Investigadors del Centre Internacional de Mètodes Numèrics en Enginyeria (CIMNE), de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) i del centre tecnològic Eurecat han proposat noves solucions de materials per al xassís dels cotxes elèctrics, basades en acers d’alta resistència, materials compostos i solucions híbrides, que en permeten reduir el pes un 40 per cent.
La recerca s’ha fet en el marc del projecte europeu Fatigue4Light, en el qual ha participat el centre tecnològic Eurecat, enfocat a proposar nous materials per al xassís dels vehicles de zero emissions, garantint un bon rendiment a fatiga. Els investigadors han avaluat el comportament mecànic dels materials per assolir una notable reducció de pes i augment de durabilitat en el xassís dels vehicles elèctrics, tenint en compte els aspectes econòmics i de sostenibilitat.
Els millors resultats s’han obtingut en acers d’alta resistència mecànica que, d’acord amb l’estudi realitzat, ofereixen un excel·lent comportament mecànic amb el menor impacte en petjada de carboni.
Durant tres anys, investigadors de quatre països liderats pel CIMNE han desenvolupat nous mètodes d’anàlisi experimental ràpid i simulacions computacionals de fatiga per estimar la vida dels components del xassís sotmesos a càrregues cícliques i seleccionar els materials més adequats per optimitzar-ne el pes.
En paraules del director científic del centre tecnològic Eurecat, Daniel Casellas, els resultats obtinguts en el projecte “permetran escurçar un 10 per cent el temps de desenvolupament de nous components de xassís per al cotxe elèctric, a més d’oferir noves solucions per reduir-ne fins a un 40 per cent el pes utilitzant materials sostenibles, com són els acers d’alta resistència”. Aquestes solucions es poden aplicar en altres sectors industrials “que utilitzin components sotmesos a càrregues cícliques, com el sector ferroviari o energies renovables”.
“Juntament amb els nous models computacionals, les noves metodologies d’assaig permeten accelerar el desenvolupament de materials considerant l’efecte dels diferents processos productius en el comportament a fatiga”, explica l’investigador de la Unitat de Materials Metàl·lics i Ceràmics d’Eurecat i investigador principal del projecte Fatigue4Light al centre tecnològic, Sergi Parareda. Aquesta estratègia “agilitza i redueix els costos de les etapes de disseny del vehicle, escollint el millor material per a cada aplicació”, destaca.
El projecte, iniciat l’any 2021, s’ha dividit en quatre fases de treball. En les etapes inicials, els experts van identificar els nous materials basant-se en l’exploració d’acer, aliatges d’alumini i combinacions de materials compostos. Seguidament, van treballar en la creació de noves eines virtuals i experimentals per optimitzar-ne el pes, que s’han validat amb sis demostradors a escala de laboratori i industrial.
La doctora Lucía Barbu, membre del grup de Materials Compostos i Avançats per Estructures Multifuncionals, cap de la unitat de Fatiga del CIMNE i coordinadora del projecte, remarca que durant la recerca s’han tingut en compte “criteris d’eco-disseny i d’economia circular” que permetran “disminuir encara més” la petjada ambiental dels nous vehicles elèctrics.
Segons la doctora Barbu, la millora dels models computacionals de simulació de fatiga permetrà reduir el temps d’implementació de nous materials en el disseny de xassís per nous vehicles, un “component crític” que actualment representa, juntament amb el bastidor, “la meitat del pes” dels cotxes elèctrics.
Els resultats de l’anàlisi s’han presentat en la reunió de clausura del projecte, celebrada de manera telemàtica el passat divendres i on socis del projecte van compartir les conclusions de la seva recerca.
El projecte Fatigue4Light ha comptat amb la participació de tres universitats i centres de recerca, sis empreses del sector i un organisme regulador. En l’àmbit català, hi ha participat el CIMNE, Eurecat i el Centre de Recerca en Integritat Estructural, Fiabilitat i Micromecànica de Materials de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC).
