Desarrollan y estudian nuevas aleaciones para la industria automotriz

De acuerdo con el Programa para el Medio Ambiente de la ONU, la flota mundial de vehículos es una fuente importante de emisiones causantes de la contaminación del aire y el cambio climático. El transporte se señala como responsable de la cuarta parte de la producción global de gases de efecto invernadero (GEI), en especial de material particular de óxidos de azufre y de carbono, presentes en ambientes urbanos e industriales.

En un artículo publicado en la revista Metals, Lucien Veleva, investigadora de la Unidad Mérida del Cinvestav adscrita al Departamento de Física Aplicada, y Luis Chávez Pérez, estudiante de doctorado con especialidad en Fisicoquímica, analizaron el uso de la aleación de magnesio y aluminio (AM60), reforzada con nanopartículas de nitruro de aluminio (AM60-AlN), con el objetivo de ser usadas como materiales para la fabricación de partes de vehículos automotores.

“Las aleaciones de magnesio con aluminio de la serie AM60, de baja densidad y de menor masa, representan una alternativa como material para la industria automotriz. Así al hacer un vehículo más ligero y reducir el consumo del combustible, se puede disminuir la emisión de GEI y de esta manera contribuir al combate del calentamiento global”, explicó Veleva.

El objetivo del estudio es caracterizar la resistencia a la corrosión de estas aleaciones ante una variedad de ambientes atmosféricos para la industria automotriz y se puedan probar diseños en los vehículos sustituyendo, por ejemplo, las columnas de soporte de las puertas de acero por aleaciones de magnesio y aluminio, con el fin de reducir su peso hasta en un 42 por ciento; además, al emplear algunos elementos de la carrocería u otras partes, se podría reducir un 28 por ciento adicional.

La industria automotriz alemana ya prueba diseños con aleaciones de magnesio y aluminio en varias partes de los vehículos, ese país cuenta con el centro de investigación Helmholtz-Zentrum Hereon, dedicado a producir las aleaciones mencionadas y en un acercamiento de Lucien Veleva se inició una colaboración para evaluar los nuevos materiales, empleando métodos aplicados en el laboratorio de Fisicoquímica del Cinvestav, bajo su dirección.

Los resultados de la investigación publicados en la revista Metals exponen el efecto del proceso de corrosión en las aleaciones AM60 y AM60-AlN, expuestas a una atmósfera que simula la lluvia ácida que ocurre en un ambiente industrial (contaminado con dióxido de azufre, por ejemplo), cuando en presencia de humedad o precipitación pluvial se forman partículas del ácido sulfúrico y ante ello la mayoría de los metales sufren una corrosión agresiva.

Los investigadores reportaron que el magnesio es más susceptible a la lluvia ácida, que a un ambiente no contaminado y por ello trabajan en el mejoramiento de la resistencia a la corrosión en las superficies de las aleaciones, por ejemplo, se pretende hacer modificaciones en esa área con la técnica láser, en colaboración con investigadores de la Unidad Querétaro del Cinvestav o empleando una capa de recubrimiento de un óxido inerte, en colaboración con la Universidad Autónoma de Nuevo León.

En la siguiente etapa de este estudio se analizará el comportamiento de ambas aleaciones expuestas a un ambiente marino costero simulado, donde el agente agresivo para los metales es el cloruro, contenido en la brisa marina, el enemigo más grande para cualquier metal.

Los sectores industriales, más allá del automotriz, como los aeroespaciales y de electrónica, también tienen interés en el uso de este tipo de aleaciones para se aplicadas en la manufactura de diversos componentes.

Las aleaciones de magnesio y aluminio pueden ser usadas como material para fabricar partes de vehículos sin una disminución significativa en su fuerza, por ejemplo, comparado con el acero “140/270”, el magnesio presenta 13 por ciento menor resistencia a la tracción y 60-65 por ciento menor elongación (alargamiento); sin embargo, por ser más ligeras en masa, los vehículos con partes de magnesio gastarán menos combustible, al moverse a la misma velocidad, comparados con los convencionales y eso disminuirá la emisión de contaminantes.  

 “Esa es la tendencia actual en el desarrollo de nuevos materiales y evaluación de sus propiedades y no hay otro camino, porque es necesario disminuir la contaminación por gases de efecto invernadero y contribuir en la lucha contra el calentamiento global”, aseguró Lucien Veleva.

Puedes revisar el artículo original en este enlace: https://doi.org/10.3390/met11060990