El uso de bioplásticos se masifica en la industria automotriz

La industria automotriz es un sector pionero en el uso industrial de bioplásticos. La utilización en modelos de producción en serie demuestra que estos materiales ya tienen el perfil de propiedades y desempeño requerido.

Hace una década hablábamos del momento que se está viviendo hoy. En ese entonces se pronosticaba que los bioplásticos darían el salto a la producción masiva y que se contarían varios ejemplos en aplicaciones de larga vida.

Pues bien, el sector automotor ha hecho realidad estas profecías. Las principales armadoras han trabajado de la mano con proveedores de materia prima para hacer uso de materiales biobasados en sus piezas plásticas exteriores e interiores.
La principal apuesta es liberarse de la dependencia del petróleo y reducir emisiones de CO2. Sin embargo, no ha sido menos importante el beneficio en mercadeo al comunicar al usuario los beneficios de hacer uso de materiales con menor impacto ambiental en los vehículos.

A continuación presentamos algunos ejemplos destacados de aplicación de bioplásticos en la industria automotriz, tomados de investigaciones hechas por la revista Bioplastics Magazine.

Nuevo bioplástico para partes exteriores de automóviles

Mazda Motor Corporation, con sede en Hiroshima, Japón, ha desarrollado un plástico de ingeniería biobasado apropiado para partes exteriores de automóviles. El nuevo bioplástico le ayudará a Mazda a disminuir su impacto ambiental. Hecho con materiales derivados de plantas, reduce el uso de petróleo y por tanto las emisiones de CO2.

El nuevo material, desarrollado en cooperación cercana con Mitsubishi Chemical Corp. (Tokio, Japón) está basado en Durabio, de Mitsubishi Chemical, una resina de bio-policarbonato derivada principalmente de isosorbida, proveniente de plantas.

Actualmente, la isosorbida se obtiene a partir de maíz de bajo grado no apto para consumo humano. No obstante, Mazda también está investigando intensamente métodos para hacer el plástico con plantas no comestibles. El nuevo bioplástico está compuesto de aproximadamente 45% de material derivado de plantas y 55% de material derivado del petróleo.

En esta cooperación Mitsubishi Chemical efectuó la optimización de propiedades de los materiales mientras que Mazda fue responsable de mejorar la técnica de procesamiento para la aplicación en partes de diseño interiores y exteriores.

Dado que el nuevo material bioplástico puede ser coloreado y no requiere pintura, también reduce las emisiones de compuestos orgánicos volátiles. Colorear el material le da a las partes un tono intenso y uniforme, con terminado de espejo, y una mayor calidad a la que puede ser lograda con un plástico tradicional pintado. Además, al comparar el costo total para producir una parte, el nuevo material ofrece ventajas de costos sobre la versión hecha con plásticos convencionales, incluido el proceso de pintura. Por tanto el recién desarrollado bioplástico le ayuda a Mazda a mejorar la productividad.

Mazda ha estado desarrollando proactivamente tecnologías con biomasa durante varios años. Bajo el nombre Mazda Biotechmaterial, la compañía ha presentado el primer bioplástico de la industria automotriz de alta resistencia, derivado de plantas y resistente al calor para partes interiores, al igual que la primera biotela del mundo para tapicería de sillas hecha en su totalidad de fibras derivadas de plantas (más información al final de este artículo).

Para ser apropiado para partes exteriores y los rigurosos factores ambientales a los cuales están expuestos, los bioplásticos requieren ser excepcionalmente resistentes al clima, rayones e impactos. Mazda ha tenido éxito en fabricar un material apropiado tanto para partes interiores como para partes exteriores. Esto se logró optimizando la composición de un nuevo material bioplástico base altamente moldeable y duradero con aditivos y agentes colorantes (patente pendiente), y mejorando las especificaciones de moldeo. Esto le permitirá a la compañía producir partes tan duraderas como las partes plásticas convencionales de ABS pintadas, pero con un terminado de mayor calidad y las ventajas de diseño asociadas.

El nuevo material es usado por primera vez en partes interiores en la Mazda MX5, lanzada en 2015, antes de ser utilizado en componentes exteriores de otros modelos en producción. Mazda presentó partes prototipo Mazda Biotechmaterial, hechas con el bioplástico, en EcoProducts 2014, una feria tecnológica ambiental realizada en Tokio en diciembre pasado.

Plástico ecológico para el Toyota Sai

Toyota Motor Corporation (TMC) sigue desarrollando varias tecnologías ambientales avanzadas dirigidas a producir vehículos para una sociedad donde la gente vive en armonía con la tierra, fiel a su lema de 'movilidad sostenible'.
Una tecnología clave incorporada en el sedán híbrido Sai en 2009 fue un plástico ecológico, usado en aproximadamente el 60% del total del área interior.

Aunque en el Sai se usa más plástico ambientalmente amigable que en cualquier otro vehículo en el mundo, de acuerdo con el fabricante, TMC considera que es importante aumentar la disponibilidad de tales tecnologías en el mercado, ya que los plásticos ecológicos pueden tener un impacto positivo en el ambiente únicamente si son ampliamente usados para la producción en masa de vehículos tales como el Sai.

Gracias a que las plantas juegan un papel importante, el plástico ecológico emite aproximadamente 30% menos de CO2 durante el ciclo de vida del producto (desde la fabricación hasta su disposición final) en comparación con el plástico hecho únicamente de petróleo.

Este plástico ecológico cumple de manera adecuada las exigencias de resistencia al calor y s a los choques del interior del vehículo mediante el uso de varias tecnologías de formulación, tales como aquellas que permiten el enlace a nivel molecular y la mezcla homogénea de materias primas derivadas de plantas y del petróleo, y ser iguales a los plásticos convencionales en términos de calidad y productividad que significa que pueden ser usados en vehículos en producción.

Compuestos de PLA para el sector automotor

Röchling Automotive (con oficinas centrales en Mannheim, Alemania) está ahora preparada para producir una amplia gama de partes plásticas automotrices hechas de biopolímeros basados en PLA Plantura. De acuerdo a los especialistas en soluciones de flujo de aire, acústicas y térmicas para vehículos de pasajeros y camiones, Plantura es una alternativa ecológica y económica muy interesante con respecto al uso de otros materiales termoplásticos (convencionales) usados en tales aplicaciones en la actualidad.

Röchling Automotive comenzó la producción de aplicaciones plásticas reforzadas con fibras naturales a principios de 1970 y ha desarrollado competencias internas en el desarrollo de materias primas a lo largo de los años con diferentes socios. Para Plantura, se estableció una fructífera cooperación con un formulador y Corbion Purac (Gorinchem, Países Bajos) para mejorar la pericia técnica y las habilidades en los campos de bioquímicos, polimerización y formulación. Desde el comienzo, el objetivo fue crear una nueva familia de biopolímeros que pudiese estar a la altura de los exigentes requisitos técnicos y especificaciones fijadas para el portafolio de productos de Röchling Automotive para el compartimiento del motor, debajo de la carrocería y el interior.

El resultado de este duro trabajo es la familia de materiales llamada Plantura. Gracias a la posibilidad de ajuste fino de los grados de acuerdo a las aplicaciones, es posible tener materiales rígidos y blandos, mantener buenas propiedades y un alto contenido de carbono biobasado de hasta 95%. Como resultado, los grados desarrollados están en capacidad de competir con la mayoría de poliésteres disponibles en el mercado (PC, PET, PBT), así como con poliestirenos (ABS), poliolefinas (PP) y poliamidas (PA6).

Ya están disponibles cuatro grados estándar para aplicaciones con exigencias bajas a medias bajo el capó, al igual que para aplicaciones interiores y debajo de la carrocería. Su uso en otros mercados diferentes al automotor, tales como el de productos blancos, productos deportivos y muchos otros, no está excluido. Cada grado estándar puede ser ajustado finamente para satisfacer las necesidades del cliente y los requisitos de la aplicación final. Los compuestos pueden ser procesados y reciclados con tecnologías establecidas de procesamiento y reciclaje.

Tela para cojinería en material biobasado

La primera biotela del mundo fabricada totalmente con fibras provenientes de plantas, apropiada para uso en interiores de vehículos, ha sido desarrollada por Mazda Motor Corporation en colaboración con Teijin Limited y Teijin Fibers Limited. Esta biotela no contiene ningún material derivado del petróleo; no obstante posee la calidad y durabilidad requerida para uso en forros de asientos de vehículos. Resistente a la abrasión y al daño por luz solar, además de ser retardante de llama, la nueva biotela cumple los más altos estándares de calidad.

En esta biotela se han empleado las más recientes tecnologías para controlar toda la arquitectura molecular de las resinas primarias y así mejorar la resistencia de la fibra hasta que la tela logra la resistencia suficiente a la abrasión y al daño por luz solar para uso práctico en forros de sillas de vehículos. La biotela está hecha 100% de PLA.

Seita Kanai, director ejecutivo sénior a cargo de I&D de Mazda, expresó, "Mazda tuvo éxito en el desarrollo de esta biotela 100% derivada de plantas para uso en interiores de vehículos al apalancarse en la pericia técnica que hemos acumulado en el área de Hiroshima. Estamos convencidos de que nuestra nueva tecnología, que permite la fabricación de este material sin ningún tipo de recurso derivado del petróleo, se convertirá en pilar de futuras biotecnologías dirigidas a reducir la carga al ambiente”.

Artículo proveniente de la revista impresa con el código TP3004-bioplasticos.