magnesio. BMW invirtió 110 millones de euros, pero esos bloques eran demasiado endebles para soportar la sobrealimentación de un turbo y, al final, sólo vieron la luz un par de ellos: el N52B25 –2.5 atmosférico de 218 CV– y el N52B30 –3.0 atmosférico de 272 CV–. Lo que sí nos dejaron claro fue que el techo del M3 que nos habían mostrado era la primera pieza de carbono del mundo que se fabricaba en serie… pero que sería poco probable que viéramos un coche construido completamente con ese material.

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Así las cosas, resulta comprensible que, hasta que no he visto con mis propios ojos la nave –de 30.000 metros cuadrados– en la que un pequeño ejército de brazos robóticos encolan y unen las 150 piezas que componen la carrocería del i3, no he acabado de creerme que, en el próximo invierno, BMW va a comercializar un coche eléctrico con chasis de carbono fabricado en serie.

El i3 es un compacto de 1.250 kilos de peso, 170 CV, 160 km de autonomía y un precio aún por definir. Su construcción es del todo innovadora: se compone de una estructura superior, denominada Módulo Life, de carbono, y otra inferior, el Módulo Drive, que alberga las baterías –en pocas palabras, un sarcófago de aluminio de dos dedos de grosor– y el motor eléctrico que, situado en posición trasera transversal, acciona las ruedas traseras. Junto a él, y para aplacar el `range anxiety´ –el temor a quedarse sin autonomía–, se ofrecerá en opción un propulsor de moto de unos 60 CV capaz de recargar las baterías en marcha.

Cuando decimos «fabricado en serie» significa que todo lo que afecta al proceso de fabricación tiene unas dimensiones faraónicas –y los riesgos, también–. Para aprovisionarse de suficiente fibra de carbono y conseguirla a un precio competitivo, la marca decidió encargarse de casi todo el proceso productivo.

La ‘peregrinación’ empieza en una planta que BMW ha construido junto a la alemana SGL Carbon –que, entre otras cosas, produce todos los discos de freno carbocerámicos del mundo– en Mosses Lake, EEUU. Allí llega, procedente de Japón, la materia prima: el Poliacrilonitrilo o PAM, un polímero que se hila en bobinas y después se carboniza en hornos a temperaturas de hasta 1.300 grados. Durante la carbonización, todos los elementos químicos que conforman el PAM van perdiéndose en forma de gas, quedando sólo el carbono. El resultado es una bobina de color negro azabache.

Más tarde, las bobinas se envían por avión a una planta de BMW en Wackersdorf –en el sureste de Alemania–, donde unos telares las convierten en telas de carbono de varias capas de entre 150 y 600 gr/m2 de densidad. En cada capa, y para aumentar la resistencia, las fibras no se entrecruzan como solemos ver en las piezas de carbono, sino que se disponen en paralelo. Después, las capas se colocan unas sobre otras formando el ángulo designado –que depende de en qué direcciones vaya a soportar los esfuerzos cada pieza– y se cosen con un pespunte de nylon que las mantiene unidas. En este paso, además, dichas telas se rocían con un fino polvo de resina.

Las telas, que al tacto tienen un peso y consistencia considerables, se envían a Landshut y Leipzig. Al llegar, la primera etapa por la que pasan es el preformado: se las coloca en moldes, se las prensa para darles forma y se calienta la resina en polvo con ultrasonidos para que cure –es decir, que se ‘funda’ y se solidifique–. Eso sí, al salir de la prensa, continúan siendo blanditas y fibrosas, pero conservan la forma que se les ha dado. Es como si las hubieran planchado, literalmente.

El siguiente paso es el más ‘emocionante’. Las preformas se instalan en otra prensa más grande, que se cierra con una fuerza de 5.000 toneladas. Entonces, se inyecta resina de poliéster caliente. Gracias a una presión de inyección de 80 bares –40 veces la de inflado de un neumático–, la resina penetra en toda la pieza. Unos cinco minutos después, la prensa se abre, la pieza se desmolda, y los bordes se recortan con una sierra de agua a presión… y el sobrante no se tira, por supuesto: los retales se tratarán con disolvente para eliminar el poliéster, y las fibras que queden se usarán para confeccionar el techo del i3.

El habitáculo del i3, denominado Módulo Life, se compone de 150 piezas que se unen mediante 160 metros de cordones de pegamento de poliuretano. De todo el proceso se encargan, de forma lenta, cuidadosa y en silencio 160 robots… que ensamblan el i3 y, también, el i8. Que lo realicen con dos modelos supone una novedad radical en lo que respecta a la construcción de automóviles. Este Módulo Life es muy ligero –pesa 150 kilos– y, combinando la rigidez del CFRP –`Carbon Fibre Reinforced Plastic´, que es el nombre oficial de lo que llamamos ‘fibra de carbono’– la protección frente a choque es muy buena. Además, y a diferencia de lo que ocurre en un chasis de acero, en caso de impacto, la única zona dañada es donde se produce el golpe… y BMW ha diseñado un sistema que permite reparar partes de secciones de carrocería simplemente ‘cortando por lo sano’ y reemplazando la zona cortada con unas piezas de empalme.

Gracias a que el Módulo Life pesa la mitad que si fuese de acero, y un 30% menos que si fuese de aluminio, BMW asegura que, en conjunto, el i3 pesa tan sólo 1.250 kilos… y eso que, bajo el suelo del habitáculo, el Módulo Drive ‘carga’ con 350 kilos de baterías. Eso sí, como en la actualidad el acero se cotiza entre 0,8 y 1 €/kg y el aluminio entre 2,4 y 2,6 e/kg, mientras que la fibra de carbono oscila entre los 2 y 50 €/kg en función de su calidad, el resultado es que el Módulo Life cuesta el doble que su equivalente de acero… BMW espera que, en los próximos cinco años, la producción de fibra de carbono se multiplique por cuatro y el coste disminuya hasta ser tan competitiva como el aluminio –lo que no es probable es que se abarate tanto como para poder ‘competir’ con el acero–.

En cualquier caso, BMW asegura que cuando comercialice este invierno el i3 –por un precio que rondará los 50.000 euros–, ganará dinero desde la primera unidad.

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‘A la cola’ de BMW…

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Lamborghini
Es la punta de lanza del Grupo VW en materia de fibra de carbono. Su socio es SGL. Aseguran que pueden fabricar un chasis completo en 5 minutos.

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Mercedes
En 2001 estableció una alianza con la japonesa Toray, el mayor fabricante de fibra de carbono del mundo, pero aún no ha dado lugar a ningún producto.

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Porsche
Desarrollan su propia tecnología. Entraron de lleno en el mundo del carbono con el Carrera GT de 2005… y decidieron que aún no era el momento. El 918 es su segundo modelo que usa este material –aunque comienzan a usarlo en paneles de carrocería–.

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Toyota
El Lexus LF-A aplicaba todo el conocimiento de Toyota en tecnología textil a la confección en carbono. Ahora que la producción ha terminado, es posible que se embarquen en otro proyecto.