Cambio disruptivo: vehículos eléctricos y oportunidades para los acabados

Izquierda: Mañana de Pascua de 1900, 5ª Avenida, Nueva York. Encuentre el automóvil. (Fuente: Archivos Nacionales de Estados Unidos). Derecha: Mañana de Pascua de 1913, 5ª Avenida, Nueva York. Descubra el caballo. Fuente: Colección George Grantham Bain.

Pregunta: Seguimos oyendo hablar del cambio a los vehículos eléctricos y, como aplicador, buscamos oportunidades de expansión, pero nos preguntamos sobre la realidad de los vehículos eléctricos y qué podemos esperar en cuanto a cambios o demanda de automóviles para futuros acabados.

Respuesta: Son preguntas válidas. Hace tan sólo cinco años seguía habiendo dudas sobre la viabilidad y el crecimiento del mercado de autos eléctricos. Mucha gente decía que no era realista, que estaba demasiado lejos, que la infraestructura de apoyo era inexistente, que no había el enfoque, etc., pero ahora, todo eso está cambiando. Se puede ver en todo, desde los anuncios hasta las iniciativas e inversiones en el sector automotriz: la hoja de ruta hacia los VE está firmemente establecida. Y esto ocurrirá más rápido de lo que pensamos.

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Uno de los ejemplos más relevantes de este tipo de tecnología disruptiva tuvo lugar a principios del siglo XX (ver foto de ejemplo). En una luminosa mañana de Pascua del año 1900, en una concurrida calle de Nueva York sólo se podía ver un único automóvil entre 50 vehículos tirados por caballos. Sólo 13 años más tarde, en la misma calle, en la misma ciudad, sólo se encontraba un único vehículo tirado por caballos entre todos los automóviles. Se había producido un cambio disruptivo.

Y volverá a ocurrir con los VE. Tampoco ocurrirá como una apuesta limitada o de un segmento pequeño. Estudios recientes han demostrado que los fabricantes de equipos originales están lanzando VE en los segmentos de alto margen de beneficios de sus SUV, vehículos crossover y camionetas. Hay un total de 87 nuevos lanzamientos de VE previstos para Norteamérica de aquí a 2028. Y el 1.2% de estos lanzamientos proceden de nuevas empresas de VE (Rivian, Lucid y Amazon/Zoox, etc.) que se unen al campo existente de los fabricantes de equipos originales comprometidos con esta evolución de la tecnología del automóvil.

Para responder a su pregunta sobre el impacto en los acabados y los recubrimientos necesarios, debemos revisar primero el cambio radical en los componentes de los proveedores de la cadena cinemática entre los motores de combustión interna (ICE, en inglés) y los VE. Los componentes básicos de una cadena cinemática ICE incluyen el motor de combustión interna, la transmisión, el turbocompresor, el sistema de combustible, el sistema de escape y el sistema de admisión de aire. En un VE, los componentes básicos incluyen un paquete de baterías, un inversor, un convertidor DC, un motor de tracción, una caja de cambios y un módulo de carga a bordo. A nivel básico, estos cambios requerirán inversiones financieras adicionales en la fabricación de componentes por parte de la base de suministro.

Desde el punto de vista del suministro de acabados de superficie, suele haber dos preocupaciones relacionadas con los VE: 1) ¿Se reducirá el consumo de acero? y 2) ¿Habrá menos elementos de sujeción? Veamos primero el consumo de acero.

La preocupación inicial es que los VE son más ligeros y utilizan menos acero; sin embargo, es importante tener en cuenta que el peso del paquete de baterías sustituye al del motor y la transmisión. Las proyecciones indican que los volúmenes totales de vehículos con ICE se reducirán a medida que los volúmenes de los VE comiencen a aumentar, y el uso total de acero se mantendrá en un volumen estable, e incluso aumentará un poco en los próximos 20 años.

Es cierto que los fabricantes de automóviles están buscando alternativas de materiales más ligeros, como el aluminio, la aleación de aluminio, el magnesio y la fibra de carbono. La unión de estos diferentes sustratos dará lugar a nuevos retos en los recubrimientos, especialmente los asociados a los elementos de sujeción. Un elemento de sujeción conectado a una pieza de acero con recubrimiento tiene una reacción galvánica diferente a la de uno conectado a una pieza de aluminio u otros posibles sustratos. Estas diferencias afectan a la resistencia a la corrosión y la conductividad, y plantean problemas con los componentes eléctricos. Se están llevando a cabo más trabajos para evaluar la conductividad de los recubrimientos de los elementos de sujeción y determinar qué depósitos interactúan mejor cuando se acoplan a diversos sustratos.

Para responder a la pregunta de si habrá más o menos elementos de sujeción en los VE, las expectativas iniciales sobre su uso indican que hay entre 20 y 25% más de estos elementos en los VE en comparación con los vehículos ICE. Los paquetes de baterías de los VE deben estar bien sujetos a los soportes de las baterías y estos al marco. Debido a la necesidad de una mayor protección contra la corrosión y a los problemas de conductividad antes mencionados con las reacciones galvánicas, los recubrimientos preferidos para las sujeciones serán los de aleación, como el zinc-níquel y el estaño-zinc, ya que ambos tienen menos posibilidades de descascarillarse, lo que reduce la posibilidad de cortocircuitos u otros problemas con los componentes eléctricos.

En la actualidad, los fabricantes de automóviles muestran un gran interés por los recubrimientos de estaño-zinc, zinc-níquel y estaño. Habrá más requerimientos de números de parte, específicamente relacionados con los elementos de sujeción y barrajes en los vehículos automotores.

Otra nota sobre la elección del recubrimiento está relacionada con los sistemas de frenado de los VE, los cuales continúan utilizando el sistema de frenado hidráulico tradicional (disco y mordazas). Sin embargo, la demanda del sistema de frenado no es tan fuerte en un EV como en un vehículo ICE. Como resultado, las zapatas y pastillas de freno que actualmente se cambian cada tres a cinco años en un vehículo ICE tendrán que durar 10 años o más en un VE, lo cual requiere acabados de mayor calidad, como el zinc-níquel, en lugar de los recubrimientos de zinc y fosfuro de zinc que se emplean actualmente.

En general, el mercado del zinc-níquel se ha multiplicado por más de cuatro en los últimos cinco años, debido en parte a la prolongación de las garantías de los automóviles y a la demanda de una mayor protección contra la corrosión. El zinc-níquel alcalino representa actualmente la mayor parte del mercado, aproximadamente el 85%. Sin embargo, el zinc-níquel ácido está ganando rápidamente popularidad debido a su mayor capacidad de activación y a la posibilidad de revestir grandes cantidades de piezas de forma rápida y eficaz, especialmente las que tienen sustratos difíciles, como las piezas de fundición para frenos y elementos de sujeción.

Como resumen, la hoja de ruta está en marcha y la electrificación de los vehículos ha llegado para quedarse. Los cambios necesarios en los sustratos, la preocupación por la conductividad y la demanda de una mayor protección contra la corrosión inherente a los EV ofrecerán oportunidades de crecimiento a los aplicadores en áreas como el estaño-zinc, el zinc-níquel y el estaño para satisfacer las necesidades cambiantes de los fabricantes de automóviles.