Mejorando la seguridad de los vehículos eléctricos con pintura a base de TiO2

LiDAR es un componente crucial de los vehículos autónomos actuales, ya que se utiliza para crear mapas 3D del entorno. A pesar de los avances recientes en las capacidades de detección del LiDAR, todavía tiene dificultades para detectar materiales que absorben luz, como los objetos muy negros. Un estudio reciente publicado en ACS Applied Materials (AMAT ) & Interfaces demuestra cómo la pintura a base de TiO2 podría ayudar a resolver estos problemas. Aquí tienes todo lo que necesitas saber.

¿Qué es el LiDAR?

Para entender por qué necesitas una pintura negra altamente reflectante, primero debes aprender sobre el LiDAR y sus múltiples usos. El LiDAR es un sensor basado en luz reflectante que puede determinar con gran precisión la forma y la distancia de los objetos. Estos sistemas funcionan como el sonar, ya que envían una señal que rebota. La velocidad a la que la señal regresa puede usarse para describir el tiempo o el entorno.

El LiDAR utiliza pequeños pulsos de luz en lugar de sonido. Esta estructura le brinda mayor precisión en muchas circunstancias.  Hoy, el LiDAR es un componente esencial en muchos dispositivos automatizados. Esta tecnología ha mejorado significativamente en los últimos cinco años, con la integración de IA impulsando sistemas más inteligentes.

Pintura Negra Altamente Reflectante

La pintura negra altamente reflectante puede aplicarse fácilmente sobre objetos para garantizar que la creciente flota de vehículos autónomos los vea con claridad. Este avance puede no parecer gran cosa, pero al darse cuenta de que se estima que hay 2.531.206 vehículos eléctricos de batería e híbridos enchufables en la carretera hoy, se comprende por qué es importante que estos vehículos no choquen contra la comunidad. Cabe destacar que los analistas predicen que habrá más de 26,4 millones de vehículos eléctricos en las carreteras de EE. UU. para 2030.
El uso de pintura a base de TiO2 podría ayudar a salvar millones de vidas en el futuro. Reconociendo este hecho, un grupo de ingenieros innovadores liderado por Chang‑Min Yoon se embarcó en una misión para crear una pintura negra super reflectante para LiDAR que sea fácil de aplicar, duradera y resistente al calor. Los resultados de su investigación son una nueva pintura a base de TiO2 y un método de creación que pueden duplicarse fácilmente y aplicarse a costos mínimos.

Cómo se fabrica la pintura a base de TiO2 (Dióxido de titanio)

El proceso de fabricación de la pintura a base de TiO2 difiere de la pintura tradicional, en la que los pigmentos se mezclan con resina, disolvente y aditivos para crear un recubrimiento aplicable. Para crear la pintura a base de TiO2, los investigadores decidieron adoptar un nuevo enfoque. Completarón los pasos de grabado del proceso antes de la reducción.

El primer paso consistió en fabricar placas delgadas con TiO2 negro hueco (HL/BT). Para lograrlo, añadieron una capa fina de dióxido de titanio (TiO2) sobre pequeños fragmentos microscópicos de vidrio. Luego, se utilizó ácido fluorhídrico para grabar el vidrio. Este método, llamado sol‑gel, deja un residuo de TiO2 altamente reflectante.

Los investigadores quisieron llevar su creación aún más lejos. Concluyeron que una reducción con NaBH4 podría afectar el estado de oxidación. Luego mezclaron el material con barniz, creando una pintura negra altamente reflectante y fácil de aplicar antes de entrar en la fase de pruebas.

Resultados

La pintura final resultó tener un espesor de 140 nm (HL/BT140). Este espesor es necesario ya que la pintura debe aplicarse a superficies irregulares y de forma extraña. Las pruebas de la negrura de la pintura mostraron un valor de negrura (L*) de 13,3. Esto es comparable a la pintura negra común.
Las mismas pruebas mostraron una alta reflectancia NIR del 23,6 % a una longitud de onda de 905 nm. Estos resultados superaron las expectativas de los investigadores y han llamado la atención en el sector de vehículos autónomos. Esta mayor visibilidad debería ayudar a los investigadores a obtener financiación adicional.

Pruebas de la pintura a base de TiO2

El equipo se propuso demostrar que su creación era compatible con LiDAR utilizando dos tipos diferentes de sensores LiDAR actuales, de rotación de 360 ° y basados en espejo. Estos sensores se encuentran en todo, desde automóviles autónomos hasta robots aspiradores y drones militares. Por lo tanto, existe una gran demanda de mejorar esta tecnología al menor costo posible.
Su fase de pruebas no necesitó prolongarse mucho, ya que el LiDAR reconoció fácilmente la pintura a base de TiO2 de forma constante, incluso en escenarios oscuros y visualmente desafiantes. Los investigadores probaron la pintura en condiciones adversas similares al clima y en completa oscuridad para garantizar la precisión de sus resultados. Concluyeron que su nueva pintura era la solución óptima para la prevención de colisiones de vehículos autónomos.

Aplicaciones en el mundo real

Los vehículos autónomos ya están aquí y la pintura a base de TiO2 podría ayudar a salvar vidas. Este tipo de pintura puede usarse para garantizar que el vehículo funcione como se promete, incluso en condiciones de poca visibilidad. Podrías ver la pintura de dióxido de titanio utilizada para marcar zonas escolares, señales, vehículos, carriles y mucho más. Curiosamente, parecerá una pintura negra normal para los pasajeros, pero para tu vehículo autónomo brillará con la mayor intensidad posible. Este enfoque brinda resultados fiables y de bajo costo que pueden implementarse de inmediato.

Avances clave en la seguridad automotriz

La introducción de pintura negra altamente reflectante podría salvar millones de vidas en el futuro. Conceptos innovadores como este han ayudado a que viajar en tu coche favorito pase de ser peligroso a convertirse en una actividad muy segura. Aquí tienes algunas otras innovaciones interesantes que cambiaron el mundo automotriz para siempre.

Volvo introduce el cinturón de seguridad de 3 puntos – 1959

Hay que reconocer a esos valientes conductores antes de la década de 1960. Estos conductores circulaban en sus pesados vehículos de acero con solo cinturones de regazo. Este tipo de cinturón no controlaba la parte superior del torso. Por ello, era común que las personas sufrieran lesiones en la cabeza y la parte superior del cuerpo al usar el cinturón de seguridad.

El ingeniero de Volvo, Nils Bohlin, lo cambió todo con la introducción del cinturón de seguridad de 3 puntos en 1959. El Volvo Amazon (AMZN ) y el Volvo PV544 fueron los dos primeros automóviles en adoptar esta tecnología revolucionaria que mantenía tanto la mitad superior como la inferior del cuerpo sujetas. Cabe destacar que los cinturones de seguridad son estándar hoy en día en todos los vehículos, y por buenas razones. Han salvado millones de vidas y pueden considerarse una de las invenciones que más ha ayudado a la gente en los últimos 100 años.

Aunque Volvo es una empresa cotizada en bolsa, está principalmente listada en la bolsa Nasdaq Estocolmo en Suecia.  En los Estados Unidos, las acciones de Volvo pueden negociarse a través de American Depositary Receipts (ADRs) bajo el ticker OTC ‘VLVLY’.

General Motors introduce los airbags – 1973

GM Gráfico de precios

General Motors (GM ) estaba a la vanguardia cuando introdujo los primeros airbags en 1973. El Oldsmobile Toronado fue el primer vehículo en ofrecer este dispositivo de seguridad revolucionario al público. En esa época, la característica de seguridad experimental se llamaba “Sistema de retención de cojín de aire“.

El primer lote de airbags no provocó una gran respuesta del mercado. GM observó que los consumidores no estaban motivados. Los consumidores apreciaban la seguridad adicional pero no se dieron cuenta de cuánto estaban obteniendo hasta que los informes regresaron años después. Por ello, GM canceló los airbags en sus automóviles solo 4 años después, en 1977.

Una vez que los números revelaron los efectos salvavidas de la invención, la demanda aumentó. Sin embargo, no fue hasta 1988 que el gobierno de EE. UU. finalmente hizo obligatorios los airbags para los pasajeros delanteros. Hoy, los airbags son estándar en todos los vehículos nuevos. Estos dispositivos inflables han salvado innumerables vidas y siguen siendo uno de los sistemas de seguridad esenciales que te protegen a ti y a tus seres queridos durante el tránsito.

Mercedes Benz introduce el ABS – 1978

Otra importante mejora de seguridad que ayudó a mantener a las personas más seguras en las autopistas fue la introducción de los sistemas de frenos ABS en 1978. El primer ABS estuvo en el Mercedes‑Benz Clase S W116. Este vehículo de alta gama contaba con una serie de opciones exclusivas de lujo y seguridad para su época.

El ABS fue revolucionario porque evitaba que el volante se bloqueara durante momentos de frenado intenso. El ABS monitoriza el bloqueo de las ruedas y libera y activa el freno rápidamente para evitar la pérdida de dirección. Tras muchos años de meticulosa investigación, Mercedes logró introducir el primer sistema de frenos antibloqueo de cuatro ruedas y multicanal. Avanzando hasta hoy, es estándar en todos los vehículos de la carretera.

Al igual que Volvo, Mercedes Benz es una empresa cotizada en bolsa, principalmente listada en una bolsa europea: la Bolsa de Frankfurt en Alemania.  Sus acciones también pueden accederse como ADRs en el mercado extrabursátil bajo el ticker ‘MBGYY’.

El futuro de la seguridad automotriz

Los avances en seguridad continúan cambiando la forma en que la gente se desplaza. Las características estándar de hoy incluyen múltiples airbags, cinturones de seguridad, sistemas anti‑colisión y más. Todas estas invenciones trabajan en conjunto para crear el entorno más seguro posible. La introducción de vehículos inteligentes añade otra capa de mejoras de seguridad a la ecuación.
Muchos creen que pronto las carreteras carecerán por completo de conductores humanos. Han observado que la era de los vehículos autónomos y controlados por IA se acerca rápidamente. En consecuencia, la seguridad podría incrementarse mediante una simple actualización de software, cambiar la pintura o actualizar los sensores, en lugar de crear nuevos neumáticos o cinturones de seguridad.

Pintura a base de TiO2 – una mejora de seguridad autónoma que todos necesitan

Los vehículos autónomos han llegado para quedarse por muchas razones. Tienen el potencial de mejorar la seguridad, reducir costos y facilitar la vida diaria de millones. La introducción de la pintura a base de TiO2 ayudará a que ese escenario sea más seguro para todos. Por ahora, aún queda mucha investigación por hacer en el aspecto comercial de este proyecto. Por ello, es prudente seguir de cerca este desarrollo y cómo podría implementarse en los próximos años.

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(MBG.DE )