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Ingeniería Mecánica

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UNAM

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Ingeniería Mecánica

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ESTUDIO PANORÁMICO DE VIGILANCIA
TECNOLOGICA E INTELIGENCIA COMPETITIVA:
TECNOLOGÍAS DE MATERIALES COMPUESTOS
EN EL SECTOR AUTOPARTISTA
ING. HUGO TOSCO
ING. ALEJANDRO RIVELLO
LIC. MATIAS VÁZQUEZ
El contenido de la presente publicación es responsabilidad de sus autores y no representa
la posición u opinión del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva.
CIUDAD AUTÓNOMA DE BUENOS AIRES, AGOSTO DE 2016.
ESTUDIO PANORÁMICO DE VIGILANCIA
TECNOLOGICA E INTELIGENCIA COMPETITIVA

TECNOLOGÍAS DE MATERIALES COMPUESTOS
EN EL SECTOR AUTOPARTISTA

Estudio panorámico de vigilancia tecnológica e inteligencia competitiva : tecnologías de
materiales compuestos en el sector autopartista / Hugo Tosco ... [et al.] ; contribuciones de
Fernando Lizaso ; Pablo Fabián Paz ; dirigido por Juan Cantarella ; Villanueva Crisólogo
Martín. - 1a ed . - Buenos Aires : Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva,
2016.
Libro digital, PDF - (Estudios panorámicos de vigilancia tecnológica e inteligencia
competitiva)

Archivo Digital: descarga y online
ISBN 978-987-1632-66-4

1. Ciencia y Tecnología. 2. Estudios. 3. Autopartes. I. Tosco, Hugo II. Lizaso, Fernando,
colab. III. Paz, Pablo Fabián, colab. IV. Cantarella, Juan, dir. V. Crisólogo Martín, Villanueva, dir.
CDD 606
AUTORIDADES
■ Presidente de la Nación
Ing. Mauricio Macri
■ Ministro de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva
Dr. Lino Barañao
■ Secretario de Planeamiento y Políticas en Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva
Dr. Miguel Ángel Blesa
■ Subsecretario de Estudios y Prospectiva
Lic. Jorge Robbio
■ Director Nacional de Estudios
Dr. Ing. Martín Villanueva
RECONOCIMIENTOS
La dirección técnica del proyecto estuvo a cargo del Mg. Juan Cantarella, gerente general de la Asocia-
ción de Fábricas Argentinas de Componentes (AFAC), y del Dr. Ing. Martín Villanueva, director nacional
de Estudios del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva.
La elaboración del informe estuvo a cargo del Ing. Hugo Tosco, Ing. Alejandro Rivello y del Lic. Matías
Vázquez, con apoyo de los equipos técnicos de AFAC y del Programa Nacional de Vigilancia Tecnológica
e Inteligencia Competitiva del Ministerio, y de los siguientes profesionales expertos:
• Esp. Ing. Miguel Guagliano
• Esp. A.E. Adriana Sánchez Rico
• D.I. Fernando Lizaso
• Ing. Pablo Paz
Se agradece a los actores del sector gubernamental, del sistema científico-tecnológico y del sector
productivo que han apoyado y participado de las distintas acciones del Programa Nacional de Vigilancia
Tecnológica e Inteligencia Competitiva para la elaboración del presente Estudio Panorámico, contribu-
yendo con su invaluable conocimiento y experiencia a los múltiples contenidos del mismo. No habría
sido posible elaborar este documento sin la construcción colectiva de conocimientos.
Por consultas y/o sugerencias, por favor dirigirse a vintec@mincyt.gob.ar

CONTENIDO
1. Resumen ejecutivo .................................................................................................. 10
2. Principales características del complejo automotor .............................................. 14
2.1 Evolución y configuración ..................................................................................... 17
2.2 Comercio exterior .................................................................................................. 24
2.3 Barreras de entrada a la incorporación de tecnologías ........................................ 28
2.4 Problemáticas y desafíos ...................................................................................... 30
3. Importancia de los materiales compuestos para el sector automotriz ................. 32
3.1 El subsector de materiales compuestos .............................................................. 35
3.2 Requisitos de emisiones de gases de efecto invernadero (CO2) en los
principales mercados mundiales .................................................................................... 37
3.3 Estrategias tecnológicas de la industria automotriz para la reducción de
emisiones de gases de efecto invernadero en los próximos años. .............................. 38
3.3.1 Caracterización de los materiales compuestos.................................................. 41
3.3.2 Reseña histórica .................................................................................................. 44
3.3.3 Casos de aplicación de los materiales compuestos .......................................... 47
3.3.4 Autopartes que se fabrican actualmente con materiales compuestos ............. 50
4. Incorporación de los materiales compuestos en la industria automotriz ............. 53
4.1 Decisión del empleo de materiales compuestos en la fabricación de la
carrocería de un automóvil ............................................................................................. 53
4.2 Principales procesos .............................................................................................. 57
4.2.1 Enrollamiento filamentario .................................................................................. 57
4.2.2 Laminación continua y pultrusión ....................................................................... 59
4.2.3 Moldeo por vacío e infusión ............................................................................... 60
4.2.4 Moldeo por compresión en caliente ................................................................... 61
4.2.5 Inyección directa y asistida por vacío ................................................................. 63
5. Ejes de desarrollo y bases para la realización del estudio..................................... 67
5.1 Análisis de información a partir de publicaciones científicas .............................. 67
5.1.1 Materiales Compuestos con fibras de vidrio ...................................................... 67
5.1.2 Materiales compuestos con fibras de carbono .................................................. 74
5.1.3 Materiales compuestos con fibras naturales ..................................................... 80
5.2 Análisis de información a partir de patentes de invención .................................. 81
5.2.1 Materiales compuestos con fibras de vidrio ...................................................... 81
5.2.2 Materiales compuestos con fibras de carbono .................................................. 87
5.2.3 Materiales compuestos con fibras naturales ..................................................... 92

6. Materiales compuestos: perspectivas y desafíos en la industria automotriz ....... 96
6.1 Estrategia de reducción de peso ........................................................................ 101
6.2 Potencial de exploración de ventaja comparativa producto del desarrollo de
fibras naturales .............................................................................................................. 102
6.3 Oportunidades y Amenazas ................................................................................ 103
6.4 Retos de la industria automotriz ......................................................................... 105
7. Conclusiones y recomendaciones ........................................................................ 107
7.1 Rol de la investigación, innovación y transferencia de tecnología .................... 111
7.2 Materiales compuestos en Argentina ................................................................. 112
ANEXO METODOLÓGICO ............................................................................................ 115

PRÓLOGO

Desde sus comienzos, el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva
reconoce el valor estratégico que tiene la información y la necesidad de elaborar y
perseguir una estrategia de gestión del conocimiento y de la innovaciónen el
territorio, en pos del desarrollo de sus políticas nacionales.

La Secretaría de Planeamiento y Políticas (SePP) es la encargada de impulsar las
políticas definidas por el propio Ministerio, identificando las demandas y
necesidades; diseñando programas e instrumentos para dar respuesta a problemas
sectoriales y sociales; y promoviendo la vinculación general entre ciencia, tecnología,
innovación y sociedad. La misma contribuye al incremento de la competitividad del
sector productivo, sobre la base del desarrollo de un nuevo patrón de producción
basado en bienes y servicios con mayor densidad tecnológica.

En mayo de 2010, se crea el Programa Nacional de Vigilancia Tecnológica e
Inteligencia Competitiva (VINTEC) en la órbita de la Dirección Nacional de Estudios
(Subsecretaría de Estudios y Prospectiva, SePP) con el fin de promover, sensibilizar y
gestionar actividades de Vigilancia e Inteligencia Estratégica (VeIE) en grandes
empresas, PyME, asociaciones empresariales, entidades gubernamentales,
universidades y organismos públicos y/o privados de investigación.

Por su parte, la AFAC desde el año 1939 es la asociación que representa a los
fabricantes de partes y componentes automotrices que participan en el mercado de
equipo original, de reposición y de exportación, con reconocida trayectoria a nivel
nacional e internacional. Está integrada por 200 de las más reconocidas
empresas autopartistas del país ubicadas en las provincias de Buenos Aires,
Córdoba, Mendoza, Santa Fe, San Juan, San Luis y Tierra del Fuego. Las mismas son
proveedoras de la industria automotriz y del mercado de reposición local y del
exterior.

En el año 2012, se realizó el primer trabajo interinstitucional entre el Ministerio de
Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva y la AFAC, en el marco de las temáticas

de VTeIC. Como resultado del trabajo se llegó a construir e implementar la primera
Antena Tecnológica de VeIE para el sector de Autopartes.

A través del presente Estudio Panorámico de VTeIC se pretende brindar
conocimiento al lector sobre los distintos hallazgos obtenidos en el sector
autopartista. Dicho estudio se focaliza en las tecnologías de materiales compuestos
en el sector autopartista.

El “Estudio Panorámico de VTeIC en tecnologías de materiales compuestos en el
sector autopartista”presenta la siguiente estructura de contenidos: introducción a las
características del complejo automotor, la importancia y la incorporación de los
materiales compuestos en el sector automotriz, los principales resultados de la
producción científica y tecnológica, y un diagnóstico de los materiales compuestos y
conclusiones del estudio aplicadas a la industria autopartista.

La SePP pone este estudio a disposición del sector autopartista y de todos aquellos
actores interesados o vinculados con la investigación, desarrollo y aplicación de las
tecnologías en el sector, como instituciones gubernamentales, científicas y
tecnológicas, y otras de la sociedad civil, con el objetivo de contribuir positivamente a
transformar la matriz productiva del país, promoviendo la investigación, el desarrollo,
la innovación y la difusión de nuevas tecnologías que contribuyan a mejorar la calidad
de vida de nuestra sociedad.

Dr. Miguel Ángel Blesa
Secretario de Planeamiento y Políticas
del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva

1. RESUMEN EJECUTIVO

En las últimas dos décadas, se ha desarrollado un proceso de internacionalización de
la producción automotriz mundial para fortalecer la presencia en mercados y ganar
escala. Esto llevó a adecuar las estructuras de producción con el surgimiento y
consolidación de grandes bloques comerciales de libre comercio transfronterizo. La
Argentina se ha especializado en vehículos de gama media y pick ups como negocio
global.

Los cambios en productos y lógica de producción de las terminales elevaron las
exigencias a nivel internacional hacia los autopartistas en aspectos de calidad, escala,
costos, plazos de entrega y flexibilidad de la producción. Esto aplicó a proveedores
internacionales (mega-globales), regionales y locales, y devino en una espiral de
necesario aggiornamiento y profesionalización, o viraje hacia otros negocios.

En Argentina hay 11 terminales automotrices que emplean a 32.000 personas. Son
capital intensivas, de ensamblado, y la mano de obra incide en un 5% de los costos.
A su vez, hay unos 200 autopartistas en el primer y segundo anillo de provisión, y
unos 400 para reposición. El 58% se ubica en la provincia de Buenos Aires, el 27% en
Córdoba y Santa Fe, y un 15% en el resto del país. Estos generan, aproximadamente,
61.000 empleos directos, un 5% del empleo industrial del país. La producción se
destina en un 60% a mercado original, el 25% a reposición (after market) y el 15% a
exportación.

El complejo automotriz es multiplicador de actividades y fuente de desarrollo
tecnológico; requiere una industria autopartista que provea un alto grado de
integración de componentes (las autopartes constituyen el 70% del costo de
fabricación de un vehículo). Aunque para ser competitivo técnicamente requiere
actualización y expansión tecnológica; y, comercialmente, esquemas de producción
con elevada capacidad de gestión para sortear la relativamente baja escala. El
complejo automotriz, es generador de un 10% del PBI industrial de Argentina.

Los diseños de vehículos, definidos por las casas matrices globales, requieren
autopartes producidas con tecnologías en veloz evolución.

Los productos finales necesarios para abastecer a los mercados en forma masiva
requieren de importantes innovaciones tecnológicas que deben contemplar algunos
aspectos como: bajo costo, seguridad y alto rendimiento desde el punto de vista del
almacenamiento de energía, baja emisión de CO2, mejora en la seguridad de las
personas transportadas y para el entorno.

Integración con el sistema de transporte y de logística
Junto a estas innovaciones tecnológicas, las futuras generaciones de vehículos
requieren esfuerzos en el ámbito de la estandarización de componentes,
modularización de sub-sistemas y nuevos requisitos de fabricación.

Los dos principales drivers tecnológicos que surgen como ejes centrales del
desarrollo de la industria automotriz y definen la tendencia en la fabricación de
vehículos y sus componentes son:
 Reducción de los niveles de contaminación con fuertes y nuevas regulaciones
referidas a la emisión de CO2..
 Fuentes alternativas de energía. Escasez de combustibles fósiles.

Se observa una tendencia hacia la integración de una multiplicidad de materiales
(existentes y nuevos) en la fabricación de automóviles, que implican fuertes desafíos
en materia de diseño, adaptación de procesos productivos y aplicación de nuevos
materiales o mejora de los existentes.

El mercado global de materiales compuestos se estima en $ 24,3 mil millones en
2014, y se prevé que crezca un 5,8% la tasa de crecimiento anual compuesto (CAGR)
en los próximos cinco años para llegar a ~ $ 34,1 mil millones en 2020. En dicho

período, los materiales compuestos en la industria automotriz pueden tener una tasa
de crecimiento del 6,5%.

Por el tipo de proceso productivo que implica la fabricación de piezas o conjuntos
con algún tipo de compuestos, lasempresas productoras de piezas de inyección de
plásticos, termoformados y otros, tienen ventajas para la aplicación de estos nuevos
materiales. En muchos casos implicaría solo algunas adaptaciones al proceso
productivo, sin requerir altas inversiones.

Las principales áreas de investigación identificadas para el presente estudio son:
 Reducción del peso estructural de vehículos.
 Reemplazo de componentes fabricados con metales por materiales
compuestos de fibras de vidrio y/o carbono.
 Desarrollo de materiales compuestos del tipo reforzado con híbridos con
fibras naturales.

La tendencia global en el empleo de materiales compuestos y su aplicación en la
ingeniería del transporte es de crecimiento en las dos próximas décadas.

Las principales desventajas que presentan los materiales compuestos comparados
con los materiales tradicionales (metales, madera, hormigón, etc.) es su mayor costo
inicial, cuya contrapartida es su bajo costo de mantenimiento a lo largo de la vida útil.

Las claves para una mayor inserción en la industria automotriz serán:
 Reducción de precio, debido a un mayor volumen y economías de escala.
 La introducción de reciclaje.
 Mejora de los procesos de reparación que requieren de mayor experiencia en
ingeniería.
Los principales países que lideran la producción de publicaciones de compuestos
con fibras de vidrio son Estados Unidos, India y Alemania. Brasil aparece en el puesto
7 de países que publican, destacando que cuenta con la principal empresa fabricante
de fibra de vidrio de América Latina, la cual ha extendido su uso hacia la industria
aeronáutica y automotriz.

En lo que respecta a patentes, China es el principal actor en el desarrollo de
compuestos de fibras de vidrio, dado que la industria automotriz en dicho país se
halla en franco crecimiento y necesita proteger sus innovaciones.

Se destaca un creciente interés en los compuestos de fibra de carbono dada la
amplitud de posibilidades que posee al ofrecer variaciones de módulo de elasticidad
y resistencia que permiten ampliar las aplicaciones en la industria autopartista.

Estados Unidos, China y Corea Del Sur lideran los trabajos en las actividades de
investigación y desarrollo de los compuestos en fibras de carbono. Se destacan,
también, las empresas globales japonesas, donde aparecen empresas fabricantes de
automóviles, autopartistas y fabricantes de fibras de carbono.

De América Latina, Brasil es el único país que a nivel gobierno, Universidad y
empresa está investigando sobre compuestos, tratando de explotar una ventaja
competitiva a través de las fibras naturales.

En Argentina el trabajo sobre compuestos es incipiente. Se ha detectado que muchas
empresas instaladas en el país tienen casas matrices que desarrollaron y aplican
tecnologías de compuestos. Será primordial fomentar la transferencia del proceso
tecnológico hacia la sede local. La inserción de este tipo de tecnologías será más
fácil a escalas pequeñas que a gran escala (ventaja relativa de Argentina).

La falta de innovación en los procesos productivos para lograr bajar los tiempos de
ciclo que permitan producir a escala, conlleva a que los autos de alta gama sean el
objetivo en una primera instancia.

Argentina deberá seguir la evolución de la tecnología de procesamiento a fin de
poder fabricar las piezas requeridas en materiales compuestos, de manera de evitar
la deslocalización de componentes de automóviles de fabricación local.

2. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL COMPLEJO
AUTOMOTOR

En las últimas dos décadas se ha observado un proceso de creciente
internacionalización de la producción automotriz mundial. En este contexto, las
empresas terminales han optado por profundizar el despliegue geográfico y la
integración internacional de su producción a efectos de fortalecer su presencia en
mercados de mayor potencial. Uno de los aspectos principales de esta estrategia fue
la adecuación de su estructura de producción al surgimiento y consolidación de
grandes bloques comerciales caracterizados por el libre comercio transfronterizo.

En este contexto, la Argentina se ha especializado en vehículos de gama media y pick
ups de manera competitiva como negocio global.

Los cambios en el producto y en la lógica de producción de las terminales
redefinieron los estándares de producción en el sector autopartista. En general,
aumentaron fuertemente las exigencias de calidad, escala, costos, plazos de entrega
y flexibilidad del proceso productivo. En este sentido, las firmas autopartistas que
son proveedoras de las automotrices a escala internacional presentan algunas
ventajas decisivas sobre los fabricantes locales, en la medida en que han desarrollado
y provisto a la corporación de las partes requeridas para los modelos nuevos que van
siendo incorporados en las diferentes localizaciones productivas.

Dada la nueva forma de provisión de conjuntos, las terminales han buscado la
reducción del número de plataformas productivas y la manera de usar una misma
plataforma para la fabricación de distintos vehículos en busca de ganar economías de
escala y aprovechar la conveniencia del comercio entre regiones. En estos casos,
aquellos proveedores que participan desde los países en donde se da comienzo a la
producción, tienen mayores oportunidades de convertirse en los proveedores
globales de los principales componentes.

La cadena autopartista incluye la producción de partes, subconjuntos y conjuntos
para automóviles. El conjunto de actores que conforman la cadena producen

vehículos automotores, autobuses, comerciales ligeros y camiones, carrocerías y una
amplia variedad de partes, piezas, conjuntos y subconjuntos, tales como cajas de
engranajes, ejes, aros de ruedas, amortiguadores, radiadores, bombas, tubos de
escape, catalizadores, embragues, volantes, columnas y cajas de dirección, asientos,
puertas, entre otros. Adicionalmente, en la cadena de valor automotriz participan
múltiples actores de industrias conexas debido a la amplia variedad de procesos
involucrados. Se requiere de la fabricación de cubiertas y cámaras de caucho, vidrio
(parabrisas, ventanas, etc.), equipos y dispositivos eléctricos (baterías, bobinas de
encendido, bujías, circuitos para los sistemas de luces, radio, etc.), así como también
una amplia variedad de juegos de cables e insumos textiles, entre otros.

El sector autopartista argentino se caracteriza por la coexistencia de distintos tipos de
actores bien diferenciados: entre los fabricantes de partes y piezas predominan las
empresas de capital nacional, mientras que los de conjuntos y subconjuntos son
mayoritariamente filiales de empresas multinacionales.

Los “Proveedores Mega-Globales” (PMG) proveen a las terminales de los principales
conjuntos (motores, cajas de cambio, ejes con diferencial, sistemas de climatización,
etc.); son conocidos como los “Tier 0,5” por su cercanía a las terminales
ensambladoras (mayor aún a la que tienen los proveedores que integran el llamado
“primer anillo”). Estas compañías necesitan tener alcance global, a efectos de seguir
a las terminales a todos los lugares en los que se produzcan los modelos basados en
los conjuntos por ellos provistos. Sus soluciones tecnológicas y productivas son del
tipo “black box”, en las que el proveedor recibe un requerimiento detallado y aporta
una solución integral, para lo que desarrolla o utiliza su propia tecnología tras el
objetivo de satisfacer el desempeño esperado por la terminal.

Los proveedores del primer anillo son aquéllos que proveen de manera directa a las
terminales; estas empresas acumulan capacidades propias de diseño e innovación y,
si bien su alcance global es en general más limitado, algunas han alcanzado a
desarrollarse a su vez como PMG.

Los proveedores del segundoanillo son firmas que trabajan habitualmente sobre
diseños suministrados por las terminales o por los PMG. Con el objeto de alcanzar los

requerimientos de costos y flexibilidad, cuentan con un buen nivel de habilidades
técnicas; para mantenerse en el mercado es necesario que cumplan con las
certificaciones de calidad exigidas por los clientes (ISO 9000, ISO/TS 16949). Estas
firmas generalmente abastecen un mercado determinado, pero también tienen
posibilidades de crecer en el comercio internacional.

Los proveedores del tercer anillo son firmas que proveen productos relativamente
básicos. En la mayoría de los casos, se trata de productos con un mayor nivel de
estandarización, para cuya producción se requieren habilidades técnicas menos
sofisticadas; en general, en estas empresas el nivel de inversión en capacitación
específica suele ser relativamente reducido. En este eslabón predomina la
competencia por precio, por lo que el mercado tiende a ser particularmente
competitivo.

Sin perjuicio de la pertinencia de esta clasificación de los proveedores, vale destacar
que algunas de estas empresas pueden ser catalogadas simultáneamente como
pertenecientes al primero, segundo o tercer anillo, según su cliente específico y de
acuerdo a cómo se fue desarrollando cada negocio vinculado a una plataforma o
modelo en particular.

A su vez, hay proveedores de terminales que también participan del mercado de
reposición, ya sea a través de la terminal y su red de concesionarios o en forma
directa. En este último caso, suelen ser necesarios ciertos acuerdos particulares por
razones de propiedad intelectual y propiedad de los herramentales con los que los
productos son fabricados.

El mercado de reposición constituye una parte importante de la cadena de valor
automotriz; resulta ser un sector en el cual muchas empresas de países en desarrollo
comenzaron a trabajar, inclusive con anterioridad a la instalación de terminales
locales. Actualmente, existe un mercado internacional muy desarrollado para estos
productos y las empresas compiten principalmente vía precios, aunque también hay
nichos para especializarse en ciertos modelos de muy baja escala. Mientras el acceso
a materia prima relativamente barata y la disponibilidad de habilidades de producción
son condiciones importantes para este grupo de empresas, las capacidades de

diseño no son un requerimiento sustantivo; en la mayoría de los casos, se trata de
copias o adaptaciones de diseños realizados por terceros.
Figura 1. Principales características de los eslabones de la cadena de valor automotriz

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Partes y piezas
Subconjuntos y
Conjuntos
Materias Primas
Industria Autopartista
Sector
Industrial
Básico
Terminales
Industria Terminal
Provisión Nacional
o importada
Alta concentración
Alto poder de
negociación
Mayoría PyMEs
Alta participación de
Capital Nacional
Requerimientos de
tecnología medios
Fuerte nivel de
competencia interna e
importada
Bajo poder de
negociación frente a
proveedores y clientes
Mayoría Multinacionales
Proveedores globales de
las Terminales
Se proveen de empresas
locales o bien importan
sus componentes
Menor competencia
relativa por acuerdos
globales.
Grandes Multinacionales
Se proveen de conjuntos
locales e importados
Alta competencia entre
empresas radicadas en la
región y baja competencia
de productos Extra Zona
Tendencia hacia la
especialización y
complementación regional.
Alta incidencia de
exportación regional

Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de Componentes.

2.1 Evolución y configuración

En los últimos años, la situación del sector automotriz argentino se puede dividir en
dos etapas bien diferenciadas.

La primera, caracterizada por el cambio de paradigma del sector automotriz argentino
con una fuerte recepción de inversiones significativas y una creciente orientación
exportadora con foco en la región, principalmente en Brasil.

La segunda, determinada por la consolidación del modelo exportador con una
renovación continua de modelos asignados y una mayor especialización productiva a
nivel regional respecto a Brasil.

Asimismo, estas dos etapas pueden ser subdivididas en cuatro sub-etapas. La
primera, que va desde el año 1990 a 1996, etapa caracterizada económicamente por
un período de estabilidad macroeconómica que posibilitó el posicionamiento como
polo de atracción de inversiones en la región, en donde Argentina también se vio
favorecida, aunque también tuvo un alto impacto el “efecto tequila” de 1995. En este
período, la producción y las ventas tienen una tendencia creciente, logrando el pico
máximo en 1994 con más de 408.000 vehículos producidos y más de 508.000
vehículos vendidos en el mercado interno. En este contexto, comienzan a asomar las
exportaciones, pasando de un poco más de mil vehículos en el año 1990 a más de
108.000 en 1996.

La segunda sub-etapa comienza en el año 1997 y dura hasta la crisis del 2001. Está
caracterizada por una inconsistencia macroeconómica, la pérdida de la
competitividad industrial por la apreciación del peso y la devaluación del real, y
recesión económica. La industria se caracteriza por una tendencia decreciente de la
producción y las ventas, y otra creciente de las exportaciones por la fuerte inserción
de vehículos en Brasil.

La tercera sub-etapa se desarrolla entre los años 2002 y 2004 y está caracterizada por
una devaluación del peso que mejora la competitividad por medio del precio, sumada
a las estrategias de las terminales automotrices. Esto mejora las condiciones para la
atracción de inversiones, acompañado por la recuperación económica en general y
del sector en particular.

La última sub-etapa se inicia en el año 2005 y muestra un crecimiento sin
precedentes del sector, consolidando el perfil exportador con un fuerte crecimiento
de la producción y las ventas del mercado interno.

Figura 2. Etapas del sector automotriz argentino

Fuente: ABECEB.COM

La producción de vehículos comenzó a incrementarse en 2004 a un ritmo sostenido y
llegó a superar en 2007 el máximo alcanzado en 1998, al producir más de 500.000
unidades. Luego de una ligera caída en 2009, como consecuencia del impacto de la
crisis global, la producción de vehículos volvió a recuperarse rápidamente en 2010,
alcanzando un nuevo máximo histórico en 2011 con más de 829.000 unidades
producidas.

Como consecuencia de tal desempeño, el complejo automotriz (vehículos y
autopartes) explica aproximadamente el 10% del PBI industrial.

La industria automotriz es una de las actividades económicas de mayor importancia
debido a su efecto multiplicador sobre otras y su contribución potencial a la creación
de empleo y al desarrollo tecnológico en general. No obstante, para que la
producción de automóviles genere efectos y externalidades positivas para el conjunto
industrial es necesario contar con una industria autopartista desarrollada,
fuertemente integrada, diversificada y consolidada; cuanto mayor sea el grado de

integración de componentes locales –partes, piezas, subconjuntos y conjuntos– en
los vehículos producidos mayores serán los efectos industrializantes.

En el caso de la producción de autopartes, las tecnologías de producción pueden ser
tanto de capital o de mano de obra intensiva. Ello depende de varios factores:
 Características del proceso.
 Características del producto.
 Nivel promedio de lotes de producción que permita amortizar inversiones.

Figura 3. Vehículos: Producción – Mercado interno – Exportaciones (miles de
unidades)

Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de componentes

En este sector las variantes de procesos productivos son inmensas. Hay procesosde
ensamblaje, fabricación de conjuntos grandes, medianos y pequeños; transformación
de diversas materias primas (chapa, aluminio primario y secundario, plásticos,
textiles, caucho, vidrio, plomo, cobre, etc.). También hay procesos de mecanizados
de piezas de fundición y forjadas. La participación de la mano de obra en los costos

puede ir de un 5% en un simple proceso de ensamblado a un 40% en los procesos
con mayor transformación y más integrados verticalmente.

En resumen, los procesos abarcan ensamblado, soldadura, mecanizado, inyección,
extrusión, estampado, cortado de telas, termoformados varios, fundición, forja,
tratamiento superficial, doblado de caños, diseño y fabricación de herramentales,
rotomoldeo, pintura, producción de mezclas químicas, plegado y soplado plástico.

Por ello, el sector autopartista argentino se caracteriza por la diversidad de
actividades manufactureras involucradas. Alrededor del 60% de las ventas sectoriales
son destinadas al mercado original, el 25% al mercado de reposición (after market) y
el 15% a la exportación y, en promedio, las autopartes constituyen entre dos tercios y
el 80% del costo de fabricación de un vehículo.

Existen alrededor de 200 empresas autopartistas localizadas en el primer y segundo
anillo y alrededor de 400 firmas orientadas al mercado de reposición. El 85% de las
empresas están localizadas en las provincias de Buenos Aires, Córdoba y Santa Fe,
concentrándose el 58% en la primera de ellas. Estas generan aproximadamente
61.000 empleos directos, lo que representa el 5% del empleo industrial del país.

Figura 4. Cadena de valor automotriz
Partes y piezas
Subconjuntos y
Conjuntos
Concesionarios
Acero
Aluminio
Petroquímicos
Vidrio, textiles
y caucho
Otros
Materias
Primas
Industria Autopartista
Sector
Industrial
Básico
Comercialización
Producción de
partes y
componentes varios
Tornillos, ruedas,
estampados, forja,
fundición, plásticos
inyectados, etc.
Otros
Ensamble (manual o
automatizado)
Diseño, desarrollo y
ensamblado de módulos
y sistemas (conjuntos)
Producción de
conjuntos
Motor, caja, ejes, etc.
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Terminales
Ensamble de Conjuntos y
subconjuntos
Ensamblado de motores,
estampado grandes,
pintura, etc.
Producción de autos
Mercado Reposición
Distribución
Otros
Distribuidores
Terminal / Reposición
Servicios Vinculados
Terciarización de actividades
Logística
Mantenimiento
Exportaciones
Reposición
Terminales

Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de Componentes - AFAC

Dada la heterogeneidad de procesos y materias primas de la actividad productiva, se
encuentran involucrados varios sindicatos. En el caso de las terminales, todas están
encuadradas en el Sindicato de Mecánicos y Afines del Transporte Automotor
(SMATA) excepto una que se encuadra bajo la Unión Obrera Metalúrgica (UOM). En el
caso de los proveedores, un 75% está encuadrado en UOM, un 20% en SMATA y el
resto en el gremio químico, del vidrio, textil, caucho, etc.

Cuadro 1. Resumen de principales variables del sector autopartista
SECTOR AUTOPARTISTA 2014
Empresas 400
Empleo directo 61.368
Participación en el empleo industrial 5,1%
Valor de Producción (millones us$) 5.850
Participación % en el PBI 0,37%
Participación % en el PBI industrial 3,68%
Exportaciones (millones us$ FOB) 2.184
Participación % en las expo industriales 9,2%
Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de componentes - AFAC

Figura 5. Empleo directo sector autopartista

Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de Componentes - AFAC

La etapa de producción de los vehículos, a pesar de ser una actividad principalmente
de ensamblaje, es claramente capital intensiva en donde la mano de obra tiene una
incidencia en los costos del orden del 5%. En Argentina hay 11 terminales
automotrices (emplean a 32.000 personas), de las cuales 10 ensamblan vehículos,
mientras que 1 sola fabrica transmisiones.

Finalmente, la etapa de comercialización y de servicios de reparación está a cargo de
alrededor de 230 concesionarios oficiales, que ocupan 17.500 empleados (18% del
total de ocupados del complejo).

2.2 Comercio exterior

El sector autopartista es, junto con el sector terminal, el tercer sector de la economía
que más exporta, con una participación sobre el total de las exportaciones argentinas
del 13%. Del total producido localmente se exporta el 35%, siendo los principales
destinos: Brasil (60,6%), México (6,8%) y Estados Unidos (6,7%). Las ventas externas
de componentes representan actualmente el 3% de las exportaciones de
manufacturas industriales y explican más del 2% de las exportaciones totales.

En el marco de un entorno macroeconómico favorable y de un fuerte dinamismo de
la demanda mundial y, en particular, de los países emergentes, la evolución de las
exportaciones del complejo automotriz fue muy positiva en el período 2002-2010. En
especial, entre 2002 y 2008 las exportaciones totales de la trama automotriz casi se
triplicaron, superando este último año los 6.000 millones de dólares. Como
consecuencia, las ventas externas del sector incrementaron su participación en las
exportaciones mundiales de 0,2% a 0,6% entre 2002 y 2008. En conjunto, las
exportaciones de vehículos tuvieron un incremento exponencial entre 2003 y 2008 del
384%, triplicando la tasa de crecimiento del total de las exportaciones de Argentina
en ese período. Por su parte, las exportaciones de autopartes crecieron a un ritmo
significativamente menor, mostrando un incremento del 73% entre 2003 y 2008. Los
principales rubros de exportación de este segmento son diversas partes y accesorios
para vehículos, neumáticos y partes de motores, que registraron un aumento de las
exportaciones del 59%, 44% y 61%, respectivamente, entre 2003 y 2008.

Figura 6. Exportación de autopartes por grupo de productos – 2014

Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de Componentes - AFAC

Los principales orígenes de las importaciones de autopartes son: Brasil (53,8%),
Alemania (7,4%) y Japón (6,4%). El aprovisionamiento importado es relativamente
mayoritario, registrándose un coeficiente de importaciones/consumo aparente del
orden del 55%. Como se mencionara anteriormente, en el año 2003 se inicia el
período de mayor crecimiento sostenido del sector en términos de empleo,
producción, productividad y monto exportado. Durante este período, se produce una
fuerte ampliación de la escala que posibilitó que los aumentos en la productividad del
trabajo se vean acompañados de un aumento del empleo y de la producción, lo que
no sucedía desde los años sesenta. Sin embargo, se arrastran algunas características
del período anterior tales como el déficit de proveedores de subensambles y partes y
las conductas importadoras de las terminales y del primer anillo de proveedores.

Tal como se señaló, el fuerte dinamismo de la producción y las exportaciones del
complejo fue acompañado por un incremento sostenido de las importaciones; en
particular, en el segmento de autopartistas, se advierte un continuo aumento del
déficit comercial desde 2003 en adelante. Cabe señalar que en el marco de las
sucesivas crisis y reestructuraciones que atravesó el sector desde finales de los 80,
se registró una significativa reducción del número de proveedores, la interrupción de
trayectorias de aprendizaje tecnológico y la pérdida de capacidades productivas y
técnicas previamente acumuladas. En ese contexto, la nueva fase encontró a la

industria argentina sin una masa suficiente de proveedores con capacidad para
responder a los nuevos requerimientos de las terminales y los proveedores globales y
al aumento del tamaño del mercado.Por ello, la sustentabilidad del proceso de
crecimiento iniciado después del colapso del régimen de convertibilidad en el sector
automotriz requiere del desarrollo de proveedores para cumplir con las cada vez más
sofisticadas exigencias de la demanda.

Desde la entrada en vigencia del MERCOSUR, y con mayor profundidad desde 2003,
la fabricación de vehículos basó su estrategia en un modelo exportador,
principalmente regional. Ello ha hecho posible una renovación continua de
plataformas exclusivas asignadas a la Argentina, con una mayor especialización
productiva a nivel regional que haga posible una complementación productiva y
comercial con Brasil. Ello permite mejorar sustancialmente la escala productiva de
cada plataforma, alcanzando mayor productividad y competitividad. Desde 2004, de
los 21 nuevos proyectos lanzados por las terminales 17 fueron exclusivos para la
región. De allí la importancia de acceder libremente al mercado brasilero y de
promover mejores y nuevos acuerdos con países latinoamericanos. Como toda
industria de escala, las inversiones en bienes de capital son demasiado grandes
como para soportar bajos niveles de producción en un vehículo.

Por la decisión de las terminales de Argentina de no competir en los modelos de
mayor escala y de venta masiva, la industria local se especializó en vehículos
medianos, utilitarios y pick ups. Más del 70% de la producción de vehículos es de
plataformas que no se producen en Brasil. Estos vehículos tienen comercialmente
una contribución marginal más alta con lo cual es posible alcanzar el punto de
equilibrio a pesar de tener una escala productiva más baja. Luego, el intercambio
entre las filiales de ambos países hace posible que se pueda complementar la oferta
cubriendo todos los segmentos del mercado.

De esta manera, la actividad exportadora de vehículos es una fuerte traccionadora
“aguas arriba” de los demás eslabones productivos. Por ello es que resulta tan
relevante poder continuar produciendo vehículos de manera relativamente
competitiva (en comparación con las alternativas de la región) por el fuerte impacto
directo e indirecto sobre proveedores y el empleo. Sin embargo, persisten las

dificultades para incrementar el grado de integración local de los vehículos y en
consecuencia, para disminuir el déficit comercial de autopartes, el que tiende a
aumentar con el incremento de la producción de vehículos.

En la figura 7 se puede observar la elevada correlación entre la producción de
vehículos y las importaciones de autopartes, lo que evidencia restricciones de
carácter estructural. Entre las principales causas se destacan: insuficiente oferta
productiva de autopartes en algunos rubros en calidad/cantidad/tecnología, baja
articulación en la cadena de valor, dificultades en los procesos de nacionalización y
retraso en maduración de inversiones en curso.

Figura 7. Producción de vehículos e importaciones de autopartes 1995 – 2014
(producción en unidades, importaciones en millones de dólares)

Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de Componentes, en base a datos de ADEFA.

Cuadro 2. Principales 20 empresas autopartistas
METALSA MIRGOR
PLASCAR ARGENTINA S.A. INDUSTRIAS LEAR
FRIC ROT MAGNETO AUTOMOTIVE
SKF ARGENTINA INDUSTRIAS LEAR ARGENTINA
JOHNSON MATTHEY ARGENTINA VISTEON
MAHLE ARGENTINA CARRARO
GESTAMP CORDOBA MAGNA
ALLEVARD REJNA ARAGENTINA GRUPO TARANTO
GESTAMP BAIRES PILKINGTON AUTOM. ARG.
MANN HUMMEL IND. PLASTICAS ALBANO COZZUOL
Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de componentes – AFAC

2.3 Barreras de entrada a la incorporación de tecnologías

En la industria automotriz y, particularmente en el sector autopartista, predominan
altas “barreras de entrada” tanto de acceso a tecnologías específicas como de tipo
contractual. Más allá del gran crecimiento en los niveles de producción reciente de
las terminales locales, las reducidas escalas de producción por parte de las empresas
locales en comparación a Estados Unidos, Alemania, Japón, China y el Sudeste
Asiático significan una barrera de entrada tecnológica adicional. Por tal motivo, las
empresas (particularmente las firmas del primer y segundo anillo) organizan las series
de producción de la mejor manera posible en cuanto a intensidad de equipamiento y
mano de obra, implicando muchas veces la no utilización de las tecnologías de
producción de vanguardia porque su escala no lo amerita. A este problema se le
antepone la potencialidad del incremento de escala que brinda un volumen de 4
millones de autos al año en todo el MERCOSUR.

La presencia de patentes en diseños específicos y licencias es frecuente en aquellos
productos de mayor complejidad tecnológica (módulos y sistemas) y son claves en el
proceso productivo. En estos casos, las terminales automotrices realizan el proyecto
en forma conjunta con los proveedores globales quienes desarrollan patentes propias
(utilizan estas formas contractuales de acceso a la tecnología como instrumento para

protegerlos). Así, muchos autopartistas locales quedan fuera de mercado a pesar de
contar con la capacidad para ofrecer estos productos y predomina la inversión
extranjera directa o los joint-ventures con firmas foráneas que disponen de dichas
licencias de fabricación. A su vez, resulta vital por parte de los autopartistas cumplir
con varios tipos de normas, estándares técnicos y certificaciones de productos para
poder participar en el mercado como proveedores de terminales automotrices. Esto
se debe a que el criterio de calidad es tan relevante a la hora de calificar a sus
proveedores como el factor precio y tiempo de entrega.

Internacionalización de la producción autopartista local
A pesar de la evolución reciente muy favorable en la actividad automotriz, por el lado
autopartista existe un fuerte incremento de la competencia de productos originarios
de extra–zona en el mercado regional, especialmente los asiáticos. Argentina y Brasil
constituyen mercados atractivos, sobre los cuales hay fuerte presión de la oferta
externa y se acrecienta la competencia de unidades provenientes de extra-zona.

En este marco, el modelo enfrenta no pocos desafíos:
 Mantener el peso relativo dentro del ciclo de asignación de modelos (disputa
regional con Brasil y México). Sin estas asignaciones se estarían produciendo
vehículos menos modernos que cada vez resultarían de más difícil aceptación por
parte del mercado, tanto local como externo.
 Adaptar la producción a los nuevos requerimientos de la demanda. Brasil y
México están más adelantados en materia de nuevas tecnologías por decisión de
terminales de desarrollar capacidades locales de diseño y por adaptación de su
producción a nuevos requerimientos tecnológicos.
 Enfrentar un escenario más competitivo en Latinoamérica a nivel productivo y
comercial. Marcas del Sudeste Asiático intensifican inversiones en la región para la
producción (foco en Brasil, Uruguay y México), lo cual alterará la dinámica comercial
intrazona con sus nuevos jugadores y nuevos modelos.
 Sostener la mejora de productividad a nivel local. Se observa un incremento
paulatino de los niveles de utilización de la capacidad instalada –en paralelo a la
expansión generada por las inversiones recientes-, pero con situaciones diferenciales
por empresas.

2.4 Problemáticas y desafíos

 Nuestro país posee buenas perspectivas en el desarrollo de distintas
actividades del complejo automotriz, ya que cuenta con recursos humanos
profesionales de reconocida capacidad científica y también de laboratorios de I+D+i
de primer nivel. En este contexto, el papel del Estado se torna fundamental para
potenciar estas capacidades impulsando nuevas acciones en el área.
 Cabe señalar que la falta de demanda por parte de las terminales es un
inconvenientepara la posibilidad de generar desarrollos tecnológicos locales en el
sector autopartista. Argentina debe promover los mecanismos necesarios para que
en forma paulatina las terminales y los Proveedores Mega-Globales (PMG) generen
una demanda local de investigaciones científicas y tecnológicas. Ello resulta
fundamental ya que, aunque en nuestro país se estuvieran llevando a cabo
desarrollos propios, se requiere de la decisión de las terminales para su efectiva
aplicación, lo cual sería de muy baja probabilidad de ocurrencia por la gran cantidad
de barreras corporativas existentes. No resulta posible afrontar los altos costos de
I+D en forma independiente de las terminales y PMG, ya que sin la demanda para
una futura aplicación productiva resulta por demás riesgosa semejante inversión.
 En la frontera tecnológica mundial: los ejes tecnológicos que surgen como
ejes centrales del desarrollo de la industria automotriz y que definen la tendencia en
la fabricación de vehículos y sus componentes son:
o Reducción de los niveles de contaminación con fuertes y nuevas
regulaciones referidas a la emisión de CO2 y a la contaminación producida por
los medios de transporte. Plantas industriales con inclinación a acreditar
tecnologías no contaminantes es la tendencia que se espera para los próximos
años. La tendencia indica que las normativas para los próximos años serán
verdaderamente exigentes y las multas propuestas por su incumplimiento serán
muy importantes.
o Los problemas ambientales a nivel global han motivado la adopción de
estándares cada vez más estrictos en materia de eficiencia energética y
emisiones, lo que impone retos a la industria, que en realidad se traducen en
oportunidades para su transformación estructural y desarrollo hacia nuevas
tecnologías que permitan mejorar la eficiencia energética de los vehículos. En

este sentido, se está evaluando el abanico de posibilidades de la disponibilidad
energética, basada en el análisis de los recursos energéticos que marcan la
tendencia de las tecnologías a futuro y la forma de obtención de energías
alternativas. De allí que se están llevando a cabo distintos desarrollos:
optimización del uso de la energía en vehículos híbridos y eléctricos; paneles
solares; propulsión: vehículos de hidrógeno con pila de combustible, motores
de aire comprimido; vehículos híbridos; vehículos eléctricos; baterías de
vehículos eléctricos e híbridos; químicas posibles para baterías de vehículos
eléctricos (plomo-ácido, níquel- metal, ion-litio).
o Aumento de la seguridad activa y pasiva, que tiene relación directa con la
vida del ser humano y la calidad de la misma frente a situaciones producidas
por accidentes. Desarrollos con futura aplicación en materia de seguridad y la
importancia de la disponibilidad de laboratorios para ensayos relacionados. La
fabricación de airbags de seguridad es un proceso que podría desarrollarse en
el mercado local con tecnologías presentes que aún no han sido utilizadas, por
citar un ejemplo posible.
o Mejoras de las condiciones de confort del conductor y de los pasajeros,
basado en el aprovechamiento de las innovaciones tecnológicas que ofrece la
industria electrónica, la masificación de aplicaciones de internet y conectividad
(TIC específicas).

3. IMPORTANCIA DE LOS MATERIALES COMPUESTOS PARA EL
SECTOR AUTOMOTRIZ

Los productos finales necesarios para abastecer a los mercados en forma masiva
requieren de importantes innovaciones tecnológicas que deben contemplar los
siguientes aspectos:
• Bajo costo (para su producción, adquisición y su mantenimiento).
• Seguridad y alto rendimiento desde el punto de vista del almacenamiento de
energía (fundamentalmente orientado a vehículos alternativos).
• Estandarización para la conexión de los vehículos a la red de suministro
energético (fundamentalmente orientado a vehículos alternativos).
• Baja emisión de CO2.
• Control avanzado de la motorización.
• Mejora en la seguridad de las personas transportadas y para el entorno.
• Integración con el sistema de transporte y de logística.

Junto a estas innovaciones tecnológicas, las futuras generaciones de vehículos
requieren esfuerzos en el ámbito de la estandarización de componentes,
modularización de sub-sistemas y nuevos requisitos de fabricación.
La reducción de costos y la capacidad de respuesta a las variaciones de demanda,
serán las fuerzas motrices clave hacia el éxito en la captación de los mercados
masivos.

Los dos principales drivers tecnológicos que surgen como ejes centrales del
desarrollo de la industria automotriz y definen la tendencia en la fabricación de
vehículos y sus componentes son:
 Reducción de los niveles de contaminación con fuertes y nuevas regulaciones
referidas a la emisión de CO2.
 Fuentes alternativas de energía. Escasez de combustibles fósiles.

Al referirnos a la cuestión ambiental, las regulaciones que sancionaron la Unión
Europea, por un lado, y los Estados Unidos, por otro, pioneros en introducir
normativas en cuanto a la cuestión ambiental, principalmente en lo referido a las

emisiones de gases; tienden a ser seguidas por los principales países emergentes,
aunque con ciertos atrasos y/o rezagos.

A nivel internacional no existe un convenio o un tipo de normas que controlen estas
emisiones a nivel global, al igual que ocurre con las normas Euro; lejos de ser así, en
cada zona o país se establecen distintos tipos de normas anticontaminación e incluso
en algunos lugares simplemente no existen o están muy lejos de estar al nivel
europeo.

La normativa europea y americana para los años 2016 y 2018 serán verdaderamente
exigentes y las multas propuestas por su incumplimiento son tan grandes que la
alternativa de no cumplir no puede ser tomada en consideración.

En 2020, el objetivo es que las emisiones sean de 95 g/km, marcando, además, un
objetivo obligatorio de 130 gramos por kilómetro previsto para cumplir en 2015, por
lo que a partir de 2013 se comenzaron a debatir las medidas necesarias para que se
puedan llegar a cumplir estas metas.

La tendencia a la escasez de petróleo y el posible incremento de costos del mismo,
lleva a que las empresas productoras de vehículos desarrollen alternativas de
propulsión más limpias y con otro tipo de uso de los recursos energéticos.

Es por ello que como alternativa a los motores tradicionales (nafta y diésel) se
desarrollan innovaciones en propulsión: motores térmicos, motores eléctricos, aire
comprimido; dando nacimiento a los vehículos híbridos y eléctricos, así como
también innovaciones en piezas con el objeto de reducción de consumo.

En la actualidad, la mayor desventaja de un vehículo eléctrico puro pasa por la fuente
de acumulación de energía eléctrica, que genera un importante costo adicional, suma
un importante peso extra a transportar y, sobre todo, tiene una muy pobre autonomía
frente a las alternativas con motores a nafta o diésel.

Figura 8. CO2 – Rendimiento de emisiones de la flota mundial y las normas vigentes o
propuestas ajustado por el ciclo de prueba europeo

Como resultado, se destacan áreas de innovación tendientes a la reducción de peso,
mejoras aerodinámicas y aplicación de nuevos materiales, con el objetivo final de
reducir la emisión de CO2.

Por ello se observa una tendencia hacia la integración de una multiplicidad de
materiales (existentes y nuevos) en la fabricación de automóviles, que implican
fuertes desafíos en materia de diseño, adaptación de procesos productivos y
aplicación de nuevos materiales o mejora de los existentes.

Figura 9. Tendencia a la integración de multi-materiales en los automóviles

3.1 El subsector de materiales compuestos

Los materiales compuestos son el resultado de la unión de dos o más materialesresultando así en uno nuevo cuyas propiedades son superiores a las de los materiales
constituyentes. No son aleaciones. Los materiales constitutivos de un material
compuesto no pierden su identidad luego de la unión de los mismos.
Los materiales constitutivos cumplen funciones distintas en la mecánica de trabajo
del material compuesto. Se distinguen los materiales que cumplen la función de
matriz, es decir, amalgamar al segundo material, el cual se presenta en forma de
fibras, partículas o láminas dispersas en el cuerpo de la matriz. Esta cumple la
función de mantener las fibras o partículas en una posición fija relativa unas de otras,
además de proveerles la protección ante ataques del medio. Las fibras en un material
compuesto tienen la finalidad de soportar las cargas mecánicas (o aún térmicas) y
transmitirlas dentro del compuesto hacia sus soportes.

En el siguiente cuadro puede observarse que existe en los materiales compuestos un
ritmo de crecimiento tres veces mayor que el crecimiento del PBI industrial, de los

principales países de Sudamérica, lo que evidencia una sustitución de productos
fabricados con otros materiales tradicionales en la región.

Figura 10. Crecimiento del valor de producción de compuestos y PBI

Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Brasil

Por el tipo de proceso productivo que implica la fabricación de piezas o conjuntos
con algún tipo de compuestos, las empresas productoras de piezas de inyección de
plásticos, termoformados y otros, tienen ventajas para la aplicación de estos nuevos
materiales. En muchos casos implicaría solo algunas adaptaciones al proceso
productivo, sin requerir altas inversiones. Las principales empresas que trabaja en la
inyección de plástico en Argentina son:

Cuadro 3. Empresas que trabajan en la inyección de plástico en Argentina
ALTISSIMO S.A. LÈQUIPE MONTEUR
BURKOOL S.A. PLASCAR
FAURECIA PLASTIC OMNIUM
FEIMA S.A. SUDAMERICANA DE PLATICOS
SOPLADOS
IND. PLÁSTICAS ALBANO COZZUOL TESTORI
INTERFORMING S.A. VISTEON
IRAUTO S.A.
Fuente: Asociación de Fábricas Argentinas de Componentes

FAURECIA, la compañía es de extensión multinacional, cuenta con innovación y
desarrollo en el uso de materiales compuestos para la producción de partes
automotrices.

IRAUTO (Grupo Antolín, España), Actualmente es líder en la fabricación de
revestimiento interior de techos para la industria automotriz. Sus revestimientos son
fabricados en materiales compuestos de tela alcántara, fibras de vidrio y espuma de
núcleo.

VISTEON, empresa nacida de Ford Motor Co. Es propietaria de varias patentes en el
empleo de los materiales compuestos.

3.2 Requisitos de emisiones de gases de efecto invernadero (CO2) en los
principales mercados mundiales

Las regulaciones del gobierno de los Estados Unidos y Europa continúan generando
restricciones más estrictas sobre las emisiones de gases de efecto invernadero (CO2)
de los vehículos. Para cumplir estos requisitos, los fabricantes de automóviles se
inclinan cada vez más a las nuevas tecnologías. Entre ellas, se encuentran las de los
materiales ligeros tales como plásticos y compuestos.

Figura 11. Límites de emisiones de gases de efecto invernadero en los principales
mercados mundiales

Fuente: Boston Consulting Group. Powering autos 2020.

3.3 Estrategias tecnológicas de la industria automotriz para la reducción de
emisiones de gases de efecto invernadero en los próximos años.

Para cumplir con los objetivos de las emisiones para ambos tipos de vehículos,
gasolina y diésel, los fabricantes se ven forzados a utilizar una amplia gama de
alternativas más allá de los centrados en los motores. Las opciones disponibles
tendrán un menor impacto en las emisiones de CO2, pero también cuestan menos.

Ellas incluyen mejorar la aerodinámica y la reducción de la resistencia asociada, que
podría reducir las emisiones en un 5% a un costo adicional de US$100 por cada
vehículo; transmisión de potencia (por ejemplo, control mejorado para transmisión
automática), que podrían reducir las emisiones en un 5 a 10% a un costo adicional de
US$100 a US$200 por vehículo; y manejo de la potencia (por ejemplo, cambiar de

mandos mecánicos a accesorios electrónicos), que podrían reducir las emisiones de
3 a 5% a un costo de US$150 a US$250 por vehículo.

Otra herramienta potencialmente de alto impacto es la reducción del peso del
vehículo, alcanzado mediante el uso de materiales ligeros y optimización de
contenido. Medidas de reducción de peso podrían disminuir las emisiones de CO2 en
un 5 a 6% a un costo aproximado de US$500 por vehículo.

¿Cómo los fabricantes de automóviles equilibrarán el uso de estas herramientas para
cumplir con las metas de emisiones de CO2?

Aunque las fábricas en conjunto deben cumplir cómodamente los estándares de
emisiones de 2020, el esfuerzo y los gastos necesarios de las empresas individuales
para alcanzar los objetivos dependerán del punto de partida de cada empresa. Los
fabricantes alemanes, incluyendo BMW, Daimler y Volkswagen, lideran la industria en
innovaciones para diésel y gasolina. La francesa PSA Peugeot Citroën tiene una
posición igualmente fuerte en diésel. Pero tanto en Estados Unidos como los
fabricantes japoneses los están alcanzando y su progreso se refleja en su mayor
actividad de patentes desde el año 2000 hasta el 2010.

Figura 12. Tecnologías con potencial de reducción de las emisiones de CO2 para
alcanzar el objetivo de emisiones en 2020

Fuente: Boston Consulting Group. Powering autos to 2020.

Un grupo de fabricantes y proveedores han estado presionando en la construcción de
la propiedad intelectual referente a las tecnologías clave de reducción de emisiones
como la turbo-sobre-alimentación y la súper-alimentación (para diésel y gasolina), la
recirculación de gases de escape, las válvulas y la reducción de peso.

¿Qué tienen para decir los clientes?
La investigación de mercado ha revelado las preferencias de los usuarios a la hora de
elegir las tecnologías de las plantas de propulsión de los automóviles. A
continuación, se observa el cuadro que compara los tipos de plantas motrices
preferidos por los clientes de los principales mercados mundiales. Las tecnologías de

las plantas motrices condicionan el peso del vehículo haciéndose necesario el
desarrollo de las estructuras de los vehículos.

Figura 13. Tecnologías alternativas con potencial de reducción de las emisiones de
CO2 para alcanzar el objetivo de emisiones en 2020. Enfoque del cliente

Fuente: Boston Consulting Group. Powering autos to 2020.

3.3.1 Caracterización de los materiales compuestos

Figura 14. Materiales compuestos y sus usos en autos

Fuente: Composite Materials and Their Uses in Cars. Part I: What Is A Composite Material?
2015.

Los materiales constitutivos cumplen funciones distintas en la mecánica de trabajo
del material compuesto. Se distinguen los materiales que cumplen la función de
matriz, es decir, amalgamar al segundo material, el cual se presenta en forma de
fibras, partículas o láminas dispersas en el cuerpo de la matriz. Esta cumple la
función de mantener las fibras o partículas en una posición fija relativa unas de otras,
además de proveerles la protección ante ataques del medio. Las fibras en un material
compuesto tienen la finalidad de soportar las cargas mecánicas (o aún térmicas) y
transmitirlas dentro del compuestohacia sus soportes.

Los materiales compuestos deben cumplir los siguientes criterios para que se los
pueda denominar como tales:
 Mantenerse unidos durante su vida útil.
 Los materiales constitutivos presentan características físicas, mecánicas y
químicas distintas.
 La proporción en masa de las fibras, partículas o láminas es mayor al 5% del
total del compuesto.

Breve clasificación de los materiales compuestos, pudiendo ser en base a:
 Material de la matriz:
o Compuestos de matriz polimérica.
o Compuestos de matriz cerámica.
o Compuestos de matriz metálica.

 Geometría del segundo material, o material de refuerzo, o refuerzo:
o Compuestos reforzados por fibras.
o Compuestos reforzados por partículas.
o Compuestos estratificados.
 Material de refuerzo:
o Compuestos de fibras de vidrio.
o Compuestos de fibras de aramida.
o Compuestos de fibras de carbono.
o Compuestos de fibras de termoplásticos.
o Compuestos de fibras metálicas.
o Compuestos de fibras cerámicas.
o Compuestos de fibras naturales.

Las ventajas del empleo de los materiales compuestos se basan en su
comportamiento comparado con los materiales tradicionales a partir de los
requerimientos funcionales para los que han sido diseñados, por ejemplo:

 Mayor resistencia a la fatiga.
 Altos módulos de elasticidad y resistencia, específicos.
 Menor peso estructural.
 Resistencia a la propagación de fisuras.
 Mayor resiliencia y resistencia al impacto.
 Mayor resistencia a la corrosión.
 Aislación térmica.
 Aislación acústica.
 Aislación eléctrica.
 Transparencia a las ondas electromagnéticas. Amagnéticos.
 Mayor calidad de terminación superficial.

3.3.2 Reseña histórica

A continuación, se presenta una reseña gráfica extraída del trabajo del Dr. B.
Chehroudi, Director de Ingeniería y Desarrollo de Advance Technology, ex Principal
Scientist and Leader en el Air Force Research Laboratory de la USAF, ex Ingeniero
Jefe de Raytheon y Sr. Research Staff de la Universidad de Princeton.

“Es interesante ver que con el incremento de la normativa, tal como la
economía del combustible, la masa total del vehículo y la del acero disminuyen
y son sustituidos por materiales compuestos. El vidrio E sigue siendo el
refuerzo dominante en los compuestos, pero la fibra de carbono se está
convirtiendo en más popular a medida que sus precios siguen disminuyendo”.

“Así el sector del transporte en particular representa aproximadamente el 25%
de la producción mundial de fibra de vidrio y los coches producidos en los
Estados Unidos pueden contener hasta 100 kilogramos de materiales
compuestos, en comparación con un poco menos de 30 kilogramos de coches
construidos en Europa. Los métodos de procesamiento dependen de la
elección del material de la matriz (termoestable o termoplástica), el volumen
total que se producirá y los requisitos estructurales”.

“Históricamente hablando, en 1953 la división Mobile plásticos de Carlyle
Corporation presentó el primer tejido previamente impregnado. Desde 1953 a
1955 General Motors, trabajando con los productos de Molded Fiberglass
Products Co., lanzó un programa exploratorio con su Chevrolet Corvette
presentando toda su carrocería moldeada en polímero reforzado con fibra de
vidrio (PRFV). En el primer año de producción fueron producidos 300 vehículos
mediante el proceso de bolsa de vacío, una tecnología aeroespacial. El éxito del
Corvette demostró las ventajas de utilizar PRFV en la fabricación de grandes
formas complejas en un volumen relativamente bajo. Este paso gigantesco ha
madurado en 65 millones de kilos de PRFV en componentes de automóviles en
1979”.

Figura 15. Componentes de la carrocería de un Chevrolet Corvette, ca.1956

Fuente: General Motors Co.

Figura 16. Se aprecia la ligereza de las piezas fabricadas en compuestos de fibra de
vidrio en el proyecto del Chevrolet Corvette

Fuente: General Motors Co.

La evolución del peso de los vehículos en los últimos cincuenta años pasó por etapas
de cambios en la oferta, y en el precio del petróleo, caracterizados por momentos de
precios altos como en los 70, y bajos en los 90. En este último lapso aparecen los
vehículos más pesados con motores nafteros de alta potencia. Entre ellos conviene
mencionar los denominados SUV, Suburban Utility Vehicle, más conocidos en nuestro
país como “los 4x4”. Es un tipo de automóvil basado en la plataforma de una
camioneta (por ej.: Ford Explorer basada en la plataforma Ranger). Más
recientemente, las restricciones dadas por las emisiones han revertido aquella
tendencia retomando la reducción del peso total del vehículo mediante el empleo de
combinación de materiales más livianos.

Figura. 17. Evolución del peso total de un automóvil mediano fabricado en EE. UU. y
principales componentes del peso separados por tipo de material. Variación
porcentual en la década 2000-2010

Fuente: Composite Materials and Their Uses in Cars. Part I: What Is A Composite Material?
2015.

Figura 18. Comparación de la distribución del peso de un automóvil mediano
promedio de la década de 1990 y el proyecto Hypercar (Concept Car)

Fuente: Composite Materials and Their Uses in Cars. Part I: What Is A Composite Material?
2015.

3.3.3 Casos de aplicación de los materiales compuestos

3.3.3.1 EVA
Taxi eléctrico construido en materiales compuestos, Singapur. La Technical University
of Munich (TUM) junto con Nanyang Technological University, Admiralty International
y HOPE Technik son asociados en el desarrollo del EVA taxi

Fuente: JEC Journal

3.3.3.2 HYUNDAI INTRADO
INTRADO, Concept car desarrollado por Hyundai que obtuvo el premio del jurado de
la exposición internacional JEC París en marzo de 2015.

Fuente: JEC Journal

Su estructura súper liviana, la que le confiere rigidez torsional y flexión, introduce el
empleo de uniones adhesivadas integrando las partes del chasis.

Fuente: JEC Journal

3.3.3.3 HYUNDAI MOTOR EUROPE TECHNICAL CENTRE
Ganador del premio a la innovación en seguridad para el automóvil otorgado por la
JEC París 2015.

El desarrollo se trata de la viga de choque del paragolpes delantero mediante el
empleo de perfiles pultrudados de compuesto de hibrido de fibras de vidrio y
carbono con matriz termoplástica.

3.3.3.4 PSA PEUGEOT
Entre los desarrollos de esta compañía francesa se presentan varios desarrollos tal
como se ve en la imagen.

Fuente: PSA Peugeot Citroen

El empleo de materiales compuestos de fibras de vidrio y resinas termorígidas a
escala industrial ha ganado un premio a la innovación también en la JEC París 2015.
Se trata del módulo de piso, parte del BIW (body in white), fabricado mediante el
proceso SMC (sheet molding compound) de prensado y tratamiento térmico que
reduce el tiempo de ciclo del proceso a 2 minutos permitiendo la producción de 900
módulos diarios.

3.3.3.5 BENTELER
Hojas de elástico desarrolladas mediante el empleo de compuesto de fibras de vidrio
y matriz de resina poliuretánico.

Fuente: Grupo Benteler

3.3.4 Autopartes que se fabrican actualmente con materiales compuestos

En una breve lista de las partes que son susceptibles de ser fabricadas con
materiales compuestos, ya sea en cortas, medianas o grandes series, se incluyen:

Carrocería
 Estructurasde chasis.
 Pisos.
 Parantes.
 Zócalos.
 Techos.
 Guardabarros.
 Paragolpes.
 Tapa del compartimento del motor.
 Refuerzo de la tapa del compartimento del motor.
 Tapas de baúl.
 Portones traseros.
 Puertas.

Seguridad

 Elementos de absorción de impactos.
 Viga bajo parabrisas.
 Barras de absorción de impactos laterales de puertas.
 Cajas de baterías.

Motor, transmisión de potencia y trenes
 Manifolds de admisión de aire.
 Canalización para turbocompresores.
 Bandeja de aceite bajo motor.
 Bases de motor.
 Arboles de transmisión de potencia (Cardan).
 Resortes helicoidales.
 Hojas para elásticos de ballesta.
 Parrilla para rotulas de articulación.

Interior
 Paneles interiores de puertas.
 Soportes de los mecanismos de ventanillas y cerradura.
 Tableros de comando.
 Estructuras de los asientos.
 Estructura de soporte de parasoles.

Exterior
 Panel frontal y parrilla.
 Polleras de paragolpes frontales y traseros.
 Soportes de radiadores.
 Alerones.
 Partes de carrocería en general.

Figura 19. Autopartes fabricadas con materiales compuestos

Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Brasil.

4. INCORPORACIÓN DE LOS MATERIALES COMPUESTOS EN LA
INDUSTRIA AUTOMOTRIZ

4.1 Decisión del empleo de materiales compuestos en la fabricación de la
carrocería de un automóvil

El uso de materiales compuestos en lugar de los materiales tradicionales tiene
muchas ventajas considerables. Alcanzar una mayor resistencia con menor peso,
formando formas complejas más fácilmente, alcanzando mayor durabilidad durante
períodos prolongados de tiempo y menor costo de las instalaciones de manufactura
son factores que hacen que los materiales compuestos sean más útiles que los
materiales tradicionales.

Figura 20. Proceso de integración de las tecnologías de los plásticos reforzados a lo
largo del tiempo y su proyección actual

Fuente: Composite Materials and Their Uses in Cars. Part I: What Is A Composite Material?
2015.
Por otra parte, una mayor resistencia a la flexión se podría alcanzar empleando
compuestos con secciones equivalentes en comparación con los de metal. Por lo
tanto, usando metal en lugar de compuesto se agregará peso que podría ser un

factor negativo para el producto. Además, los compuestos tienen la capacidad de
integración con el fin de reducir el número de piezas. En otras palabras, muchas
partes de metal podrían sustituirse con solamente una pieza compuesta, por lo tanto,
se reducirían los costos de producción, incluyendo los costos de montaje.

En consecuencia, productos hechos de materiales compuestos son durables, de alta
calidad y rentables en comparación con los materiales tradicionales. En la industria y
los mercados actuales, podrían producirse formas complejas con mayor resistencia,
mayor rendimiento y menor peso, así como menor costo con el fin de optimizar la
relación costo-beneficio.

A modo de ejemplo del análisis del costo del ciclo de vida se presenta el ejemplo de
la producción de automóviles:

Cuadro 4. Costos de pre manufactura
Peso (kg)

Costo medio
del material
(us$/kg)
Total costo
del material
(us$)
Máximo y
mínimo
(us$/kg)
Rango de costo
del material
(us$)
Acero (BIW) 370 1,03 381,1 0,77 – 1,3 284,9 - 481
Fibra de
Carbono (BIW)
148 16,5 2.442 11 - 22 1.628 – 3.256
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Argentina.

BIW son todas las estructuras que se han preparado antes de que el cuerpo del
coche se desplace a la línea de pintura, eso incluye puertas, y tapas de baúl y motor.

Cuadro 5. Costos de la manufactura
Costos de Manufactura Acero BIW (us$) Fibra de carbono BIW (us$)
Mano de Obra 259 240
Equipamiento 423 110
Herramental 325 172
Otros 395 208
Total operaciones 593 264
Total 1995 994
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Argentina.

Cuadro 6. Costo del uso del automóvil
Año Acero (BIW)
nafta
consumo
(US gallon)
Costo de
nafta acero
(BIW) (us$)
Valor
Presente
(us$)
Fibra de
Carbono
(BIW)nafta
consumo (US
gallon)
Costo de
nafta Fibra
de
carbono
(BIW) (us$)
Valor
Presente
(us$)
1 761 1.750,3 1.669,32 585,38 1.346,38 1.307,17
2 712,5 1.638,75 1.544,68 548,07 1.260,57 1.188,21
3 712,5 1.638,75 1.499,69 548,07 1.260,57 1.153,60
4 712,5 1.638,75 1.456,01 548,07 1.260,57 1.120
5 712,5 1.638,75 1.413,60 548,07 1.260,57 1.087,38
6 628 1.444,4 1.209,66 483,07 1.111,07 930,5
7 628 1.444,4 1.174,43 483,07 1.111,07 903,4
8 628 1.444,4 1.140,22 483,07 1.111,07 877,09
9 628 1.444,4 1.107,01 483,07 1.111,07 851,54
10 628 1.444,4 1.074,77 483,07 1.111,07 826,74
11 489 1.124,7 812,05 376,15 865,15 625
12 489 1.124,7 788,40 376,15 865,15 606,8
13 489 1.124,7 765,44 376,15 865,15 589,13
14 489 1.124,7 743,14 376,15 865,15 571,07
Total
14
años
8.707 20.026,1 16.398,42 6.697,69 15.404,68 12.637,63
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Argentina.

Asumiendo una vida útil de 14 años y un kilometraje de 275.000 km el consumo
estimado dado el menor peso del vehículo se reduce en un 30% respecto del auto de
estructura de acero (11,00 vs. 8,50 km/lt).

Cuadro 7. Costo de disposición post uso de los diferentes vehículos al cabo de su
vida útil
Costo Post uso Acero (BIW)
(us$)
Costo Post uso Fibra de
carbono (BIW)(us$)
Valor futuro (luego de 14
años)
7 29
Valor actual 4,63 19,17
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Argentina.

Cuadro 8. Resultado del análisis (us$ por vehículo)
Mínimo
Acero
(BIW)
Promedio
Acero
(BIW)
Máximo
Acero
(BIW)
Mínimo
Fibra de
Carbono
(BIW)
Promedio
Fibra de
Carbono
(BIW)
Máximo
Fibra de
carbono
(BIW)
Pre
manufactura
284,9 381,1 481 1.628 2.442 3.256
Manufactura 1.995 1.995 1.995 994 994 994
Uso 13.144,14 16.398,42 19.716,19 10.110,66 12.637,63 15.166,08
Post uso 4,63 4,63 4,63 19,17 19,17 19,17
Total costo
Ciclo de Vida
15.428,7 18.779,2 22.196,8 12.751,8 16.092,8 19.435,3
Fuente: Asociación Latinoamericana de Materiales Compuestos - ALMACO Argentina.

El costo total de ciclo de vida de las partes estructurales de un vehículo en acero es
US$ 18.779,15 mientras que esta cantidad es de US$ 16.092,8 para la estructura
construida en fibra de carbono. Esto significa que el costo del ciclo de vida de la
estructura de fibra de carbono es sólo un 16% menor que el del acero. Así, el análisis
de costos del ciclo de vida de estos dos coches plantea que el uso de materiales
compuestos de fibra de carbono es razonable para la fabricación.

Las principales tecnologías que han sido identificadas para el presente estudio son:
 Construcción sándwich de partes con materiales compuestos.
 Desarrollo de producción de materiales compuestos por procesos de molde
cerrado por inyección de la matriz polimérica.

 Desarrollo de producción de materiales compuestos para procesos de
fabricación de partes por compresión.

4.2 Principales procesos

Los procesos de fabricación de materiales compuestos de matriz polimérica se
pueden dividir en dos grandes bloques: molde abierto y molde cerrado.

Figura 21. Procesos para la fabricación de materiales compuestos

Fuente: elaboración propia.

4.2.1 Enrollamiento filamentario

Enrollamiento filamentario o Filament winding se lo considera el proceso mecánico
más antiguo para la fabricación de materiales compuestos de polímero (FRP)
reforzados con fibras. Se originó en la década de 1950 como una técnica avanzada
MOLDE ABIERTO
ENROLLAMIENTO FILAMENTARIO
MOLDE CERRADO
MOLDEO POR VACIO & INFUSIÓN