Como ya comenté en dos entradas anteriores (esta y esta), estoy diseñando una carrocería para camiones lo más aerodinámica posible, para de esa forma bajar el consumo de los mismos. Todavía no entiendo porqué hacen los camiones tan poco aerodinámicos, cuando practicamente la mitad del consumo de un camión de largas distancias es debido a la resistencia aerodinámica:
Los camiones actualmente ofrecen coeficientes de resistencia aerodinámica demasiado altos (Cx de 0.70), generando muchas turbulencias a su paso (lo que puede desestabilizar a los conductores que vienen en dirección contraria) y aumentando el consumo considerablemente.
En esta gráfica realizada por la NASA podemos observar la gran relevancia que tiene la aerodinámica en el consumo de un camión. Observamos los consumos que arrojarían varios camiones con distinta aerodinámica a distintas velocidades:
En esta entrada voy a exponer los resultados del análisis en tunel de viento virtual (CFD) que ha sido llevado a cabo por un Ingeniero Senior en Aerodinámica (CFD y WTT ), que trabaja en una importante empresa Aeroespacial, quien desinteresadamente y de forma totalmente altruista (muchas gracias :) se ha ofrecido para realizar una simulación de mi diseño "Aero Camión 1", el cual es totalmente utópico, es decir, sería difícil de poder llevar a la práctica:
Esta geometría ha sido realizada en CATIA, un programa muy potente de diseño 3D muy utilizado en la industria aeroespacial y automotriz.
Aquí podemos ver algunas imágenes de la simulación (Draft significa borrador):
Ahora un video bastante ilustrativo:
La simulación se ha hecho de la mitad del camión para aprovechar la simetría y ahorrar tiempo de cálculo. No se ha tenido en cuenta el efecto suelo ni se han añadido las ruedas o los retrovisores a la simulación para simplificar. La malla utilizada es lo suficientemente fina como para obtener un resultado aproximado al real. No obstante, se debe tomar como eso, un resultado orientativo.
Por último voy a poner la opinión del Ingeniero Senior en Aerodinámica (CFD y WTT ), experto en la materia que puede arrojar algo de luz con respecto a este diseño:
"Como opinión, es difícil en un análisis tan rápido y sin haber comparado con otro para ver exactamente que diferencias y mejoras aporta este nuevo diseño.
Sin embargo, no parece haber desprendimientos sobre la superficie, lo cual generaría un aumento notable de la resistencia.
La parte frontal en forma de perfil reduce la superficie y mejora el gradiente de presiones que ves en las imágenes.
Donde están los Cps, verás la mancha roja delante, esa es una zona de baja velocidad y alta presión, esos cambios de presión causan resistencia, lo mismo pasa en la parte trasera en donde el flujo se desprende generando un flujo turbulento y de baja velocidad, esas zonas de alta presion ayudan a subir la resistencia.
Este diseño a priori, parece ser bastante idóneo para un camión de largo recorrido, tu ya puedes comparar de forma aproximada la resistencia de este modelo y compararlo con los qe ya existen y hasta estimar el consumo."
Es cierto que este diseño no se puede llevar a la práctica, es demasiado utópico. Quizás más de uno esté pensando ¿para que lo ha hecho entonces?
Un tal Eduardo Galeano escribió una vez:
"La utopía está en el horizonte. Camino dos pasos, ella se aleja dos pasos y el horizonte se corre diez pasos más allá.
¿Entonces para qué sirve la utopía?
Para eso, sirve para caminar"
Enhorabuena Abner!!
ResponderEliminarMuchas gracias Santiago.
ResponderEliminarEl diseño que hicimos tu y yo esta en camino ;)
Parece demasiado bueno para ser cierto.
ResponderEliminarTampoco es tan irreal. Los espejos son sustituibles con cámaras, las ruedas pueden carenarse (a excepción de las delanteras), la unión tractor-remolque sí va a ser un problema (¿algún dispositivo flexible que pase por fuera de la caja pero permita el giro?, la cabina podría tener esa forma.
Ahora bien, has dejado un túnel bajo la caja a todo lo largo del camión, y eso sí que colisiona frontalmente con la tecnología actual (¿qué hacemos con los ejes rígidos y los diferenciales?)
Es por ello que tengo otro diseño, más realista y convencional. Tiene cabeza tractora y remolque como los demás camiones. En mis anteriores entradas tengo alguna imagen del modelo (supuestamente tendría un Cx de 0,30)
ResponderEliminarPuedes verlo aqui:
http://elrincondeabner.blogspot.com/2010/03/aero-camion-casi-terminado.html
¿Por qué utilizar camiones para transportes de larga distancia? No tiene MUCHO más sentido el tren?
ResponderEliminarEn cualquier caso, cualquier mejora para mejorar la eficiencia de los vehículos es siempre bienvenida. Si te interesa el tema haz un poco de búsqueda por universidades suecas. Tienen algun proyecto de este tipo (real).
Otro factor que deberías tener en cuenta en tus diseños es el apartado de normativa. Los camiones tienen la forma que tienen por algo, y el motivo de que sean tan cuadrados es aprovechar la carga útil al máximo dentro de unas cotas establecidas.
Uno de los principales motivos de resistencia es la conexión tractora-caja, y aquí creo que sería relativamente sencillo "inventar" algo (practicidad al margen).
Es un tema interesante pero, ¿no nos deberíamos replantear el modelo?
Un saludo.
Agradezco mucho tus comentarios, miraré lo de la universidad sueca.
ResponderEliminarSi te fijas en entradas anteriores, he puesto algunos renders de un diseño mucho más práctico y realista, con el que espero conseguir un Cx cercano a 0,30 (lo que significaría una reducción de consumo del 33% con respecto a un Cx de 0,70)
El tren tiene mucho sentido, pero no soy yo el que controla el transporte de mercancias. De todas formas, para recorridos urbanos el tren es poco práctico, pues no hay suficientes vias. Para ello si que son necesarios camiones de reparto de tamaño medio (a los que tambien se pueden aplicar estas mejoras)
Saludos
Los chicos de MAN también están trabajando en la aerodinámica de las cabezas tractoras, y aseguran alcanzar un ahorro del 25% nada menos.
ResponderEliminarhttp://blogs.terra.es/blogs/extreme/pages/man-concept-s-el-cami-243-n-aerodin-225-mico.aspx
Buenos días,
ResponderEliminarEl trabajo de estos chicos de iveco contiene ideas aplicables a tu diseño.
http://www.ansys.com/industries/automotive/TPL9796.pdf
Aquí, para poder hacer un diseño que sea compatible con las operaciones de carga/descarga y la maniobrabilidad del camión en la conexión cabeza-remolque usan sistemas hinchables.
saludos
Muchas gracias por el enlace, me va a ser muy útil pues tiene mucha información y datos.
ResponderEliminarEfectivamente los sistemas hinchables son una opción para aquellas zonas donde una chapa rígida puede causar problemas
Saludos
Hola, Abner.
ResponderEliminarQuiero usar alguna de tus figuras para un libro que estoy escribiendo, y quiero pedirte permiso antes. No veo tu e-mail por ningún sitio, así que ésta es la mejor manera que he encontrado de ponerme en contacto contigo. Muchas gracias.
Hola, me gustaría saber de que va el libro, y porque tengo el honor de aparecer en él (o al menos algunas de mis creaciones)
ResponderEliminarSi es para temas didacticos, puedes poner algunas imágenes de la simulación CFD siempre y cuando se deje claro quien es el autor (el menda claro) y si es posible un enlace web a la fuente. Dejar claro que la simulación la he hecho gracias a la ayuda de un ingeniero aeronáutico que trabaja actualmente para una importante empresa del mundo de la aeronáutica (en el blog esta la descripcion exacta que me dio él de si mismo).
En cuanto a los renderizados del prototipo realista (el que aparece en color verde) ya tendría que hablarlo. No me gustaría que se extendiera demasiado el diseño, por eso en el blog no puse demasiadas fotos
Bueno, saludos
Saludos, llevo un tiempo pensando en que se podria diseñar las aerodinamicas de los vehiculos pensando que se podria extraer potencia de ellas, por ejemplo en los camiones siempre se usa turbo mecanico y yo pienso que se podria hacer uno "natural" aprovechando el choque de aire, tendria que hacerse una parte del morro que en tuviera forma de embudo que se fuera deformando para captar la cantidad de aire optima en cada condicion de conduccion.
ResponderEliminarLa ventaja de este sistema es que no se deteriora y una vez lanzados se tiene presion instantanea disponible.
No tengo estudios, gracias por escucharme.
valentincorreo@gmail.com
P.D. ¿tengo una duda? cuando en un coche con turbo vamos a "punta de gas" ¿el turbo realmente trabaja?, si no fuera asi, este turbo "Natural" siempre trabaja y podria necesitarse menos combustible para la mezcla de ese instante de esfuerzo.
Saludos.
Si lo que estas pensando es en poner una especie de molino de viento en el vehículo, esto generaría mucha resistencia aerodinámica, y la energía que extraeriamos del viento no compensaría con la que perderíamos en forma de resistencia. Ahora bien, si lo que queremos es frenar, sí que podemos usar un sistema similar que capture la energía del movimiento. Lo que ocurre es que eso ya se hace en los vehículos híbridos y eléctricos con la llamada "frenada regenerativa", en la que el motor electrico pasa a funcionar como generador eléctrico, recargando las baterias ddel vehículo. Se calcula que un 30% de la energía cinética del vehículo se puede recuperar de forma práctica y con la tecnología actual, y si usamos supercondensadores y potentes motores eléctricos en las ruedas delanteras se podría como mucho recuperar el 60-70% de la energía.
ResponderEliminarLos turbos de los coches funcionan siempre, lo que ocurre es que no siempre funcionan a la misma velocidad. Si el motor esta muy revolucionado, los gases de escape mueven la turbina a elevadísimas velocidades, sin embargo cuando el motor esta a ralentí el turbo apenas gira y por eso parece que no esta actuando. Ademas de eso el turbo tiene una inercia que crea un retardo entre que pisamos el acelerador y el motor entrega toda su potencia, para eso se crearon los turbo de geometria variable, mucho mas avanzados.