Evaluación de sostenibilidad mediante análisis de ciclo de vida aplicado al diseño estructural y aerodinámico de un vehículo prototipo
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Resumen
La industria automotriz enfrenta actualmente el desafío de reducir el impacto ambiental asociado a los procesos de fabricación y operación vehicular, impulsando el desarrollo de metodologías orientadas al diseño sostenible y a la optimización del uso de materiales. En este contexto, el presente estudio evaluó el comportamiento ambiental de los componentes estructurales y aerodinámicos de un vehículo prototipo mediante la aplicación de la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (LCA, Life Cycle Assessment), utilizando como herramienta computacional SolidWorks Sustainability. La investigación se desarrolló bajo un enfoque “Cradle to Grave”, considerando las etapas de extracción de materia prima, manufactura, transporte, utilización y disposición final. Se compararon dos configuraciones estructurales para el chasis principal: acero estructural ASTM A36/A500 y aleación de aluminio 6061-T6. De manera complementaria, se analizaron los efectos ambientales generados por los elementos aerodinámicos del vehículo. Los resultados obtenidos evidenciaron que la utilización de aluminio 6061-T6 permitió reducir significativamente el peso estructural y disminuir el consumo energético durante la etapa operacional del vehículo, contribuyendo favorablemente a la reducción de emisiones de CO₂ equivalentes. Asimismo, el análisis ambiental demostró diferencias relevantes en indicadores relacionados con huella de carbono, acidificación atmosférica y demanda energética acumulada.
Descargas
Detalles del artículo
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Esta Revista provee acceso libre a su contenido a través de su página web, bajo el principio de poner a disposición gratuitamente las investigaciones al público y apoyar al intercambio de conocimiento global.
La Revista hace un reconocimiento de CompartirIgual 4.0 Licencia Pública Internacional - CC BY-NC-SA 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es
La revista permite que cualquier usuario pueda leer, descargar, copiar, distribuir o imprimir el trabajo erudito que aquí se publica sin barreras financieras, legales o técnicas, con el fin de utilizar la información para cualquier propósito responsable con el reconocimiento apropiado de autoría.
Citas
Ashby, M. F. (2016). Materials and sustainable development. Butterworth-Heinemann.
Behera, D., Li, F., Tasci, M., Seo, Y. J., Schulze, M., Kochucheruvil, B., Yanni, T., Bhosale, K., & Aluru, P. (2025). MBD-FEM co-simulation approach to assess strength of automotive chassis components. SAE Technical Papers. https://doi.org/10.4271/2025-01-8315
Citti, P., Giorgetti, A., Ceccanti, F., Rolli, F., Foith, P., & Brown, C. (2021). Design representations. In Design- , engineering, and science (pp. 117–165). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-49232-8_4
Duflou, J. R., Deng, Y., Van Acker, K., & Dewulf, W. (2012). Do fiber-reinforced polymer composites provide environmentally benign alternatives? CIRP Annals, 61(1), 453–456. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2012.03.029
Finkbeiner, M. (2014). Product environmental footprint—Breakthrough or breakdown for policy implementation of life cycle assessment? The International Journal of Life Cycle Assessment, 19(2), 266–271. https://doi.org/10.1007/s11367-013-0678-x
Haider, A. (2024). A comparison of free and mapped meshes for static structural analysis. Fatigue of Aircraft Structures, 2023(15), 115–132. https://doi.org/10.2478/fas-2023-0007
Hauschild, M., Rosenbaum, R., & Olsen, S. I. (2018). Life cycle assessment: Theory and practice. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-56475-3
Hawkins, T. R., Singh, B., Majeau-Bettez, G., & Strømman, A. H. (2013). Comparative environmental life cycle assessment of conventional and electric vehicles. Journal of Industrial Ecology, 17(1), 53–64. https://doi.org/10.1111/j.1530-9290.2012.00532.x
Mayyas, A., Qattawi, A., Omar, M., & Shan, D. (2012). Design for sustainability in the automotive industry: A comprehensive review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16(4), 1845–1862. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.01.012
Nakamura, S., & Kondo, Y. (2009). Waste input-output analysis: Concepts and application to industrial ecology. Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-9900-3
Pasternak, V., Ruban, A., Pasynchuk, K., & Polyanskyi, P. (2024). Special features of using mathematical modeling for the study of tetrahedral elements. Advances in Science and Technology, 156, 27–37. https://doi.org/10.4028/p-DBbwY3
Rebitzer, G., Ekvall, T., Frischknecht, R., Hunkeler, D., Norris, G., Rydberg, T., Schmidt, W. P., Suh, S., Weidema, B. P., & Pennington, D. W. (2004). Life cycle assessment: Part 1: Framework, goal and scope definition, inventory analysis, and applications. Environment International, 30(5), 701–720. https://doi.org/10.1016/j.envint.2003.11.005
Sullivan, J. L., Burnham, A., & Wang, M. (2010). Energy-consumption and carbon-emission analysis of vehicle and component manufacturing (Report No. ANL/ESD/10-6). Argonne National Laboratory. https://doi.org/10.2172/1004235
Wang, Q., Li, S., & Li, R. (2022). Lightweight materials and sustainable vehicle design: A review. Materials Today Sustainability, 18, 100107. https://doi.org/10.1016/j.mtsust.2022.100107
Wobbes, E., Bazilevs, Y., Kuraishi, T., Otoguro, Y., Takizawa, K., & Tezduyar, T. (2024). Complex-geometry IGA mesh generation: Application to structural vibrations. Computational Mechanics, 74(2), 247–261. https://doi.org/10.1007/s00466-023-02432-6
Xie, Z., & Zhang, S. (2024). On an accurate numerical integration for the triangular and tetrahedral spectral finite elements. Advances in Computational Mathematics, 50(4), 63. https://doi.org/10.1007/s10444-024-10173-0