Ingeniería

¿Por qué probar coches en túnel de viento?

Las pruebas en túnel de viento son una parte importante del diseño automotriz, ya que ayudan a analizar el flujo de aire y mejorar el comportamiento aerodinámico de un vehículo.

Las fotos de autos veloces sentados en túneles de viento son una parte importante de las campañas publicitarias. Resulta que, aunque son un excelente material de marketing, los túneles de viento no se diseñaron originalmente para automóviles. En cambio, estaban destinados a la obsesión de los hombres (en ese momento) con todas las cosas que vuelan.

Desde los orígenes del petróleo crudo en la boca de las cuevas hasta los túneles altamente computarizados con flujo de aire controlado, los túneles de viento han recorrido un largo camino.

Construcción de túnel de viento

¿Qué se ve generalmente en los túneles de viento? Un objeto se encontraba en medio de una corriente de aire ondulante; sin embargo, esto es solo una pequeña parte de todo el establecimiento. Un túnel de viento contiene máquinas y contramedidas que aceleran el aire para generar una corriente de aire continua y controlada.

Los túneles de viento simulan diferentes condiciones de flujo de aire, todo bajo un mismo techo, sin mover físicamente los objetos de prueba. De esta forma, los conceptos pueden probarse en un entorno controlado, sin incurrir en los riesgos de las pruebas en tiempo real. Debido a esto, este proceso es fundamental para muchas industrias donde el flujo de aire alrededor de un objeto afecta su diseño.

¿Por qué se prueban los coches en túneles de viento?

Un automóvil en movimiento recibe la acción de varias fuerzas externas que obstaculizan su movimiento de una forma u otra. Tomemos, por ejemplo, el peso de los pasajeros y el equipaje. O piense en la fricción que actúa sobre los neumáticos para evitar que el automóvil se deslice. Una fuerza que no se ve a menudo es la resistencia aerodinámica: la resistencia que el aire proporciona contra el movimiento del automóvil.

Mayores fuerzas que actúan sobre un automóvil significan que el motor (o el motor) está haciendo más trabajo para superarlas. Esto aumenta el consumo de combustible (o el agotamiento de la batería) y aumenta los costos de funcionamiento. Al igual que la resistencia, la sustentación es otra fuerza dañina que actúa sobre un automóvil. Al igual que el flujo de aire debajo del ala de un avión, la vida también puede levantar automóviles del suelo. Claramente, los automóviles no están equipados para mantener la capacidad de volar, lo que tiene consecuencias desastrosas.

El flujo de aire afecta a los automóviles de varias otras maneras que son significativas en términos de capacidad de conducción. Crea ruido, lo que perturba la comodidad humana, y el flujo cruzado de aire puede crear inestabilidad lateral. También aleja el calor de los componentes críticos, como el motor y los frenos, que son esenciales para su funcionamiento eficiente. Por lo tanto, probar automóviles en túneles de viento proporciona datos en tiempo real sobre cómo funcionan sus diseños en estas diferentes situaciones.

¿Qué tipo de coches se prueban en túnel de viento?

Todos los autos deben someterse a algún tipo de prueba en túnel de viento durante el desarrollo. La relevancia de varios parámetros para un tipo particular de automóvil varía según su propósito previsto.

Carros deportivos

Un automóvil deportivo otorga gran importancia al efecto del flujo de aire en los parámetros de rendimiento y manejo. Sin embargo, el ruido del viento no sería crítico para el rendimiento de los autos deportivos, ya que los conductores están equipados para manejarlo.

Por lo tanto, el flujo de aire para autos deportivos generalmente se optimiza para un mayor rendimiento y manejo. El resultado de la prueba del túnel de viento también influye en la forma y el tamaño de varios componentes, como los spoilers y difusores de flujo de aire, para maximizar su carga aerodinámica. Esto es necesario para mantenerlos firmemente en el suelo.

Coches de cercanías

En comparación con un automóvil deportivo, los requisitos aerodinámicos de un automóvil de cercanías son muy diferentes. Más bien, están destinados a la conducción diaria, velocidades relativamente más bajas y una acústica más silenciosa para la comodidad del usuario. Al mismo tiempo, se desea la mejor refrigeración del motor y de los frenos, sin depender de equipos secundarios (radiadores más grandes, o discos de freno para áreas más grandes).

Las pruebas en túnel de viento en automóviles de cercanías pueden ser bastante extensas y complejas, ya que se debe maximizar el flujo de aire en todos los aspectos, sin comprometer las características de diseño de la marca.

Vehículos todo terreno

Los diseños cuadrados de los jeeps y los vehículos todo terreno son cualquier cosa menos aerodinámicos. Esto se debe a que su uso previsto es sortear terrenos difíciles y la manipulación del flujo de aire no es crítica para su función.

Nota sobre vehículos pesados

Las pruebas en túnel de viento son una parte importante del diseño de vehículos pesados, como camiones. Tienen que viajar largas distancias con cargas pesadas, lo que afecta su consumo de combustible. Reducir la resistencia de un camión al flujo de aire, o la resistencia aerodinámica, puede ayudar a mejorar su eficiencia de combustible y, por lo tanto, su alcance, al tiempo que reduce significativamente los costos operativos.

¿Cómo se realizan las pruebas de túnel de viento?

El simple acto de colocar un objeto en una corriente de aire es exactamente cómo se realizan las pruebas de túnel de viento. Los fabricantes colocan un modelo de tamaño completo oa escala de su diseño en un banco de pruebas, sujeto a un flujo de aire limpio y con aspas.
El banco de pruebas y el material se mapean con diferentes sensores para medir las diferentes fuerzas que actúan sobre él. Dado que el flujo de aire es invisible a simple vista, los operadores de túneles de viento y los ingenieros de diseño confían en varias señales visuales para analizar el impacto del flujo de aire en el vehículo.

Estas señales visuales pueden ser tanto cualitativas como cuantitativas. Uno de los indicadores visuales más comunes que se utilizan en los túneles de viento es el humo, que crea rayas visibles a lo largo de la carrocería del automóvil. Otras ayudas visuales incluyen aceites y polvos amorfos, como el talco, que pueden ayudar a determinar las zonas de flujo de aire laminar o turbulento.

El análisis cuantitativo se basa en gran medida en sensores colocados en varios puntos del banco de pruebas y del material de prueba. Además de las señales visuales, los diseñadores utilizan datos recopilados de sensores integrados, que luego se comparan con los resultados generados por el software.

Nota final: ¿son relevantes hoy en día las pruebas en túnel de viento?

Los rápidos avances en la tecnología de simulación pueden generar dudas sobre la pertinencia continua de las pruebas en túnel de viento. ¡Después de todo, los túneles de viento son costosos de construir y usar!

Sin embargo, los fabricantes no dependen completamente de los datos de simulación. Las pruebas en túnel de viento dan una idea real de cómo fluirá el aire alrededor de un diseño en particular. Al mismo tiempo, puede respaldar o entrar en conflicto con los resultados de las simulaciones, lo que ayuda aún más a refinar el diseño. Por lo tanto, la importancia de los túneles de viento en la industria automotriz difícilmente puede cuestionarse, y mucho menos eliminarse.

Cristy

Somos entusiastas de los temas científicos, del estudio y el conocimiento. Traemos para ti los casos más curiosos de la ciencia y como pueden ayudarte. Preguntas y respuestas que quizás alguna vez te has hecho, están aquí.

Publicaciones relacionadas

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Botón volver arriba