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lunes, 24 de enero de 2011

Formula SAE: Diseño de un chasis (Bonus Lap)

Voy a añadir un breve apunte sobre lo expuesto ayer sobre el chasis de un fórmula. Es un campo tan extenso, que concentrarlo todo en una sola entrada, hace que siempre te dejes cosas en el tintero, y leyendo ahora veo que surgen varias preguntas acerca de los chasis de los coches de competición. Vamos a ver si terminamos de arrojar algo más de luz sobre todo ello.


La primera pregunta y la más lógica es: ¿Pero los coches de competición no llevan chasis de carbono? Sí y no. Algunos coches de alta competición, como son los coches de Fórmula 1, los de DTM y los de Le Mans Series, sí, llevan un chasis monocasco de fibra de carbono. En todas las competiciones cuyos coches deriven de modelos de producción (WTCC, WRC, Grupo N, Super 2000, GT2, GT3, GT4, etc.) se respeta el chasis del coche de calle.

En un coche de calle, el chasis es un monocasco de metal, una pieza principal que sostiene el conjunto, y que comprende el habitáculo y en muchos casos la parte trasera del coche. Sobre este monocasco se ensamblan otros "subchasis" como el delantero, donde se sujeta el motor, el eje delantero, etc. pudiendo sustituirse en los mejores casos cuando un golpe lo deforma. Cuando se prepara un coche de producción para competir, se le añade una jaula de tubos en su interior, que refuerza los puntos clave del chasis, y añade efectividad y rigidez al conjunto, protegiendo también el habitáculo de impactos, vuelcos y accidentes.

En la alta competición se realiza un sistema parecido, pero de fibra de carbono, para hacer la misma misión pero con mucho menos peso.

Su principal ventaja es sobre todo una mayor ligereza, manteniendo la misma rigidez que un tubular si se ha realizado correctamente, cosa que no resulta fácil... ni barata. Diseñar un monocasco de carbono es complicado porque el resultado final no es previsible como en un tubular, donde el ordenador nos va a simular el resultado con precisión. Un monocasco se realiza uniendo capas de fibra de carbono sobre un molde, y a mayor cantidad de capas, supuestamente conseguiremos una mayor rigidez en una parte concreta del chasis, pero también influyen las diversas calidades del material, la resina que se utiliza para hacerlo moldeable, si lleva kevlar o no, y en qué medida, y para terminar de complicarlo todo, se mete en un horno especial para que seque a elevadísimas temperaturas, y haciendo previamente el vacío en la pieza de carbono y resina que pretendemos crear. El resultado de hornear el conjunto es incierto, puede haber quedado correcto, o puede haber generado defectos en la pieza que afecten a su rigidez, y esos fallos no se permiten en un coche que supuestamente va a competir en alta competición.

(parte delantera del chasis, eje delantero, suspensiones, pedales, y muuuchos cables provisionales)

Entonces, los fabricantes que tienen acceso a tecnología suficiente como para crear coches de carbono, ¿por qué no los fabrican como hace McLaren con su nuevo deportivo de calle? La respuesta nos la da Luca Cordero di Montezemolo, el hombre que hay detrás de Ferrari: Un chasis de carbono queda inservible tras un accidente y no se puede reparar, mientras que a día de hoy podemos reparar el 80% de los Ferrari accidentados con el chasis afectado. Sólo los más osados lo están haciendo, y ya veremos la cara de sus dueños cuando vean que su coche de medio millón de euros queda inservible al recibir un golpe determinado que afecte al chasis (un 4x4 que aparque sin mirar es suficiente). McLaren ya tiene listo su MP4-12c con chasis monocasco de carbono... Lamborghini se une a la fiesta: en unión con Boeing han investigado y patentado un derivado de la fibra de carbono que es igual de resistente pero cuya fabricación cuesta la mitad, con el fin de poder hacer deportivos con chasis de carbono que puedan costar los acostumbrados 180.000 € y no cifras astronómicas propias de otros medios de transporte como yates o aviones.

Volviendo al caso, también hay que decir que el chasis de carbono compensa según su aplicación. Es óptimo para competiciones de coches ligeros y que vayan a correr en circuito, por lo delicado de su estructura. En los rallyes ni pensarlo, porque a parte de arruinar la gracia de los saltos, los roces y los "recortes de cuneta", la normativa obliga a que los coches partan de un chasis de producción, de un coche de calle (y Citroen no está por la labor de sacar un C3 con chasis de carbono a día de hoy...)

(Vista del habitáculo, con el aislante para no freír la espalda del piloto)

Entonces, ¿Por qué el fórmula SAE no lo hacéis en carbono? Bueno, hay universidades fuera de España cuyos prototipos llevan monocasco de carbono, y con unos resultados excelentes. Pero el coste de producción es de 70.000 euros la unidad, y la normativa impone un presupuesto máximo de 20.000 €. Es decir, que para poder equiparlo es necesario que lo regale un sponsor, o que lo desarrolle el propio equipo en sus instalaciones, contando con una serie de equipos que no suele haber en ninguna universidad normal (¿¿¿un autoclave para calentar piezas del tamaño de un coche hasta temperaturas salvajes???).

En un coche de Formula SAE, con un tamaño tan reducido, el chasis tubular se aproxima mucho al de carbono, pues no se requieren enormes refuerzos para mantener la rigidez de todas sus partes. Un Formula 1 es mucho más largo, y se nota. Un coche de DTM tiene las dimensiones de un Mercedes Clase C, y también se nota. Un prototipo que compite en las LeMans Series, en categoría LMP1, es ENORME, y hacerlo tubular implicaría añadir MUCHO más peso. En el caso del SAE, que apenas mide más que un Kart, todo es más sencillo.

Esperamos haber arrojado algo más de luz sobre la teoría de los chasis, y que tengáis una visión de conjunto más completa ahora que conocéis cómo se hacen los chasis de los coches de competición, tanto tubulares como de carbono.