El polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) es un material de alta tecnología que, hasta no hace mucho años, aparecía ligado al paddock de la Fórmula 1 y a la lucha de los equipos por hacer sus monoplazas más resistentes y ligeros.
Actualmente, la fibra de carbono se emplea, además de en la construcción de partes específicas del interior o exterior de los coches, en la creación de chasis completos de vehículos, aportando ligereza a coches como el BMW i3.
Hoy vamos a adentrarnos en este material que los ingenieros y diseñadores de BMW han implementado de manera sobresaliente en los coches, haciendo patente que la fibra de carbono es el presente y futuro inmediato en la construcción de automóviles por su versatilidad, elegancia y deportividad.
¿Qué es la fibra de carbono en el universo automovilístico?
La fibra de carbono tiene muchos usos, hoy nos centramos en el que se refiere al que corresponde a los coches y, concretamente, a los BMW. Los polímeros reforzados con fibra de carbono, también conocidos como CFRP, son materiales compuestos de fibra de carbono que aúnan las propiedades individuales de cada uno de los componentes.
La fibra de carbono tienes tres características peculiares y fundamentales:
- Es resistente a la torsión y muy ligera, razón por la que se utiliza para aligerar el peso de los coches, como el BMW i3 o el desaparecido BMW i8.
- Se debe elaborar en su mayor parte a mano, tiene un componente ‘artesanal’.
- Posee un aspecto único y reconocible, de ahí que aporte un plus a los diseños deportivos.
¿En dónde se usa la fibra en los coches?
La firma alemana lleva años utilizando fibra de carbono en sus diseños, por ejemplo, el techo de los BMW M y en las piezas de BMW M Performance.
Así mismo, parte de la carrocería de la Serie 5 y la Serie 7 lleva incorporada fibra de carbono, en el ya desaparecido híbrido deportivo BMW i8 y, hoy por hoy, en el coche más puntero en este campo, el BMW i3, el coche eléctrico por excelencia de la marca teutona, que lleva todo su chasis de fibra de carbono.
¿Cómo se fabrica?
Los polímeros reforzados con fibra de carbono que usa BMW se producen en Alemania, en las plantas de Leipzig y Landshut; las fibras llegan desde el otro lado del charco, desde Moses Lake, en Estados Unidos; y las fibras apiladas o semiacabadas se hacen en Wackersdorf, también en Alemania.
La creación de piezas o partes completas de fibra de carbono es compleja debido a que los componentes de este material, las fibras de carbono en sí y la matriz (que es la estructura de apoyo basada en plásticos termoestables), deben mantenerse a unas temperaturas específicas para poder trabajarlas.
La matriz está compuesta de materiales variados, por ejemplo resina sintética, que ayudarán a rellenar los huecos que queden entre las fibras de carbono y permitirán fijar unas con otras. Como esas resina de la matriz empiezan a hacer su trabajo (unión y relleno) a temperatura ambiente, hay que mantener a -18ºC las bobinas y sacarlas un día antes de empezar a fabricar con ellas las piezas o el chasis.
La fibra de carbono es una décima parte más fina que un cabello humano y han de colocarse en una dirección determinada para conseguir la resistencia adecuada, para ello se combinan 50.000 filamentos y se hilan para crear estructuras.
Con esto se crean láminas que llevan tejidas las fibras en distintas direcciones para conseguir la rigidez adecuada en todas las direcciones y se apilan varias para, posteriormente, colocarlas en moldes y meterlas a 120ºC en unos hornos que, además de endurecer las resinas de la matriz, les dan la forma seleccionada.
Cuando esas piezas de fibra de carbono van a estar visibles, por ejemplo alerones, reciben un barnizado para proteger el material pero que permita ver ese característico dibujo en forma de parrila que conforma el carbono moldeado.
El chasis del BMW i3 se realiza en serie pero las piezas sueltas de los BMW se hacen a mano, son piezas exclusivas que llevan más de un día de trabajo cada una entre preparar, cortar, moldear, desmoldar, pintar… Esto hace que sean piezas de altísima calidad, exclusivas y con un acabado excepcional.
¿Qué propiedades y ventajas tiene la fibra de carbono?
Es un material único con propiedades especiales y específicas, siendo la más importante la rigidez, que absorbe mucha energía en caso de un impacto, y su ligereza que ayuda enormemente a disminuir el peso de los coches y, por tanto, mejoran el rendimiento y el consumo.
La fibra de carbono es casi un 30% más ligera que el aluminio, uno de los metales más ligeros que se usan en automoción, es por eso que el BMW i3 tiene un óptimo consumo de electricidad al estar fabricado con este material y quitarse mucho peso que, como sabemos, ya suman las baterías de los coches eléctricos.
Su gran maleabilidad hace que se puedan crear piezas con cualquier forma, es resistente al paso del tiempo -siendo un material con una gran longevidad-, a la corrosión, a las altas temperaturas y a la fatiga que sufren todos los materiales que montan un coche.
Es cierto que su coste de producción es alto por su complejidad, es innegable, pero el coste baja al crear mucha cantidad de fibra de carbono, por no hablar de las mejoras que se producen en su creación por medio de la innovación y la investigación. La fibra de carbono es el presente y BMW lo demuestra en cada uno de sus diseños.
