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INVESTIGACIÓN EMPRESARIAL

Coches menos contaminantes

El centro de I&D de Grupo PSA en Brasil trabaja en la mejora de los motores alimentados con etanol y en la creación de piezas fabricadas con materiales reciclables

Investigadores de Peugeot: a partir de la izquierda, Marcelo Airoldi, Franck Turkovics, Renata Pradelle y Rafael Serralvo Neto

LÉO RAMOS Investigadores de Peugeot: a partir de la izquierda, Marcelo Airoldi, Franck Turkovics, Renata Pradelle y Rafael Serralvo NetoLÉO RAMOS

La profundización de la investigación sobre motores de coches adaptados o proyectados para un mejor uso del etanol, y el estudio minucioso de las formas de producción ambientalmente sostenible de los biocombustibles constituyen los enfoques principales de la actividad de Investigación y Desarrollo (I&D) de Grupo PSA en Brasil. Este conglomerado, de origen francés, es titular de las marcas Peugeot, Citroën y DS y está presente en Brasil desde 1992. Con una fábrica situada en el municipio fluminense de Porto Real, la empresa mantiene, con sus unidades presentes en el país y en Argentina, uno de los seis centros globales de I&D, que lleva el nombre de Tech Center América Latina. Esta unidad actúa en estrecha colaboración con otras similares ubicadas en Francia y en China. Y un séptimo laboratorio global, con sede en Marruecos, también iniciará sus operaciones este año.

“Nosotros inauguramos la investigación en el área de biocombustibles dentro de Grupo PSA y somos referentes mundiales en el estudio de motores de etanol y en el desarrollo de materiales sostenibles para la fabricación de partes y componentes automotores”, dice el ingeniero mecánico Franck Turkovics, ejecutivo responsable de Innovación de Powertrain y Biocombustibles en Brasil. Powertrain es el término utilizado para denominar al conjunto que se encarga de la tracción del vehículo, compuesto por el motor y la transmisión, el sistema de propulsión. “En el área de motores, uno de nuestros principales objetivos es la reducción de las emisiones de CO2”, afirma Turkovics, quien trabaja hace 25 años en la empresa y desde hace 10 en Brasil. Es ingeniero mecánico y térmico y tiene un posgrado lato sensu realizado en el IFP School, en Francia; y fue el responsable del montaje del equipo de investigadores de la empresa en Brasil para el estudio de innovaciones en biocombustibles en 2011.

Para darle impulso a las investigaciones en el área, Grupo PSA y la FAPESP suscribieron al final de 2014 un término de convenio de cooperación con cuatro universidades brasileñas para la puesta en marcha del Centro de Investigación en Ingeniería Profesor Urbano Ernesto Stumpf. Entre los temas de investigación de los científicos de las universidades de Campinas (Unicamp) y de São Paulo (USP), y de los institutos Tecnológico de Aeronáutica (ITA), en São José dos Campos (São Paulo), y Mauá de Tecnología (IMT), en São Caetano do Sul (São Paulo), se encuentran nuevas configuraciones de motores, disminución del consumo, de la emisión de gases y sus impactos, y la factibilidad económica y ambiental. “Somos el primer centro de investigación multiinstitucional creado por la FAPESP con este formato. El trabajo con importantes instituciones de enseñanza enriquece y realza aún más el valor de nuestro know-how, y nos permite evolucionar”, dice Turkovics.

Empresa
Peugeot
Centro de I&D
São Paulo, estado de São Paulo, y Porto Real, estado de Río de Janeiro
Personal
500 empleados
Principales productos
Motores de biocombustibles y vehículos

“El concepto del centro implica que los investigadores de las cuatro instituciones desarrollan estudios de forma integrada en sus áreas de especialización”, comenta Waldyr Gallo, docente de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Unicamp y coordinador del Centro de Investigación. “Queremos aprovechar y hacer avanzar las investigaciones que cada uno de los socios lleva adelante sobre diferentes aspectos de la ingeniería de motores para impulsar el desarrollo de motores de etanol”. La inversión en el proyecto, de 16 millones de reales por un período de cuatro años, renovable por otros seis, se divide igualmente entre Grupo PSA y la FAPESP, más la contrapartida que ofrecen las instituciones que constituyen las sedes de las investigaciones en valor equivalente, cuando se computan los sueldos de los investigadores y técnicos y los equipamientos de las universidades e institutos.

“En Grupo PSA montamos un equipo compuesto por tres investigadores y yo para llevar adelante este proyecto”, comenta Turkovics. Según informa, el objetivo final del grupo no es desarrollar un nuevo motor dedicado a etanol, sino optimizar los ya existentes para que logren una mayor eficiencia energética y reduzcan la emisión de gases contaminantes. “Nos percatamos de que existía en Brasil una laguna en la investigación destinada a la mejora de los motores de alcohol. Cabe recordar que las máquinas que actualmente funcionan con este combustible se proyectaron originalmente para usar gasolina.”

Las investigaciones con biocombustibles también ayudarán a Grupo PSA a adecuarse a las metas relativas a la emisión de contaminantes de motores automovilísticos que figuran en el Programa de Incentivo a la Innovación Tecnológica y Densificación de la Cadena Productiva de Vehículos Automotores. Este programa, más conocido como Innovar-Auto, fue lanzado por el gobierno federal brasileño en 2012 y tiene como meta incrementar la competitividad de la industria automovilística del país mediante la producción de vehículos más económicos y seguros. Entre sus metas, el Innovar-Auto prevé un descuento del 1% en el Impuesto sobre Productos Industrializados (IPI) si la ensambladora produce vehículos que consuman un 15,46% menos combustible a partir de 2017. Si el consumo disminuye un 18,84%, el descuento será del 2% del IPI. “La perspectiva de ese cambio reforzó la necesidad de realizar investigaciones con motores de etanol en Brasil”, comenta Turkovics. A su vez, éste destaca que las investigaciones son seguidas por un comité internacional formado por científicos del Institut des Sciences et Technologies (ParisTech), de Francia, del Instituto Politécnico de Turín, en Italia, y de las universidades Técnica de Darmstadt, en Alemania, y de Cambridge y College London, del Reino Unido.

Análisis computacional de la prueba de combustión de etanol

LÉO RAMOS Análisis computacional de la prueba de combustión de etanolLÉO RAMOS

Conocimiento en red
El ingeniero mecánico Rafael Serralvo Neto, de 36 años, responsable de la coordinación del proyecto dentro de Grupo PSA, subraya que Brasil es el único país del mundo con vehículos que andan con etanol puro, el llamado E100. “El país que más se acerca a eso es Estados Unidos, que comercializa una mezcla con un 85% de etanol y un 15% de gasolina. En Francia existen motores proyectados para usar E20, un combustible con un 20% de etanol”, dice. “Sólo en Brasil se fabrican motores alimentados con etanol en un 100%. Por eso somos referentes mundiales en esta tecnología. Nos interesa estar a la delantera en las investigaciones en biocombustibles.”

Sobre el papel de cada institución en el proyecto, Serralvo explica que le cabe al ITA estudiar el fenómeno de la combustión. “Ellos cuentan con un motor que nos permitirá visualizar en su interior, mediante fibra óptica, el proceso de combustión en sus mínimos detalles. Es un recurso que ya se emplea en Europa. El laboratorio del ITA, coordinado por el profesor Pedro Teixeira Lacava, es uno de los pocos en Brasil que cuenta con ese equipamiento”, comenta. En el Instituto Mauá, bajo la coordinación de los profesores Celso Argachoy y Clayton Barcelos Zabeu, se realizan ensayos en el motor que desarrolla el grupo, en tanto que en la USP se procesan los estudios de visualización del spray, el combustible que se inyecta en la cámara de combustión del motor en forma de chorro de pequeñas gotas. “La forma de inyección del combustible en la cámara vuelve al motor más o menos eficiente”, explica el ingeniero mecánico Marcelo Laurentys Airoldi, de 30 años, experto en combustión y uno de los miembros del equipo de Turkovics. Según el especialista, se probarán cinco tipos de combustible: anhidro (E100 con menos de un 1% de agua), hidratado (E100 con alrededor de un 4% de agua), E85, E50 y un etanol con alta concentración de agua.

“El tipo de etanol tiene una relación directa con el rendimiento del motor”, afirma Laurentys Airoldi. Por último, en la Unicamp, se realizan pruebas con un motor experimental con índice de compresión del aire variable. “Para el alcohol, lo mejor es que ese índice sea más alto que el de la gasolina. Cuanto más elevado sea, mejor será el rendimiento térmico del motor y también se elevará su eficiencia. Aunque una tasa excesivamente alta puede llevar al motor a su degradación”, explica Laurentys Airoldi. Los estudios de la Unicamp están a cargo de los profesores Waldyr Gallo, Marco Lucio Bittencourt y Janito Vaqueiro Ferreira, todos de la Facultad de Ingeniería Mecánica.

Estudios y ensayos de materiales destinados a integrar los motores realizados en el Laboratorio de Materiales de Grupo PSA en Porto Real (Río de Janeiro)

PEUGEOT Estudios y ensayos de materiales destinados a integrar los motores realizados en el Laboratorio de Materiales de Grupo PSA en Porto Real (Río de Janeiro)PEUGEOT

La cuarta integrante del equipo de investigación coordinado por Turkovics es la ingeniera química Renata Nohra Chaar Pradelle, de 27 años,  responsable de los temas ligados a los combustibles, tales como el análisis para el control de calidad, la definición y la investigación de combustibles especiales para el desarrollo de los proyectos que el grupo lleva adelante e investigaciones de nuevas fuentes de biocombustibles. “La mayoría de los proyectos son confidenciales, pero entre los que pueden darse a conocer se encuentran los que se llevan adelante en el marco de un convenio con la Faperj [la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de Río de Janeiro] para apoyar el desarrollo de motores flex, que aceptan los derivados de petróleo y el etanol, por ejemplo”, dice.

Grupo PSA, el segundo fabricante de automóviles de Europa, vendió tres millones de vehículos en el mundo en 2015 y alcanzó una facturación de 54 mil millones de euros (alrededor de 215 mil millones de reales). En Brasil, el conglomerado comercializó 58 mil vehículos en idéntico período. El equipo de investigadores que estudia biocombustibles y motores impulsados con alcohol trabaja en el São Paulo Tech Center, en la capital paulista, una de las tres unidades del Tech Center América Latina; las otras dos están localizadas en el Polo Industrial Brasil, en Porto Real (Río de Janeiro), y en el Centro de Producción Palomar, en Buenos Aires. Dichos centros operan en forma integrada y cuentan con alrededor de 700 profesionales, de los cuales unos 500 trabajan en Brasil. Una cuarta parte de ese personal cuenta con estudios de posgrado.

En el mundo, Grupo PSA tiene 12 mil empleados dedicados a las actividades de I&D. En 2015, el presupuesto del área fue de 1.800 millones de euros (alrededor de 7.100 millones de reales). La empresa no divulga el valor destinado a l&D en Brasil. En Francia, Grupo PSA lideró en 2015, por noveno año consecutivo, el ranking del Instituto Nacional de la Propiedad Industrial, con 1.012 patentes depositadas. Entre las innovaciones surgidas en los laboratorios del Tech Center América Latina despuntan un motor flexfuel de producción en serie sin el pequeño tanque auxiliar de gasolina para el arranque durante los días fríos llamado FlexStart EC5, el parabrisas Zenith del nuevo Citroën C3, cuyo formato innovador le permite una mayor visibilidad al conductor, y el techo panorámico Cielo de los Peugeot 208 y 308.

Análisis de llama con láser en el sistema de inyección de combustible realizado en la USP

PEUGEOT Análisis de llama con láser en el sistema de inyección de combustible realizado en la USPPEUGEOT

Eficiencia verde
En 2015, la unidad de I&D de América Latina participó en los lanzamientos de cuatro modelos de coches: el Peugeot 2008, las nuevas versiones del Citroën Aircross, y los Peugeot 308 y 408. En su segunda generación, el Citroën Aircross se desarrolló y se lanzó exclusivamente en la región. “El nuevo Citroën Aircross constituye un ejemplo de la eficiencia de los investigadores que actúan en las unidades de I&D de Brasil y de Argentina, capaces de trabajar en todas las etapas del desarrollo de un nuevo vehículo, Desde sus primeros rasgos de estilo hasta el proceso productivo final”, afirma François Sigot, director de Desarrollo, Estilo, Industrial y Supply Chain de Grupo PSA en América Latina. “Todo el trabajo de desarrollo de nuestros productos y nuevos materiales es compartido en los países latinoamericanos y con los otros Tech Centers de Grupo PSA en el mundo.”

La estructura del Tech Center de Brasil cuenta con varios laboratorios de investigación, entre los cuales se destacan el de Materiales Verdes y el flamante Laboratorio de Emisiones Vehiculares, ambos situados en la fábrica de Porto Real, además del Taller de Estilo de América Latina y de una sala de proyección numérica con sede en São Paulo, donde se proyectan imágenes de alta resolución en 3D de vehículos en desarrollo a escala real. El laboratorio dispone de equipos para la realización de pruebas del nivel de emisión de contaminantes de los vehículos fabricados en Porto Real. Estos ensayos se realizan tanto en las etapas de desarrollo de los vehículos como en las homologaciones que exigen los organismos competentes. Estos test indican que los gases expelidos se encuentran dentro de los límites permitidos por la legislación brasileña.

Pruebas realizadas en un vehículo Peugeot en el Laboratorio de Emisiones Vehiculares de la fábrica de Porto Real (Río de Janeiro)

PEUGEOT Pruebas realizadas en un vehículo Peugeot en el Laboratorio de Emisiones Vehiculares de la fábrica de Porto Real (Río de Janeiro)PEUGEOT

En el Laboratorio de Materiales Verdes –otra área en la cual la I&D de Brasil se destaca globalmente– se estudian alternativas que permitan reducir el empleo de plásticos de origen petrolífero y privilegiar el uso de materias primas renovables, tales como fibras naturales, materiales reciclados no metálicos y biomateriales. Aparte de disminuir la emisión de CO2 en la cadena de producción de plásticos de origen fósil, los materiales verdes permiten reducir el peso de algunas autopartes.

“Existe una planificación en Grupo PSA tendiente integrar cada vez más materiales verdes en los nuevos proyectos. Esta propuesta también se aplica a los vehículos ya existentes, que deben agregarlos durante la evolución de los modelos de serie. Los investigadores del laboratorio de materiales verdes trabajan en estrecha colaboración con los proveedores, con el fin de seleccionar los nuevos productos que se utilizarán”, dice Sigot. El Citroën C3, por ejemplo, tiene 39 kilos de materiales verdes en su peso total. Un ejemplo de ello son las alfombras del maletero, fabricadas con residuos de la industria textil tales como fibras naturales y fieltro de algodón.

Según Sigot, los vehículos de la empresa también salen de fábrica con otros componentes producidos con materiales reciclados, tales como el revestimiento del techo, elaborado a base de PET (el material plástico utilizado en la fabricación de botellas descartables), la protección de los guardabarros, fabricada en polipropileno (un tipo de plástico) reciclado, y el revestimiento lateral del maletero, producido con PET, polipropileno y fibras naturales.

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Proyecto
Estudio conceptual de un motor avanzado impulsado por etanol (nº 2013/50238-3); Modalidad Investigación en Bioenergía (Bioen) – Asociación para la Innovación Tecnológica (Pite); Investigador responsable Waldyr Luiz Ribeiro Gallo (Unicamp); Inversión R$ 3.983.973,53 (FAPESP) y R$ 3.983.973,53 (Grupo PSA).

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