Ingeniería de la Carrocería Automotriz

La carrocería de un automóvil es un elemento crucial para la seguridad y el confort de los ocupantes. Su diseño y construcción deben equilibrar varios factores clave:

• Rigidez: Una estructura excesivamente blanda compromete la integridad del habitáculo en caso de colisión. Por otro lado, una rigidez extrema puede transmitir fuerzas inerciales perjudiciales a los ocupantes. El chasis debe flexionarse mínimamente ante las fuerzas actuantes.
• Durabilidad: La construcción debe ser sólida y estable, prestando especial atención a los puntos de rodaje, la dirección y el conjunto de tracción. Se deben utilizar técnicas de protección anticorrosiva y materiales resistentes al envejecimiento.
• Facilidad de reparación: Los elementos exteriores más expuestos a daños deben ser fácilmente reparables o sustituibles, sin comprometer la rigidez del conjunto. Los componentes deben tener buena accesibilidad interior y a las zonas de unión.
• Comportamiento en caso de choque: La estructura debe deformarse de manera controlada para absorber la energía del impacto, protegiendo la integridad de la cápsula de los ocupantes. Algunos fabricantes incorporan muescas que dirigen la deformación, evitando que los elementos invadan el habitáculo.
• Vibraciones: Las vibraciones, producidas por la suspensión o el grupo motopropulsor, disminuyen el confort. Las soluciones incluyen el diseño adecuado de los componentes, el uso de materiales insonorizantes y la utilización de tacos de goma y silenbloks para filtrar las vibraciones.

Pruebas de Choque (Crash Tests)

Las pruebas de choque son fundamentales para evaluar la seguridad de un vehículo. Algunas de las pruebas más comunes son:

• Frontal: Un choque frontal desalineado a 64 km/h contra una estructura deformable que afecta al 40% de la parte delantera. No deben abrirse las puertas delanteras ni accionarse los sistemas de bloqueo. Se admiten pequeñas fugas de combustible.
• Lateral: Un impacto lateral con una carretilla a 50 km/h. Esta prueba verifica la resistencia de las puertas de seguridad, el anclaje de los cinturones y la resistencia de las paredes laterales.
• Trasero: Un impacto trasero con una carretilla móvil deformable a 30-35 km/h. No debe haber deformaciones significativas del habitáculo, las puertas deben abrirse y la tapa del maletero no debe invadir el habitáculo. El reposacabezas debe evitar la hiperextensión del cuello.
• Vuelco: Se realiza mediante varios procedimientos, como lanzar el vehículo a 50 km/h contra un plano inclinado o someterlo a una caída libre desde 50 cm sobre una esquina delantera. El habitáculo no debe sufrir grandes deformaciones.

Coeficientes Aerodinámicos

Los coeficientes aerodinámicos son importantes para evaluar la eficiencia y el rendimiento de un vehículo:

• CX: Coeficiente de penetración aerodinámica.
• A: Superficie de ataque en m².
• P: Densidad del aire.
• VF: Velocidad del vehículo.
• CZ: Coeficiente de sustentación.
• CY: Coeficiente de deriva.
• CXA: Expresa la resistencia aerodinámica considerando tanto la forma como el tamaño del vehículo.

Materiales y Tecnologías Innovadoras

La industria automotriz está en constante evolución, incorporando nuevos materiales y tecnologías para mejorar la seguridad, el rendimiento y la eficiencia de los vehículos:

• Tailored Blank: Componentes de una sola pieza que combinan aceros de diferentes espesores y recubrimientos, mejorando la resistencia y reduciendo el peso. Los aceros se sueldan con láser para favorecer una absorción progresiva en caso de impacto.
• Hidroconformación: Proceso de conformación plástica en frío que utiliza un fluido para transmitir energía, permitiendo fabricar formas complejas en paneles y componentes tubulares. Reduce el peso, mejora la corrosión y permite conseguir un espesor uniforme.
• Paneles tipo Sándwich: Núcleo termoplástico recubierto de aluminio o acero de bajo espesor, reduciendo el peso. Se utilizan en techos de coches convertibles.
• LVRT: Material un 30% más ligero que los plásticos usuales.
• Nomex: Material formado por una capa intermedia en forma de nido de abeja y capas exteriores de fibra de carbono.
• Tecnología Híbrida: Combinación de dos materiales de distinta naturaleza, como acero y plástico, aprovechando las características de cada uno. El acero aporta resistencia y durabilidad, mientras que el plástico aporta rigidez y conformación.