El Grupo Volkswagen es uno de los fabricantes de automóviles más grandes del mundo, habiendo entregado más de 8 millones de vehículos en 2022, de los cuales más de la mitad corresponden a su marca principal, Volkswagen. Esta compañía, con un total de 675,800 empleados a nivel mundial al cierre de 2022, incluye marcas internacionales como Škoda (República Checa), Seat/Cupra (España), Audi (Alemania), Porsche (Alemania), Bentley (Reino Unido), Lamborghini (Italia), Scania (Suecia) y MAN (Alemania). Su mercado más importante fuera de Europa es China, y entre sus competidores se encuentran gigantes como Toyota, Renault, Fiat, Kia y Ford.

En este contexto, la ingeniería de materiales desempeña un papel fundamental en el desarrollo de vehículos, ya que influye directamente en el comportamiento mecánico, térmico y en las características de durabilidad de los componentes estructurales de los automóviles. Propiedades como la rigidez, la capacidad de soportar fatiga, la resistencia al envejecimiento debido a factores ambientales y la capacidad de carga son determinantes para la elección de los materiales a utilizar. Además, el diseño y la calidad de los materiales, tanto en el interior como en el exterior de los vehículos, son esenciales para la percepción del cliente sobre el producto, ya que la calidad de los materiales visibles, como los plásticos o acabados metálicos, se asocia directamente con el nivel de calidad del automóvil.

A medida que la sostenibilidad se ha convertido en un enfoque prioritario para las empresas, la industria automotriz también ha comenzado a considerar la reutilización de materiales y la reducción de desechos como parte integral de su modelo de negocio. En Europa, en 2021, la industria automotriz fue la tercera mayor demandante de plásticos, después de los sectores de embalaje y construcción, y la producción de vehículos representó el 16% de la demanda total de acero en la región. Por lo tanto, las decisiones relacionadas con el reciclaje y la reutilización de materiales, especialmente plásticos, son cruciales para reducir la huella de carbono del sector.

Los polímeros, derivados del petróleo, son uno de los materiales más utilizados en la fabricación de vehículos modernos, debido a sus propiedades de versatilidad, ligereza y resistencia. Estos materiales pasan por un proceso de polimerización, en el cual se convierten en plásticos que luego se adaptan a aplicaciones específicas mediante el uso de aditivos como estabilizadores UV, retardantes de llama y plastificantes. Sin embargo, durante la fase de producción pueden generarse residuos de material, los cuales se pueden reciclar de forma directa en el proceso productivo mediante técnicas mecánicas. Este reciclaje se conoce como reciclaje post-industrial (PIR) y produce reciclados de polímeros de alta calidad. Sin embargo, cuando los plásticos se reciclan después de ser utilizados por el consumidor final, el proceso se clasifica como reciclaje post-consumo (PCR), lo cual generalmente produce materiales de menor calidad y pureza.

A pesar de que la adopción de plásticos reciclados presenta una oportunidad para reducir el impacto ambiental de la industria automotriz, también presenta importantes desafíos. El reciclaje de polímeros reciclados post-consumo, que es la forma más común de reciclaje en el sector, puede implicar materiales "downcycled", es decir, reciclados para aplicaciones de menor valor. Esta práctica representa un reto debido a los estrictos requisitos de calidad establecidos por los fabricantes de equipos originales (OEM), quienes exigen altos estándares en cuanto a la durabilidad, seguridad y desempeño de los materiales utilizados.

El papel de la ingeniería de materiales en las empresas automotrices es integral a lo largo de todo el proceso de desarrollo del vehículo. Este proceso, que incluye etapas de definición del producto, desarrollo del concepto, desarrollo serial y preparación de la producción en serie, está respaldado por la investigación y el pre-desarrollo de nuevos materiales. En las fases iniciales de innovación, los ingenieros de materiales se dedican a la evaluación de nuevas tecnologías y materiales que puedan ser aplicables a los vehículos. Además, las necesidades del mercado y los requisitos de los consumidores son traducidos en requisitos técnicos de materiales, lo que permite que el proceso de diseño se ajuste a las expectativas de los usuarios. En fases posteriores, la ingeniería de materiales se encarga de verificar y probar los componentes técnicos, garantizando que estos cumplan con los estándares de calidad establecidos.

La industria automotriz se enfrenta a la necesidad de optimizar el uso de los materiales, tanto para mejorar la eficiencia de la producción como para reducir los impactos ambientales. Aunque el reciclaje es una parte importante de este proceso, también es crucial considerar otros enfoques, como la selección de materiales más sostenibles desde el inicio del diseño, y el desarrollo de tecnologías que permitan la reutilización de componentes en su totalidad. La colaboración entre los departamentos de investigación y desarrollo y los de ingeniería de materiales es esencial para lograr un equilibrio entre la innovación tecnológica, la calidad del producto y la sostenibilidad ambiental.

El desarrollo de vehículos no solo se trata de la incorporación de materiales nuevos y innovadores, sino también de la optimización de los procesos de fabricación para minimizar el desperdicio y maximizar la eficiencia. La integración de materiales reciclados, aunque presenta algunos desafíos técnicos, es un paso crucial hacia la creación de vehículos más sostenibles. Sin embargo, esto requiere de una colaboración continua entre fabricantes, organismos de estandarización y consumidores, quienes deben adaptarse a nuevas normativas y exigencias para garantizar que los productos finales sean de la más alta calidad.

¿Cómo aborda la investigación-acción los desafíos organizacionales?

La investigación-acción surge como una metodología prometedora para los objetivos de investigación empírica que buscan describir, planificar, analizar y gestionar activamente las intervenciones organizacionales. En los últimos años, los estudios basados en la investigación-acción han mostrado su eficacia al abordar diversos desafíos organizacionales, como el cambio organizacional, la interpretación de procesos, el desarrollo de productos frugales y la investigación sobre la mentalidad frugal. Este enfoque combina la investigación con la acción, lo que permite no solo observar fenómenos organizacionales, sino también intervenir y transformarlos de manera continua.

La filosofía subyacente de la investigación-acción se puede entender desde distintas perspectivas ontológicas, axiológicas y epistemológicas. La ontología, por ejemplo, plantea la cuestión de si la realidad es algo objetivo y externo al individuo o, por el contrario, es producto de las percepciones personales. En el contexto de la investigación-acción, los investigadores adoptan una postura más subjetivista, considerando que la realidad es construida socialmente, lo que implica que los significados surgen de las interacciones sociales más que de observaciones objetivas aisladas. Este enfoque refleja una visión crítica frente al positivismo, que busca hechos y datos de forma pura y libre de influencias humanas.

En este sentido, la investigación-acción se sitúa en un espectro donde los investigadores no son meros observadores, sino participantes activos en los procesos investigados. Esto refuerza la idea de que los resultados y el conocimiento generado en estos estudios están profundamente influenciados por la interpretación del investigador. De esta manera, los datos obtenidos no se perciben como simples hechos inamovibles, sino como elementos que pueden ser moldeados y recontextualizados a lo largo de las intervenciones.

En cuanto a la estrategia investigativa, la investigación-acción se distingue por ser una práctica que se adapta y evoluciona en función del contexto y las necesidades del problema en cuestión. La investigación pragmática, que es una de las bases de esta metodología, reconoce que existen múltiples formas de interpretar el mundo y que algunas son más adecuadas que otras para resolver determinados problemas. Este enfoque permite que se utilicen metodologías tanto cuantitativas como cualitativas, adaptándose a las circunstancias y a las especificidades de cada investigación.

La investigación-acción también se caracteriza por su naturaleza democrática y colaborativa. El investigador no está aislado de los sujetos de estudio, sino que trabaja junto a ellos para abordar desafíos sociales y empresariales concretos. En lugar de estudiar a las personas desde una distancia, la investigación-acción se orienta a investigar con ellas, participando activamente en el proceso de cambio. Esta participación activa genera un ciclo continuo de reflexión y ajuste de las intervenciones, creando un proceso de mejora constante.

El concepto de investigación-acción se remonta a las primeras décadas del siglo XX, con la obra de Kurt Lewin, quien destacó la importancia de involucrar a los investigadores en los procesos de cambio organizacional. Lewin argumentó que no basta con generar conocimientos abstractos; es necesario que los científicos colaboren directamente con los actores sociales y organizacionales para poner esos conocimientos en práctica. Este enfoque rompió la división tradicional entre la ciencia básica y la ciencia aplicada, proponiendo una metodología que sirviera tanto para la generación de teorías como para su prueba en situaciones concretas.

Los estudios recientes han ampliado este enfoque, aplicando la investigación-acción en contextos diversos, como el desarrollo de productos más accesibles y sostenibles, o la creación de nuevas formas de pensar y trabajar en las organizaciones. En este tipo de investigación, el foco no está únicamente en los resultados, sino en el proceso de cambio mismo, en cómo las interacciones y reflexiones mutuas entre los participantes transforman la organización a lo largo del tiempo.

Es crucial comprender que la investigación-acción no busca ofrecer respuestas definitivas y universales, sino que se orienta a generar conocimientos contextuales que sean aplicables a situaciones específicas. La idea es que tanto los investigadores como los participantes de la organización, al involucrarse activamente en el proceso de investigación, no solo resuelvan el problema inmediato, sino que también desarrollen capacidades para abordar futuros desafíos de manera más autónoma y eficiente.

¿Cuáles son los antecedentes y estrategias de intervención frente al sobreingeniería en las organizaciones?

El fenómeno de la sobreingeniería es una problemática compleja que se da en diversas organizaciones, especialmente en aquellas que se encuentran en la fase de construcción y desarrollo de proyectos. En muchos casos, este exceso de especificaciones y soluciones no siempre responde a necesidades reales del usuario o del contexto, sino que refleja una tendencia organizacional hacia la sobrecompensación de posibles riesgos, lo cual termina influyendo negativamente en los resultados del proyecto.

El estudio que se lleva a cabo dentro de la fase de construcción y planificación de una investigación-acción tiene como objetivo analizar los antecedentes organizacionales de la sobreingeniería y desarrollar estrategias de intervención específicas para mitigar este fenómeno. A través de este enfoque, se busca entender no solo la relevancia de la sobreingeniería, sino también las causas que la originan dentro de una estructura organizacional. Los resultados obtenidos en la investigación se aplican para desarrollar estrategias de intervención dirigidas a mejorar el proceso de ingeniería, haciendo que sea más ágil y adecuado a las necesidades del proyecto.

Para ello, la investigación se estructura en tres partes principales. En primer lugar, se realiza una recopilación de datos que incluye tanto métodos cuantitativos como cualitativos. Esto permite abordar la problemática de manera integral, combinando estadísticas descriptivas con un análisis más profundo de los procesos organizacionales involucrados en la sobreingeniería. A través de entrevistas con expertos y grupos focales, se busca identificar las causas subyacentes de esta tendencia dentro de la organización. Los participantes son seleccionados en función de su experiencia en innovaciones materiales sostenibles y su conocimiento sobre la ingeniería de materiales. En segundo lugar, se analizan los antecedentes organizacionales que permiten entender cómo y por qué se llega a situaciones de sobreingeniería, lo que permite definir con mayor precisión las áreas que requieren intervención.

En cuanto a la recopilación de datos, se utiliza un enfoque de método mixto convergente, es decir, se recogen datos tanto cuantitativos como cualitativos al mismo tiempo, lo cual permite un análisis más completo. La primera parte de la investigación se enfoca en entrevistas con expertos, quienes proporcionan una visión profunda de la relación entre la sobreingeniería y las barreras sistemáticas para la innovación dentro de la organización. Estas entrevistas están diseñadas para explorar tanto los aspectos cuantitativos (como la relevancia de la sobreingeniería en el proceso de desarrollo de materiales) como los aspectos cualitativos (los antecedentes organizacionales de la sobreingeniería).

Además de las entrevistas con expertos, se lleva a cabo una segunda fase de la investigación que incluye entrevistas en grupos focales con proveedores de materiales. Estos grupos focales permiten integrar perspectivas externas sobre los procesos internos de la organización, lo que enriquece el análisis de los antecedentes organizacionales de la sobreingeniería. Estos proveedores, que operan en diversas jerarquías, desde directores hasta especialistas técnicos, proporcionan una visión crítica sobre cómo la cultura organizacional influye en el diseño y la implementación de soluciones excesivamente complejas.

La tercera fase del estudio se realiza a través de talleres internos de reflexión, en los cuales se analizan los hallazgos obtenidos de las fases anteriores. Estos talleres son fundamentales para asegurar la calidad científica del estudio y permiten a los expertos y gerentes reflexionar sobre los resultados, ajustar sus perspectivas y, en última instancia, influir en la abstracción teórica que sustentará las futuras intervenciones dentro de la organización. A lo largo de este proceso, se fomenta una discusión abierta sin directrices preestablecidas, lo que garantiza una reflexión auténtica y no sesgada sobre los datos obtenidos.

En cuanto al análisis de los datos, los métodos estadísticos básicos como la correlación y los análisis descriptivos se emplean para evaluar los datos cuantitativos. Por otro lado, el análisis cualitativo sigue los procedimientos establecidos por la teoría fundamentada, lo que permite extraer categorías temáticas relacionadas con la sobreingeniería y sus antecedentes organizacionales. La teoría fundamentada, como metodología central, evita el uso de códigos a priori provenientes de teorías existentes y se enfoca en generar conocimiento teórico nuevo basado en los datos recopilados, lo que la convierte en un enfoque metodológico innovador en el campo de las ciencias sociales y la ingeniería.

Es importante destacar que, a pesar de la relevancia de los métodos estadísticos y cualitativos en la investigación, la verdadera clave del estudio radica en la capacidad de las organizaciones para identificar sus propios procesos internos y reconocer cómo estos influyen en la tendencia hacia la sobreingeniería. Para que las estrategias de intervención sean efectivas, las organizaciones deben estar dispuestas a revisar sus prácticas y cuestionar las creencias establecidas, lo que puede resultar incómodo pero esencial para la mejora continua.

Además, es crucial comprender que la sobreingeniería no solo es un desafío técnico, sino que está estrechamente relacionada con las dinámicas organizacionales y culturales. La gestión del cambio, la comunicación efectiva entre departamentos, y la alineación de los objetivos de los diferentes actores involucrados son factores determinantes en la implementación exitosa de soluciones. Las intervenciones deben ser específicas, adaptadas al contexto organizacional y ser lo suficientemente flexibles para ajustarse a los resultados emergentes durante el proceso de implementación.

¿Cómo determinar niveles adecuados de rendimiento en ingeniería frugal?

El concepto de "ingeniería frugal" ha ganado gran relevancia en los últimos años, principalmente por su capacidad para optimizar los recursos y generar soluciones con un alto valor agregado, pero a un costo reducido. Sin embargo, uno de los desafíos más persistentes en la aplicación de esta estrategia es la definición de lo que constituye un "nivel adecuado de rendimiento". En términos más sencillos, ¿qué implica alcanzar un rendimiento satisfactorio sin caer en la trampa de la sobre-ingeniería o complejidad innecesaria?

Para abordar este dilema, es esencial comprender cómo las innovaciones frugales no solo buscan reducir costos, sino también mejorar la aplicabilidad y la sostenibilidad de las soluciones, tomando en cuenta diversos aspectos, como las condiciones reales de uso y el contexto técnico. Un ejemplo significativo de esto se observa en los esfuerzos por ajustar las especificaciones técnicas de resistencia térmica en materiales para la industria automotriz.

En el proceso de intervención, el enfoque original de optimizar los niveles de rendimiento se transformó en una búsqueda de explicación para demostrar por qué los requerimientos de rendimiento actuales, como las pruebas de envejecimiento a 150°C durante 400 horas, eran excesivamente complejos e innecesarios. Esta perspectiva no se centró en encontrar un "estado óptimo" de rendimiento, sino en ofrecer evidencia sólida de que tales exigencias no correspondían con las realidades prácticas de las condiciones de uso del material en la industria.

Al investigar y discutir con expertos de diversas disciplinas, se descubrió que las condiciones de prueba de envejecimiento térmico, como las mencionadas, no se correlacionaban con los efectos reales que ocurren en el mundo real. En particular, el uso de estabilizadores térmicos para realizar las pruebas de envejecimiento a temperaturas elevadas no tenía validez práctica en escenarios más moderados, como los que se dan en la mayoría de las aplicaciones industriales y comerciales. Esta revelación llevó a la conclusión de que, en lugar de optimizar el rendimiento, era más sensato y apropiado buscar una "adecuación" del material a las necesidades reales del mercado.

La clave aquí radica en la reducción del umbral de rendimiento a niveles más adecuados, sin sacrificar la funcionalidad básica del material. Por ejemplo, materiales que en un principio no cumplían con las pruebas de envejecimiento a 150°C durante 400 horas, demostraron ser perfectamente viables para cumplir con las condiciones reales de uso cuando se ajustó el umbral a 130°C durante 200 horas. Este ajuste no solo permitió que los materiales previamente rechazados pudieran reincorporarse al mercado, sino que también abrió la puerta a una reducción de costos, una mejora en los tiempos de desarrollo y un mayor uso de materiales sostenibles, como los polímeros reciclados.

La investigación realizada a través de series de pruebas exploratorias en 37 tipos de polipropileno (PP) mostró que, bajo temperaturas de 150°C, muchos de los materiales fallaban después de 200 horas de exposición. Sin embargo, cuando las pruebas se realizaron a temperaturas de 120°C y 130°C, más del 90% de los materiales no mostraron signos de degradación, lo que evidencia que los estándares de rendimiento previos eran innecesariamente altos. Este hallazgo no solo subraya la importancia de ajustar las especificaciones para mejorar la competitividad, sino que también ilustra cómo un enfoque más frugal puede generar soluciones más accesibles y relevantes para las necesidades del mercado.

Este tipo de intervenciones puede considerarse como catalizadores para una ingeniería más frugal, ya que promueven la necesidad de replantear los estándares industriales, teniendo en cuenta una visión más sistémica que no solo priorice el rendimiento, sino también la sostenibilidad económica y ambiental. Además, el proceso de revisión y adaptación de los requisitos demuestra cómo la interconexión con otros campos del conocimiento y la colaboración con diversas industrias pueden enriquecer el desarrollo de soluciones más efectivas.

Es crucial entender que la frugalidad no se limita a la reducción de costos o al rendimiento optimizado de los productos. La verdadera esencia de la ingeniería frugal radica en la capacidad de proporcionar soluciones que sean más adecuadas, es decir, que satisfagan las necesidades reales del usuario final y las condiciones del entorno sin recurrir a sobreesfuerzos innecesarios. Además, este enfoque resalta la importancia de considerar aspectos más amplios, como la accesibilidad financiera, los impactos ambientales y las dimensiones sociales de los productos frugales, lo que resulta en una visión más completa y efectiva de la innovación.

¿Cómo el enfoque de ingeniería frugal puede transformar la innovación empresarial y ambiental?

El concepto de ingeniería frugal ha emergido como una solución prometedora tanto desde una perspectiva empresarial como ambiental, especialmente en el contexto de la reducción de productos sobredimensionados a niveles de rendimiento más adecuados. Este enfoque, que plantea la minimización de costos y recursos, se centra en la optimización de los procesos de desarrollo mediante la eliminación de elementos innecesarios sin sacrificar la calidad. En este contexto, se inicia una investigación profunda sobre las causas organizacionales del sobre-diseño y se desarrollan medidas de intervención adecuadas para crear un ambiente que favorezca la innovación basada en la frugalidad.

Un aspecto clave de este enfoque es la integración de conceptos como el "Material Driven Design" (Diseño Impulsado por Materiales), que se distancia de la tradición de seleccionar materiales a partir de la geometría de un componente. Este método no busca simplemente optimizar los materiales a través de costosos y numerosos pasos, sino que promueve una selección más holística y centrada en el usuario. Así, en lugar de enfocarse únicamente en la realización del producto, se considera la formación de los objetivos a través del uso de materiales que cumplen con las expectativas de rendimiento sin sobrepasarlas. La intervención en el diseño permitió que los ingenieros de materiales priorizaran de manera consistente soluciones rentables, de alta calidad y sostenibles en sus esfuerzos de innovación.

Este cambio de paradigma implica una descomposición sistémica de los materiales, componentes y sistemas holísticos, junto con el establecimiento de nuevos equipos de desarrollo e innovaciones en los procesos, lo cual fue esencial para apoyar esta nueva trayectoria de diseño. Como resultado, se logró desafiar el enfoque tradicional de "mejor producto en su clase", apostando por la "excelencia verde asequible", donde se lograron reducir los costos de verificación de materiales tanto para el fabricante original (OEM) como para los proveedores. Además, se optimizaron las especificaciones y niveles de rendimiento, permitiendo una integración más eficiente de materiales secundarios en el desarrollo de componentes. Los esfuerzos de optimización se llevaron a cabo solo en aquellas áreas donde realmente se necesitaban, lo que resultó en una mayor eficiencia en el uso de los recursos.

Uno de los mayores logros de esta intervención fue la creación de un nuevo proceso de evaluación y validación de materiales que se formalizó como un estándar dentro de la empresa. Este proceso, que emplea enfoques tanto ascendentes como descendentes durante las reuniones del equipo, ha permitido una evaluación más crítica de los requisitos de rendimiento para los nuevos conceptos materiales, cambiando la mentalidad tradicional de "copiar y pegar" especificaciones previamente establecidas.

La evolución cultural dentro del equipo de desarrollo también jugó un papel crucial. Antes, los ingenieros trabajaban de manera más aislada, y las especificaciones dependían fuertemente del conocimiento y la experiencia de cada experto. Hoy, el enfoque ha cambiado hacia una mayor colaboración dentro del equipo, permitiendo que se incluyan perspectivas externas y el enfoque en el cliente. La comunicación entre jerarquías también ha mejorado, y los miembros del equipo ya no temen hacer sugerencias proactivas para mejorar el proceso.

Los talleres de reflexión realizados al final del proyecto de investigación ayudaron a identificar los cambios más significativos. Estos talleres no fueron guiados por un cuestionario predeterminado, sino que fomentaron un ambiente abierto para que los expertos y gerentes compartieran sus experiencias y reflexionaran sobre el impacto de los cambios realizados. Un aspecto relevante que surgió de estas sesiones fue la comprensión de que la "reducción" de materiales no siempre conduce a una degradación del producto. De hecho, muchos ingenieros comenzaron a ver la reducción como un desafío creativo, una oportunidad para cuestionar qué se puede prescindir sin comprometer la calidad del resultado final.

Uno de los aspectos más reveladores fue la transformación en la forma de verificar los materiales. En lugar de verificar cada especificación técnica de manera estándar, el equipo adoptó un enfoque mucho más diferenciado y basado en la utilidad real de las pruebas, lo que permitió una mayor eficiencia y relevancia en las evaluaciones. Esta evolución en el proceso de validación también resultó en la adopción de un plan de pruebas frugal, adaptado de forma dinámica y repetida a lo largo de los tres años de investigación.

La transición hacia este enfoque de ingeniería frugal, basada en la reducción y simplificación de los procesos sin sacrificar el rendimiento esencial, ha permitido a la empresa no solo mejorar la sostenibilidad de sus productos, sino también optimizar sus costos y mejorar la comunicación y colaboración dentro de los equipos de desarrollo. Esta transformación demuestra que la innovación no siempre tiene que estar ligada a un aumento del rendimiento o la complejidad del producto; a veces, es más valioso reducir lo innecesario y centrarse en lo esencial.

Para que el proceso continúe siendo eficaz, es importante que los equipos sigan cuestionando las prácticas tradicionales y aboguen por un enfoque más flexible y centrado en el usuario, con la voluntad de asumir los riesgos asociados a la simplificación. Este tipo de cambios culturales y organizacionales deben ser apoyados por todas las partes involucradas en el proceso de desarrollo para asegurar que la ingeniería frugal sea una estrategia sostenible y exitosa a largo plazo.

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