El futuro a través del Mirai

La falta de infraestructura está ralentizando la presencia de vehículos de energías alternativas aunque los procesos de producción manuales pueden resultar admirables. AMS visitó Motomachi para conocer la producción del vehículo de celdas de combustible de Toyota Parece adecuado que la fábrica donde Toyota produjo sus primeros vehículos de pasajeros en la década de los 50 sea ahora el escenario a la vanguardia de la producción de la siguiente fase de la movilidad: los vehículos de celdas de combustible (VCC). Cuando la planta de Motomachi en la prefectura de Aichi produjo el primer sedán Mirai, el presidente de Toyota, Akio Toyoda, afirmó que el esfuerzo de 20 años para producir un automóvil de celdas de combustible en serie “no ha sido un camino fácil, pero recordaremos el 24 de febrero de 2015 como el día en el que dimos el primer paso hacia una sociedad basada en el hidrógeno”.

Aunque Toyoda reconoció la magnitud del reto para que los vehículos con celdas de combustible sean tan comunes como los modelos convencionales que ya cuentan con una gran infraestructura y declaró que el camino para un futuro de hidrógeno "no será fácil"", y que Toyota necesitará "garantizar que el Mirai sea práctico para el mayor número de gente posible, lo antes posible”. Indicó también que la producción está comenzando a "un ritmo lento" con tres vehículos al día producidos manualmente en lugar de utilizar tecnología avanzada de producción que podríamos esperar de un vehículo tan futurista. “Podríamos decir que así es como fueron las cosas la principio cuando Toyota inició su andadura" declaró Toyoda.

Pero ya han pasado ocho décadas desde que Toyota "inició su andadura", en 2017 celebrará su 80 aniversario, y parece que la producción de vehículos de celdas de combustible tiene un trayecto igual de largo por delante. Más de dos años después del discurso de Toyoda la producción sigue siendo muy reducida y prácticamente 100% manual para producir 13 unidades al día. Hasta febrero de este año tan solo se han vendido 3,000 Mirai entre Japón, Estados Unidos y Europa. Contrasta por completo con las cifras de Toyota que, excluyendo sus otras marcas, tan solo en febrero de 2017 vendió 136,738 autos en Japón, exportó 127,618 y produjo en todo el mundo 744,670 vehículos de todos los segmentos, lo que destaca aún más las cifras de producción del Mirai.

El cuidado de la producción y del personal El ensamblado del Mirai se produce en la antigua planta de LFA Works de 2,400 metros cuadrados que producía los superdeportivos de Lexus LFA hasta que finalizó la producción de las 500 unidades previstas en diciembre de 2012. Ambos modelos podrían considerarse como especializados y durante la visita de AMS a finales de mayor, el director de proyecto Akifumi Karasawa confirmo que el Mirai ha “seguido el camino” del superdeportivo LFA en lo referente al cuidado que se ha aplicado en su producción, al estar producido por un pequeño equipo de artesanos. La planta operó en dos turnos cinco días a la semana desde enero de 2016 cuando la producción se aumentó de 3-9 vehículos al día hasta 9-13 vehículos al día.

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“Construimos automóviles, asumimos riesgos constantemente y aprovechamos la aprendido para progresar hacia el futuro” – Akio Toyoda, Toyota

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A falta de la cinta transportadora utilizada en la producción en serie, las carrocerías se transportan mediante carretilla a las 13 estaciones para cada uno de los procesos. Por lo general hay uno o dos empleados en cada estación, pero todos están formados en el ensamblado del Mirai de principio a fin para formar un equipo flexible e integral. Karasawa cree que el trabajo manual, debido al reducido volumen, es muy beneficioso desde el punto de vista de formación de la plantilla, ya que si los empleados no aprenden con sus manos no podrán asumir por completo el conocimiento que se les imparte. “Estamos formando un trabajador, no solo un automóvil". Después de obtener experiencia con el Mirai los trabajadores suelen pasar a otro punto en la red de producción de Toyota, bien a otra nave de Motomachi, otra planta en Japón o al extranjero.

El ensamblado consta de tres fases principales: moldura, fase en la que se instalan componentes como el panel de mandos y el cableado; chasis, donde se integra la tecnología de celdas de combustible; y ensamblado final, donde se encajan los asientos, ventanas, tapetes e interiores. Cada sección cuenta con sus propias divisiones de ensamblado de componentes. Toyota tiene fama por trabajar con el sistema "justo a tiempo" (ver el siguiente cuadro) lo que significa que se limita el almacenamiento de piezas en la planta procedentes en su gran mayoría de su sólida red de proveedores automotrices en Japón. Sin embargo en abril de 2016 Toyota y otras marcas japonesas aprendieron la lección del riesgo de un inventario mínimo incluso si la cadena de suministro es local: el terremoto de Kumamoto interrumpió los suministros, lo que detuvo la producción en varias plantas. Motomachi fue una de las plantas afectadas y la producción del Mirai se interrumpió durante una semana porque no se podían recibir las piezas de una de las plantas de Toyota en Kyushu.

Precisión sin robots Las carrocerías del Mirai llegan a la nave de ensamblado después de su soldadura y pintura en las líneas de producción en serie de Motomachi. El sistema de alimentación del Mirai es futurista, pero la carrocería es de acero al igual que en los demás vehículos, ya que los materiales ligeros como la fibra de carbono son muy costosos. Aunque Karasawa afirma que Toyota podría estudiar alternativas en el futuro. Sin embargo, los tanques de hidrógeno son de plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP) para una mayor durabilidad y se producen en la planta de Honsha, también en Aichi, y llegan a la antigua planta de LFA Works en carretillas con una pequeña carga en su interior. El apilamiento de celdas de combustible, que genera energía en lugar del motor de gasolina, también es de CFRP, pero se produce en Motomachi.

Además de los tanques y el apilamiento o bloque, los otros componentes a instalar del sistema de celdas de combustible son: el motor, que recibe la energía eléctrica generada en el apilamiento, el conversor de impulso, el compresor de aire y la batería. El motor es el último elemento que se ensambla y se instala junto con el eje de transmisión, el eje frontal, inversor, la unidad de agua caliente, la suspensión frontal, el eje trasero, el parachoques frontal y las ruedas.

Para su integración en la carrocería que se encuentra suspendida por encima de la cabeza, el apilamiento y la pareja de tanques se elevan en una carretilla, luego un trabajador a cada lado aprietan los pernos para fijar la posición. Luego desciende la carretilla y los empleados ajustan el par de apriete con llaves dinamométricas que envían los datos a una tablet a través de Bluetooth, la producción es manual, pero también sofisticada. Una luz verde indica que el par de apriete está en los valores deseados, una luz roja señala que debe modificarse antes de continuar. Las tablets se utilizaron también en la línea del Lexus en Motomachi y se implementaron en la producción del Mirai un año después de iniciar la producción, sustituyendo así al papel y mejorando el control de calidad. Los trabajadores han adaptado las tablets para su trabajo cotidiano y han colocado tiras de aluminio en la pantalla táctil para no tener que quitarse los guantes para activarlo.

Incluso cuando no se transmiten datos, las tablets son útiles para mostrar la lista de tareas en cada estación, por ejemplo para la instalación del parabrisas en el ensamblado final. En este caso un trabajador aplica con esmero un adhesivo en el borde del parabrisas a un ritmo preciso de 6.5 cm por segundo, luego dos operarios con dispositivos de succión lo transportan a la carrocería, allí un tercer operario abre el capó y a través del hueco ayuda en su colocación. En caso necesario se realizan nuevas mediciones para garantizar la perfección, lo que indica el cuidado con el que se produce el Mirai.

En esta fase, además de las ventanas se colocan el sistema externo de suministro de energía, el interior del vehículo y la bahía del motor. Se instalan las últimas molduras interiores, es decir, asientos, puertas, volante y cobertura del inversor. Finalmente se realiza una prueba de encendido antes de llevar el vehículo a la inspección final.

El potencial del hidrógeno Según Karasawa, sería posible construir 50 unidades del Mirai al día en el proceso manual actual, aunque también habría que aumentar la producción de los componentes de celdas de combustible. En base a la efectividad de costes, estima que para comenzar con la automatización habría que alcanzar las 100 unidades al día. Pero el problema para Toyota, el mayor productor en serie del mundo, no es la capacidad, sino la demanda. Al igual que otras tecnologías alternativas de propulsión del futuro, la demanda del Mirai está limitada por la falta de infraestructura que permita a los consumidores adoptar por esta opción.

Aunque tal vez se esté logrando algo de progreso. En mayo de este año los socios originales de Toyota para la infraestructura, Iwatani y JXTG Nippon, se encontraban entre las 11 empresas – incluidas las marcas rivales Nissan y Honda – que unieron sus esfuerzos para construir estaciones de hidrógeno a gran escala. Este plan para todo Japón surge del plan gubernamental 'Mapa de carreteras estratégico para celdas de combustible e hidrógeno' revisado en 2016 y que tiene como objetivo 160 estaciones operativas y, tal vez demasiado optimista, 40,000 vehículos de hidrógeno para 2020. La declaración de Toyota en mayo reveló que estas empresas podrían establecer una empresa nueva para conseguir estos objetivos, algo que sucedería en 2017.

Además, Toyota anunció en abril que establecería una estación de hidrógeno en su centro de I+D en Changshu, China, y de hecho envió dos Mirai al país en octubre para realizar ensayos hasta 2020 como parte de un proyecto financiado por las Naciones Unidas para ‘Acelerar el desarrollo y comercialización de vehículos de celdas de combustible en China’. Toyota también está realizando ensayos en Europa y en otros países como Australia, Canadá y EAU.

“Producimos automóviles, asumimos retos constantemente y utilizamos esta experiencia para progresar", afirmó Toyoda en el lanzamiento de la producción del Mirai en 2015. Será un gran reto conseguir que los vehículos de hidrógeno sean de consumo masivo, pero viendo los pasos que hemos tomado, podemos decir que no es una esperanza vacía, sino que estamos dando los pasos necesarios para que suceda.

Vea los vídeos de Toyota de producción del Mirai.