<secondary-title/> </titles> <doi/> <pages/> <volume/> <number/> <keywords> <keyword>automóviles</keyword> <keyword>procesos industriales</keyword> <keyword>diseño de maquinas</keyword> </keywords> <dates> <year>2019</year> <pub-dates> <date>2019</date> </pub-dates> </dates> <abstract>Conseguir una economía mundial libre de carbono es de vital importancia para evitar el aumento de las temperaturas del planeta y sus fatales consecuencias para la humanidad. Para lograr ese objetivo se están llevando a cabo grandes avances en el desarrollo tanto de energías renovables como de vehículos más limpios. En el caso de los vehículos esos avances se están centrando principalmente en mejorar la eficiencia de los motores combustión, reducir la emisión tanto de gases de efecto invernadero como de otros perjudiciales para la salud y en el desarrollo de vehículos libres de emisiones directas, como los vehículos eléctricos. Estos avances hacía la obtención de automóviles más limpios está provocando un cambio en la actual flota de vehículos y se espera que en las próximas décadas habrá una renovación total de la misma. La nueva generación de vehículos reducirá en gran parte su dependencia con relación a los combustibles fósiles, sin embargo a cambio demandará una gran cantidad de recursos naturales, tan valiosos e incluso más escasos en ocasiones que el petróleo. Algunos de estos recursos serán: Co, Ni, Mn o Li para fabricar baterías; Ga, Ge, Y para hacer sistemas de iluminación tipo LEDs; Nd, Dy, Pr para construir imanes permanentes de motores eléctricos; Pt, Pd, Zr para hacer catalizadores que reduzcan la contaminación; Au, Ag, Sn, Ta, Yb para fabricar unidades electrónica; Ce, Tb, Se, La para hacer sensores o Nb, Mo, Cr, Ti, V, Sc, W para hacer aleaciones de acero de alta resistencia. Lamentablemente, estos recursos son finitos y algunos de ellos incluso ya son considerados como críticos por la Comisión Europea y otras instituciones internacionales. Una de las soluciones para mejorar la sostenibilidad en la fabricación de vehículos desde el puntode vista de los materiales que se emplean es el reciclaje. Sin embargo hay dos grandes problemas en torno al mismo. Por un lado los ratios de reciclaje no están avanzando tan rápidamente como la demanda de materiales y por otro lado las políticas de reciclaje no incentivan la recuperación de metales escasos. En la actualidad, los objetivos de reciclaje de vehículos se fijan en alcanzar un porcentaje de reciclabilidad sobre la masa total del vehículo. Para conseguir esas cuotas de reciclaje se llevan a cabo convencionalmente procesos mecánicos de separación de materiales. Estos procesos son de baja intensidad energética y a la vez muy eficaces para recuperar los metales que se emplean en mayores cantidades (acero, aluminio o cobre) pero resultan ineficaces para recuperar metales empleados en pequeñas proporciones (metales críticos o escasos). Como consecuencia, los metales críticos terminan subciclados en los procesos de fabricación de aleaciones de acero o aluminio y en el peor de los casos dispersos en un vertedero. Esta tesis se desarrolla con el objetivo principal de mejorar la eficiencia en el uso de los recursos necesarios para la fabricación de automóviles. Para conseguir dicho propósito se presenta una metodología que mide la eficiencia en el uso de los recursos e identifica posibles restricciones de suministro de metales. La metodología desarrollada se basa en la aplicación de la segunda ley termodinámica y el concepto de rareza termodinámica. Este enfoque cuantifica el valor real físico de todos los metales empleados y destaca en especial la aportación de aquellos cuya contribución al peso total del vehículo es pequeña, pero cuya escasez y por tanto su valor para el planeta es elevada. Este método evalúa la calidad de los materiales en función de su abundancia en la naturaleza y la energía útil (exergía) requerida tanto para extraerlos como para procesarlos y ponerlos a disposición de las industrias. Además del enfoque termodinámico, en esta Tesis se analizan las posibles restricciones de metales que puedan surgir en las próximas décadas. Para ello se aplica un modelo que considera la disponibilidad geológica de materiales (reservas y recursos), la capacidad de producción anual de los metales, la demanda anual estimada de cada metal, la demanda acumulada hasta 2050, la evolución de las cuotas de reciclaje y el impacto de la demanda de materiales de otros sectores. Los métodos desarrollados se aplican a diferentes tipos de vehículos (ICEV1, PHEV2 y BEV3) y han permitido alcanzar entre otros los siguientes resultados principales: (1) Desde el punto de vista del valor mineral de los recursos empleados, un vehículo eléctrico demanda 2.2 veces más recursos que un vehículo de combustión; (2) Hay 31componentes críticos en un vehículo convencional desde la perspectiva de los materiales que emplean; (3) Se han definido recomendaciones de ecodiseño para esos componentes basadas en reducir la demanda de metales escasos y mejorar tanto su reciclabilidad como su reusabilidad; (4) En los actuales procesos de reciclaje de vehículos un 27 % del valor mineral de los metales no se recicla funcionalmente; (5) Se han propuesto recomendaciones para la reducción de dichas pérdidas; (6) Se ha definido un ranking de los metales más estratégicos para el sector de la fabricación de vehículos siendo los 10 más estratégicos los siguientes: Ni, Li, Tb, Co, Dy, Sb, Nd, Pt, Au y Ag. Las contribuciones de esta Tesis son de gran valor para mejorar la sostenibilidad del sector de la fabricación de vehículos desde la perspectiva de los materiales que se emplean y están principalmente dirigidas a los siguientes grupos de interés: (1) Los diseñadores de vehículos, porque les ayudará a identificar propuestas de ecodiseño desde la perspectiva de los materiales; (2) Los responsables de desarrollar políticas en torno a la eficiencia en el uso de los recursos, ya que demuestra la debilidad de las políticas actuales basadas en el peso de los materiales y ofrece como alternativa un método que evalúa tanto la cantidad como la calidad de los materiales; (3) Los ejecutivos de las empresas, porque les presenta la dependencia y vulnerabilidad de la tecnología sobre ciertos materiales y les ayudará a planificar con antelación líneas de I+D+i basadas en la eficiencia en el uso de los recursos. </abstract> </record> </records> </xml>

VALERO DELGADO, ALICIA VALERO CAPILLA, ANTONIO FELIX <secondary-title/> </titles> <doi/> <pages/> <volume/> <number/> <keywords> <keyword>automóviles</keyword> <keyword>procesos industriales</keyword> <keyword>diseño de maquinas</keyword> </keywords> <dates> <year>2019</year> <pub-dates> <date>2019</date> </pub-dates> </dates> <abstract>Conseguir una economía mundial libre de carbono es de vital importancia para evitar el aumento de las temperaturas del planeta y sus fatales consecuencias para la humanidad. Para lograr ese objetivo se están llevando a cabo grandes avances en el desarrollo tanto de energías renovables como de vehículos más limpios. En el caso de los vehículos esos avances se están centrando principalmente en mejorar la eficiencia de los motores combustión, reducir la emisión tanto de gases de efecto invernadero como de otros perjudiciales para la salud y en el desarrollo de vehículos libres de emisiones directas, como los vehículos eléctricos. Estos avances hacía la obtención de automóviles más limpios está provocando un cambio en la actual flota de vehículos y se espera que en las próximas décadas habrá una renovación total de la misma. La nueva generación de vehículos reducirá en gran parte su dependencia con relación a los combustibles fósiles, sin embargo a cambio demandará una gran cantidad de recursos naturales, tan valiosos e incluso más escasos en ocasiones que el petróleo. Algunos de estos recursos serán: Co, Ni, Mn o Li para fabricar baterías; Ga, Ge, Y para hacer sistemas de iluminación tipo LEDs; Nd, Dy, Pr para construir imanes permanentes de motores eléctricos; Pt, Pd, Zr para hacer catalizadores que reduzcan la contaminación; Au, Ag, Sn, Ta, Yb para fabricar unidades electrónica; Ce, Tb, Se, La para hacer sensores o Nb, Mo, Cr, Ti, V, Sc, W para hacer aleaciones de acero de alta resistencia. Lamentablemente, estos recursos son finitos y algunos de ellos incluso ya son considerados como críticos por la Comisión Europea y otras instituciones internacionales. Una de las soluciones para mejorar la sostenibilidad en la fabricación de vehículos desde el puntode vista de los materiales que se emplean es el reciclaje. Sin embargo hay dos grandes problemas en torno al mismo. Por un lado los ratios de reciclaje no están avanzando tan rápidamente como la demanda de materiales y por otro lado las políticas de reciclaje no incentivan la recuperación de metales escasos. En la actualidad, los objetivos de reciclaje de vehículos se fijan en alcanzar un porcentaje de reciclabilidad sobre la masa total del vehículo. Para conseguir esas cuotas de reciclaje se llevan a cabo convencionalmente procesos mecánicos de separación de materiales. Estos procesos son de baja intensidad energética y a la vez muy eficaces para recuperar los metales que se emplean en mayores cantidades (acero, aluminio o cobre) pero resultan ineficaces para recuperar metales empleados en pequeñas proporciones (metales críticos o escasos). Como consecuencia, los metales críticos terminan subciclados en los procesos de fabricación de aleaciones de acero o aluminio y en el peor de los casos dispersos en un vertedero. Esta tesis se desarrolla con el objetivo principal de mejorar la eficiencia en el uso de los recursos necesarios para la fabricación de automóviles. Para conseguir dicho propósito se presenta una metodología que mide la eficiencia en el uso de los recursos e identifica posibles restricciones de suministro de metales. La metodología desarrollada se basa en la aplicación de la segunda ley termodinámica y el concepto de rareza termodinámica. Este enfoque cuantifica el valor real físico de todos los metales empleados y destaca en especial la aportación de aquellos cuya contribución al peso total del vehículo es pequeña, pero cuya escasez y por tanto su valor para el planeta es elevada. Este método evalúa la calidad de los materiales en función de su abundancia en la naturaleza y la energía útil (exergía) requerida tanto para extraerlos como para procesarlos y ponerlos a disposición de las industrias. Además del enfoque termodinámico, en esta Tesis se analizan las posibles restricciones de metales que puedan surgir en las próximas décadas. Para ello se aplica un modelo que considera la disponibilidad geológica de materiales (reservas y recursos), la capacidad de producción anual de los metales, la demanda anual estimada de cada metal, la demanda acumulada hasta 2050, la evolución de las cuotas de reciclaje y el impacto de la demanda de materiales de otros sectores. Los métodos desarrollados se aplican a diferentes tipos de vehículos (ICEV1, PHEV2 y BEV3) y han permitido alcanzar entre otros los siguientes resultados principales: (1) Desde el punto de vista del valor mineral de los recursos empleados, un vehículo eléctrico demanda 2.2 veces más recursos que un vehículo de combustión; (2) Hay 31componentes críticos en un vehículo convencional desde la perspectiva de los materiales que emplean; (3) Se han definido recomendaciones de ecodiseño para esos componentes basadas en reducir la demanda de metales escasos y mejorar tanto su reciclabilidad como su reusabilidad; (4) En los actuales procesos de reciclaje de vehículos un 27 % del valor mineral de los metales no se recicla funcionalmente; (5) Se han propuesto recomendaciones para la reducción de dichas pérdidas; (6) Se ha definido un ranking de los metales más estratégicos para el sector de la fabricación de vehículos siendo los 10 más estratégicos los siguientes: Ni, Li, Tb, Co, Dy, Sb, Nd, Pt, Au y Ag. Las contribuciones de esta Tesis son de gran valor para mejorar la sostenibilidad del sector de la fabricación de vehículos desde la perspectiva de los materiales que se emplean y están principalmente dirigidas a los siguientes grupos de interés: (1) Los diseñadores de vehículos, porque les ayudará a identificar propuestas de ecodiseño desde la perspectiva de los materiales; (2) Los responsables de desarrollar políticas en torno a la eficiencia en el uso de los recursos, ya que demuestra la debilidad de las políticas actuales basadas en el peso de los materiales y ofrece como alternativa un método que evalúa tanto la cantidad como la calidad de los materiales; (3) Los ejecutivos de las empresas, porque les presenta la dependencia y vulnerabilidad de la tecnología sobre ciertos materiales y les ayudará a planificar con antelación líneas de I+D+i basadas en la eficiencia en el uso de los recursos. </abstract> </record> </records> </xml>