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Porsche - Vientos de cambio

Vientos de cambio

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Hauke Stumpf, Director de Ensayos, delante del ventilador de impulsión del túnel de viento, que tiene un diámetro de ocho metros

Poder tomar más rápido las curvas mientras la aguja del depósito se mueve más despacio también es aerodinámica. Actualmente, en el nuevo túnel de viento aeroacústico en el Centro de Desarrollo de Weissach, los técnicos de Porsche pueden determinar, con más precisión aún, el camino de una resistencia menor.

Trescientos. Un límite mágico que solo traspasan los automóviles superdeportivos y los coches de carreras. Un avión despegaría ahora, el 911 Turbo Cabriolet no. No solo por el peso que descansa sobre los ejes, sino también gracias al viento generado por la conducción, ya que el vehículo, debido a su aerodinámica, es empujado contra el pavimento, logrando una enorme estabilidad direccional y mejorando el comportamiento en línea recta. Generar suficiente fuerza descendente a altas velocidades y, al mismo tiempo, mantener una baja resistencia al aire para consumir la menor cantidad posible de combustible es el objetivo que se fijan los expertos en aerodinámica del Centro de Desarrollo de Weissach.

Se trata de un auténtico desafío, ya que hasta el mínimo cambio en el contorno exterior del vehículo puede influir tanto en la resistencia del aire como en las fuerzas descendentes. Por eso, cada nueva variante de un modelo debe ser ensayada en el túnel de viento. «Se trata sobre todo de lograr precisión», explica Hauke Stumpf. Como Director de Ensayos, es responsable, junto con su equipo, del túnel de viento inaugurado en la primavera de 2015. «Hemos de poder captar fuerzas de un newton». Un newton es la fuerza de peso que ejerce sobre la balanza una masa de apenas 100 gramos, es decir, prácticamente nada en un coche de aproximadamente 1,5 toneladas que se mueve a 300 km/h, con lo que se suman el peso del vehículo y las fuerzas aerodinámicas descendentes.

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El 911 Turbo Cabriolet en el llamado Pleno. El vehículo está situado sobre un sistema de cinco cintas

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El motor del ventilador tiene una potencia propulsora de 7.000 kW

Esto ya lo hacía bastante bien el anterior túnel de viento, que había sido construido a mediados de los ochenta. Sin embargo, los ingenieros de Porsche nunca se conforman con hacer algo «bastante bien». Por eso, la empresa invirtió en la construcción de un nuevo túnel capaz de hacer todo mejor. «Ahora, nuestras mediciones se acercan mucho más a la realidad de la carretera», dice Stumpf. Eso se debe sobre todo a una cosa: mientras que en el túnel antiguo los prototipos estaban parados, ahora están en movimiento. Tampoco es que se muevan realmente, pues el vehículo está inmovilizado y lo que se desplaza es un sistema de cinta situado debajo que también alcanza los 300 km/h. Este sistema simula el movimiento del automóvil en relación con la carretera, lo que es importante, porque solo así es posible simular con realismo la corriente de aire que pasa por debajo del vehículo. Si el suelo del túnel de viento no se moviera, se formaría una capa límite de un grosor nada desdeñable. Es decir, que el aire fluiría más despacio cerca del suelo, hasta incluso detenerse, justo en la superficie inmóvil del suelo del túnel. Sin embargo, es precisamente aquí, en la zona de los bajos del vehículo y en las cajas de las ruedas, donde todavía existe un considerable potencial para mejorar la eficiencia y la estabilidad de conducción mediante la aerodinámica.

El sistema de cinta con báscula constituye el corazón del nuevo túnel de viento. Además, como particularidad, los ingenieros de ensayos de Weissach pueden elegir entre dos sistemas de cinta distintos. En uno de ellos el sistema de cinco cintas cada rueda descansa sobre su propia cinta de acero, y en el centro, bajo el suelo del vehículo, se mueve una cinta grande. «Eso nos permite medir con especial exactitud», explica Stumpf. El sistema de una cinta, como su propio nombre indica, consta de una sola cinta de acero que se mueve por debajo del vehículo ensayado. Este sistema es el que más se acerca a la realidad, lo que en muchas comprobaciones supone una gran ventaja, pero proporciona resultados un poco menos exactos. Siguiendo el lema de «dos mejor que uno», Porsche ha optado por combinar ambos principios de medición en una misma instalación. Los sistemas de cinta, que pesan más de 20 toneladas, se pueden cambiar en unas pocas horas mediante una grúa de carga industrial.

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Con ayuda de numerosos micrófonos, también se pueden realizar mediciones acústicas

Pero además, estos sistemas desempeñan otra tarea decisiva: permiten medir las fuerzas con las que el viento incide sobre el vehículo, ya que están conectados a una báscula de precisión colocada sobre una base propia. Con ella se miden los cambios mínimos de las fuerzas eólicas sobre el vehículo, así como la distribución de las mismas por encima las ruedas. A partir de esas mediciones, los ingenieros pueden calcular la resistencia del aire y las fuerzas ascendentes y descendentes que actúan sobre los ejes delantero y trasero.

El viento artificial se genera mediante un ventilador de gran tamaño con palas de carbono cuyo diámetro es de aproximadamente ocho metros. La potencia propulsora máxima generada por un motor eléctrico del tamaño de un microbús es de unos siete megavatios, lo que equivale a 9.300 CV. A pesar de ello, en el nuevo túnel reina la tranquilidad: a 200 km/h, la instalación es mucho más silenciosa que su predecesora. Gracias a ello, ahora en Weissach también se pueden realizar mediciones acústicas que antes había que encargar a proveedores externos. La finalidad de las mismas no es tanto determinar el nivel de ruido absoluto, sino realizar minuciosas averiguaciones detectivescas: ¿cómo influye en el sonido, por ejemplo, el contorno de un determinado espejo o una nueva junta en las puertas? Para ello se orientan varios cientos de micrófonos hacia el vehículo colocado sobre el tramo de medición de manera que el ordenador muestre en tres dimensiones la propagación del sonido desde el vehículo.

A partir de ahora, muchas de las mediciones, como las que permiten averiguar la resistencia del aire, también se efectuarán a la velocidad de 130 km/h habitual en las autopistas. Sin embargo, es importante poder generar velocidades de viento mucho mayores, por ejemplo para ensayar la resistencia de las estructuras o para desarrollar coches de carreras. Respetar los límites que fija el reglamento y aun así lograr una pequeña ventaja competitiva gracias a una aerodinámica inteligente es una de las virtudes clásicas de Porsche. Así, por ejemplo, todos los coches para carreras de resistencia fabricados en décadas pasadas desde el legendario 956 hasta el actual 919 Hybrid se distinguen sin excepción por una buena fuerza descendente.

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Por delante del automóvil, el túnel aerodinámico se estrecha. Gracias a ello, el aire alcanza velocidades de hasta 300 km/h

El nuevo túnel de viento de Weissach no es una construcción aislada, sino que está integrada en un complejo de edificios junto con el departamento de diseño, los talleres y el área de desarrollo aerodinámico. Esto tiene una finalidad, tal como confirma Stumpf: «Esta cercanía permite a los ingenieros de desarrollo aerodinámico ensayar diseños conceptuales con mucha rapidez y la máxima confidencialidad». En Porsche, la belleza en las formas debe ser compatible con una aerodinámica favorable. «La proximidad favorece la interacción de diversas disciplinas, no solo desde un punto de vista técnico, sino también humano».

Aproximadamente cuatro años transcurrieron desde que la Junta Directiva tomó la decisión hasta que el nuevo túnel de viento entró en funcionamiento. Aunque lo parezca, no es tanto tiempo. Al fin y al cabo, casi todos los componentes son piezas de fabricación especial que solo unos pocos proveedores en todo el mundo pueden ofrecer. Además, una vez terminado el túnel, hubo que probarlo y ajustarlo con exactitud. «De la misma manera que se afina un instrumento antes del concierto, hay que preparar un túnel de viento para su tarea», explica Stumpf. Un equipo de expertos ensayó durante semanas, por ejemplo, la distribución de la corriente de aire en el tramo de medición. Y es que, para obtener resultados aprovechables, en el recinto, cuya sección transversal supera los 22 m2, la velocidad del viento debe fluctuar menos de un 1%. «Estamos claramente por debajo», afirma Stumpf.

Sin duda, es mucho el despliegue a cuenta del viento, pero merece la pena: la misión de los especialistas del túnel de viento se considera cumplida si el siguiente modelo que sale a las calles consume un poco menos, si el primer coche que ve la bandera de cuadros blanquinegros de la meta es un Porsche, o si el siguiente Turbo rueda un poco más rápido por el bucle norte del Nürburgring.

Texto Johannes Winterhagen
Fotografía Rafael Krötz