Publicado originalmente en la revista JEC Composites Magazine.
Merece la pena estudiar el impacto en la sostenibilidad de las tecnologías ligeras y los materiales compuestos, así como el papel desempeñado por la Alianza Europea de Clústeres Ligeros(ELCA) en la coordinación de esfuerzos a escala de la UE. ¿Cómo puede contribuir una política comunitaria sobre tecnologías ligeras a los objetivos generales de la UE, como el Pacto Verde Europeo, la Ley Europea de Materias Primas Críticas y la anunciada iniciativa europea «Materiales avanzados para el liderazgo industrial»?
Antes extrañas, las industrias bailan ahora el vals con soluciones ligeras, que incluyen compuestos reforzados con fibras, aleaciones de metales ligeros y compuestos de matriz cerámica. Esta búsqueda de soluciones ligeras reúne a asociaciones intersectoriales, fomentando el intercambio de conocimientos y enriqueciendo el ecosistema del mercado.
En un mundo que lucha contra el cambio climático, el aligeramiento presenta soluciones tangibles para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en todo el ciclo de vida de los productos. Al mismo tiempo, mejora el rendimiento y la eficacia de los componentes móviles, al tiempo que agiliza los procesos de fabricación.
Antes extrañas, las industrias bailan ahora el vals con soluciones ligeras, que incluyen compuestos reforzados con fibras, aleaciones de metales ligeros y compuestos de matriz cerámica. Esta búsqueda de soluciones ligeras reúne a asociaciones intersectoriales, fomentando el intercambio de conocimientos y enriqueciendo el ecosistema del mercado.
El aligeramiento efectivo comienza en la fase de diseño. Las inversiones de la industria en la mejora de las tecnologías de aligeramiento deben estar respaldadas por un marco político propicio. Las políticas relacionadas con la ligereza son de vital importancia para impulsar el mercado hacia la sostenibilidad medioambiental. Estas políticas son los héroes no reconocidos que dan forma a un futuro en el que las partes interesadas no cumplen los parámetros normativos, sino que los redefinen.
Multiplicar políticas ligeras
A pesar de las políticas y normativas existentes en toda la UE en torno al aligeramiento, como el Pacto Verde Europeo, el Plan de Acción para la Economía Circular y las Leyes sobre Materias Primas Críticas, sigue siendo necesario armonizar estos esfuerzos en toda Europa. El Trato Verde de la UE es una combinación de políticas de alto voltaje de 1 billón de euros, conducir a Europa hacia la neutralidad climática en 2050 . Las tecnologías ligeras desempeñan un papel clave en varios aspectos del Pacto Verde, sobre todo en la acción por el clima y la industria sostenible. A menudo denominado paquete «Fit for 55», este ambicioso compromiso pretende reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en un 55% para 2030 en comparación con los niveles de 1990. En cuanto a la industria sostenible, el Plan de Acción para la Economía Circular adoptado pretende aumentar la vida útil de los productos. Los materiales avanzados, incluidos los materiales ligeros, son fundamentales para la transición a una economía digital verde para la seguridad económica de la UE.
El Manifiesto Materiales 2030
subraya la necesidad de tener «un enfoque sistémico para desarrollar la próxima generación de materiales avanzados orientados a las soluciones, que ofrecerán respuestas más rápidas, escalables y eficientes, convirtiéndolas así en oportunidades para la sociedad, la economía y el medio ambiente de Europa hoy y en el futuro».
Michael Luke, responsable del Campo de Investigación Fraunhofer Construcción Ligera, en representación de la Alianza Ligera de 14 Institutos de la Fraunhofer-Gesellschaft, subraya la importancia de las políticas ligeras para los objetivos de sostenibilidad, evaluando los requisitos energéticos y de recursos de los procesos de fabricación, y abordando impactos sociales y económicos más amplios. El aligeramiento consiste en mantener las mismas prestaciones con una gran eficiencia de recursos, optimizando al mismo tiempo el diseño del producto.
El aligeramiento en primer plano
Projectos como AMULET (H2020) y SALIENT (HE) están dando pasos importantes en el avance de las tecnologías ligeras.
Estas políticas y normativas han fomentado el progreso del aligeramiento. Javier Sanfelix, responsable político de la Unidad E3 de Transformación Industrial de la DG de Investigación e Innovación de la Comisión Europea, aporta algunas ideas.
En primer lugar, el cambio climático y la sostenibilidad se erigen como los supermodelos dominantes que adornan la pasarela europea. En segundo lugar, se ha demostrado que las tecnologías ligeras reducen eficazmente las emisiones de carbono, al tiempo que disminuyen el consumo de recursos naturales en términos de materiales y energía. También destacó el apoyo de la Comisión Europea, haciendo hincapié en las convocatorias del Clúster 4 de Horizonte Europa (sobre digital, industria y espacio) que abordan las tecnologías y los materiales ligeros.
Pedro Mimoso, director de desarrollo empresarial del Polo de Inovação em Engenharia de Polímeros, se hizo eco de este énfasis y destacó la labor de la ELCA, que está a la vanguardia en el tratamiento y amplificación de estas cuestiones de alto nivel en materia de aligeramiento y materiales compuestos. La ELCA fomenta el intercambio de conocimientos, promoviendo la investigación y el desarrollo, y las plataformas de colaboración. A principios de 2022, la ELCA y la Asociación Europea de Ligereza (ELA) acordaron colaborar en la promoción de los esfuerzos europeos en materia de ligereza, centrándose la ELCA en la innovación y la ELA en las actividades relacionadas con las empresas.
En mayo de 2023, Composites United (CU), una red del ámbito de los materiales compuestos, organizó un acto en Bruselas con el apoyo de ELCA y ELA («No European Green Deal without Lightweight Technology»), con el objetivo de destacar el papel de las tecnologías ligeras en los objetivos del Green Deal.
A continuación se celebró una conferencia de la red política de alto nivel European Light weighting Network (ELN), en la que estas organizaciones debatieron sobre las mejores prácticas y sobre el importante papel que desempeñan la tecnología ligera y la innovación para lograr un crecimiento sostenible. En los últimos meses, la ELCA, la ELA y la ELN han mantenido conversaciones sobre las posibles ventajas de establecer una agenda política a escala de la UE para las tecnologías de aligeramiento en la industria y la sociedad en general, que represente los esfuerzos de armonización de actores fundamentales en la escena de la UE.
Además, proyectos como
AMULET (H2020)
y
SALIENT (HE)
están dando pasos importantes en el avance de las tecnologías ligeras. AMULET pretende fomentar el uso y la penetración de las soluciones ligeras por parte de las PYME de distintos sectores, como la automoción, el aeroespacial, la energía y la construcción. En cuanto a SALIENT, se centra en la seguridad del automóvil desarrollando soluciones ligeras que no sólo sean circulares, sino que también puedan adaptarse a diferentes escenarios de choque.
Aligeramiento en caliente en el sector del automóvil
Las aplicaciones de transporte, incluido el sector de la automoción, han sido pioneras en el aligeramiento, junto con las aplicaciones de energías limpias, como las baterías y los aerogeneradores. Reglamentos como el (CE) 715/2007 pretendían reducir las emisiones de CO2 ya en 2007, con modificaciones posteriores para los vehículos industriales ligeros nuevos, por ejemplo, reglamento (ue) nº 510/2011. Las normas europeas sobre emisiones de CO2 se han sintonizado al ritmo de la masa de los vehículos: cuanto más pesada sea la flota, más generosa será la asignación de emisiones de CO2. En su forma actual, la normativa europea ha dado lugar a una
reducción de alrededor del 74% al 100%
en las emisiones potenciales de CO2 gracias a las iniciativas de aligeramiento.
Alemania, uno de los principales actores en tecnologías ligeras y el mayor fabricante de vehículos de Europa, contribuye con un 20% a la producción de compuestos poliméricos de la UE (220.000 toneladas). Como resultado, el gobierno alemán ha acordado una «estrategia de aligeramiento que equilibra tres piedras angulares de la sostenibilidad: el medio ambiente, una economía resistente y los aspectos sociales», como señaló Werner Loscheider, jefe de división del Ministerio Federal de Economía y Acción Climática de Alemania (BMWK). Otros miembros de la UE quizá no tengan una agenda o estrategia política específica en materia de ligereza, pero influyen mediante impuestos y subvenciones a la industria automovilística (véase el mapa siguiente).
Voces de los pioneros
Mirando a través de los ojos de la UE, está claro que la ligereza y los materiales compuestos están aquí para quedarse y que seguirán cautivando. Javier Sanfelix también destacó que la UE está trabajando en una acción coordinada sobre «Materiales avanzados para el liderazgo industrial». Esta acción ha sido anunciada como prioridad clave para 2024 por la Presidenta Von der Leyen, en su carta de intenciones enviada al Presidente del Parlamento Europeo y a la Presidencia del Consejo tras el
Discurso sobre el Estado de la Unión en septiembre
.
En un futuro muy próximo, los debates girarán en torno a la mejor manera de aprovechar las prioridades desarrolladas por la ELCA y sus miembros. En primer lugar, este plan de acción esboza los imperativos de investigación que guiarán el ascenso de Europa en el ámbito material. En segundo lugar, compromete a todos los Estados miembros y partes interesadas europeas a trabajar juntos hacia objetivos estratégicos comunes. La comunidad de partes interesadas ligeras encaja claramente en el trabajo de este plan coordinado a través de objetivos compartidos.
Javier Sanfelix añadió que los retos tecnológicos clave identificados para los materiales avanzados, incluida la circularidad, la mayor utilización de herramientas digitales como elemento de cambio y la aceleración de la ampliación y el despliegue, también son muy relevantes para las tecnologías ligeras.
Por tanto, una estrategia europea sobre materiales avanzados prevista para principios del año que viene podría ser un catalizador para una mayor expansión de las aplicaciones de las tecnologías ligeras en ámbitos como los siguientes:
Aceleración del tiempo de comercialización con la digitalización
Un atractivo mercado de datos sobre materiales acelera las acciones de investigación y aumenta las sinergias entre los agentes y sectores de la cadena de valor de los materiales innovadores. Pedro Mimoso está de acuerdo con este punto y refuerza la importancia del diseño ligero en las iniciativas ecológicas de Europa. Como declaró CU: "No hay Pacto Verde Europeo sin tecnología de diseño ligero", Pedro Mimoso expresó: "No hay diseño ligero sin digitalización".
Adopción de innovaciones
Los bancos de pruebas (una forma de infraestructura tecnológica) y los prototipos cobran vida en un apasionado abrazo entre el mundo académico, la investigación y la industria, alimentado por el atractivo de la tecnología y los deseos del mercado.
Impulso de la circularidad
Están surgiendo cadenas de valor de materiales resistentes en todos los sectores a medida que Europa persigue su objetivo de materiales reciclados. Los nuevos métodos de diseño y evaluación para la producción de materiales innovadores "seguros y sostenibles desde el diseño" aumentarán la confianza de la industria y los usuarios finales. "Con la próxima iniciativa "Materiales avanzados para el liderazgo industrial", Europa debe sentar las bases para reunir las iniciativas pertinentes en materia de materiales y aunar esfuerzos hacia el liderazgo tecnológico europeo, mencionó Javier Sanfelix. También señaló que existen objetivos comunes con el ELN: "Juntos trabajan para construir un ecosistema europeo de materiales que impulse la consecución del objetivo y refuerce el panorama industrial en Europa."
Un trío deslumbrante
Las autoridades públicas pueden formular y aplicar políticas que apoyen las tecnologías ligeras. « El apoyo político al aligeramiento varía en todo el mundo», admite Werner Loscheider. Suecia, Austria y Alemania han identificado las tecnologías ligeras como un cambio de juego y han desarrollado agendas industriales nacionales que incluyen programas de financiación e iniciativas estratégicas. Cecilia Ramberg, directora del Programa Sueco de Innovación Estratégica (LIGHTer/RISE), destaca que este trío adopta un enfoque más holístico al conectar las tecnologías y materiales ligeros con el reto social del crecimiento sostenible. «Nos esforzamos por explicar la importancia de la eficiencia de los recursos y conectar así las distintas tecnologías ligeras en relación con la transición hacia la sostenibilidad. Es esencial describir el papel de la ligereza para una sociedad más sostenible a fin de acelerar la transición», afirmó. Michael Luke subraya las sólidas tradiciones de ingeniería de Suecia, Austria y Alemania en las industrias automovilística, aeroespacial y del transporte, que ya han experimentado los beneficios de las soluciones ligeras y que también ayudarán a la conversión energética, las aplicaciones marítimas y las industrias mecánicas. «Sus representantes políticos (no sólo sus gobiernos) declaran un firme compromiso con la sostenibilidad y la reducción del impacto medioambiental», afirmó. Werner Loscheider también comentó que la combinación de conciencia política, demanda industrial y comprensión social de la importancia estratégica del aligeramiento constituye una base sólida para liberar todo su potencial.
Según Michael Luke, Cecilia Ramberg y Werner Loscheider, muchas naciones están emprendiendo acciones estratégicas para hacer frente al aligeramiento. Werner Loscheider concluye: «No obstante, es necesario un mayor reconocimiento político de la importancia de la ligereza como tecnología transformadora. La demanda de la industria y una amplia comunidad con pasión por la innovación son de gran ayuda.»
Hoja de ruta para la armonización
La colaboración internacional es esencial para apoyar y aplicar modelos políticos eficaces. Para lograrlo, es importante reunir a las partes interesadas de diversos sectores, incluidos el gobierno, la financiación de la investigación y la industria, con la investigación en proyectos de investigación conjuntos, plataformas de intercambio de conocimientos; o con programas de financiación que apoyen iniciativas transfronterizas, para compartir las mejores prácticas, intercambiar ideas y desarrollar nuevas soluciones por el bien de los ciudadanos.
– Michael Luke, Jefe del Campo de Investigación Fraunhofer Construcción Ligera
Javier Sanfelix destaca que una coordinación de las actividades de investigación e innovación entre la UE y los Estados miembros debería ser clave para dirigir estratégicamente las inversiones en infraestructuras, competencias y actividades de investigación. Incluso podría crear un ecosistema europeo de materiales que capacitara a los investigadores y a la industria para producir los materiales del futuro. Como iniciativa centrada en la UE, «los objetivos a largo plazo del ELN son desarrollar una estrategia europea ligera, partiendo de una agenda de investigación y desarrollo y estableciendo una financiación transnacional de la investigación», confirma Werner Loscheider. A esta nota, Cecilia Ramberg añade: «Nuestro objetivo es utilizar el aligeramiento para acelerar el Green Deal».
Las voces influyentes de la industria podrían sin duda orientar la dirección de esa política. Al facilitar el intercambio intersectorial de conocimientos, pueden crearse nuevas cadenas de valor, que den lugar a nuevas normativas. Pedro Mimoso está de acuerdo en el intercambio de conocimientos y cree en la unidad de la UE y en un enfoque político armonizado entre los países miembros: «Una reducción de 1 kg de peso puede parecer insignificante. Sin embargo, cuando se tiene en cuenta el ahorro de energía asociado, la conservación de materiales y la reducción de emisiones de CO2, los beneficios se hacen profundamente evidentes para aplicar una política cohesiva sobre diseño ligero. Por tanto, la UE debe funcionar como un todo».
Michael Luke añade: «La colaboración internacional es esencial para apoyar y aplicar modelos políticos eficaces. Para lograrlo, es importante reunir a las partes interesadas de diversos sectores, incluidos el gobierno, la financiación de la investigación y la industria, con la investigación en proyectos de investigación conjuntos, plataformas de intercambio de conocimientos; o con programas de financiación que apoyen iniciativas transfronterizas, para compartir las mejores prácticas, intercambiar ideas y desarrollar nuevas soluciones por el bien de la gente.»
Cecilia Ramberg destacó tres pasos para establecer una política de aligeramiento que pueda contribuir a la sostenibilidad global de la UE
Objetivos: explicar mejor cómo las soluciones ligeras permiten una sociedad más eficiente en el uso de los recursos; establecer una cooperación entre materiales (por ejemplo, el aluminio y los materiales compuestos tienen pros y contras diferentes) entre diferentes tecnologías ligeras; por ejemplo, Suecia tiene diez años de experiencia de cooperación en competencias entre materiales, y los resultados son inspiradores; fomentar la colaboración entre redes (por ejemplo, ELN, ELCA, ELA y CU).
Junto con estos pasos, la ELCA y sus miembros están trabajando para establecer un marco político armonizado en Europa. «Nos enfrentamos a grandes retos: comunicar la filosofía de la aligeración, concienciar sobre sus conceptos y aunar muchas perspectivas diferentes y superar prejuicios: la aligeración es mucho más que los compuestos», concluye Werner Loscheider.
Nota final
El aligeramiento ofrece una solución tangible al reto del cambio climático, y Europa está a la vanguardia en la consecución de este reto. Una política a escala de la UE permitirá que todos los Estados miembros sigan las mismas normas, lo que simplificará el cumplimiento y facilitará la comercialización de los productos manufacturados, al tiempo que mejorará la posición de los productos europeos en el mercado mundial. La influencia de la sociedad es tan crucial como la de los responsables administrativos a la hora de elaborar esa política de aligeramiento en toda la UE. La concienciación y el compromiso activo de la sociedad civil tienen un impacto directo en la agenda política de la UE, instándola a adaptarse de forma más ágil y receptiva. El auge de la digitalización (por ejemplo, plataformas digitales, peticiones en línea) amplifica aún más la voz de los ciudadanos de a pie. El camino a seguir está claro: una acción unificada para un futuro más ligero y eficiente.
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