Veinte años es mucho… 63

Desde el punto de vista del ingeniero, la in-dustria del automóvil no resulta menos atracti-va. Los sistemas productivos, los procesos dedesarrollo y comercialización, así como las es-trategias de las empresas, siguen siendo puntade lanza de la industria y objeto de multitudde publicaciones de referencia. Siendo habi-tualmente casos de estudio en las escuelas denegocio, alrededor de cien años después de laintroducción por Ford de la producción en ca-dena, y cincuenta después del sistema de pro-ducción de Toyota, la industria del automóvil semantiene en la cresta de la innovación.

En el presente artículo nos referiremos alautomóvil como producto, dando brochazosmás que pinceladas, para mostrar el progre-so en los últimos años y las perspectivas defuturo próximo. No se pretende en ningúncaso exhaustividad. Las más de cinco mil per-sonas que se coordinan para lanzar a la calleun nuevo coche saben que se podría escribirun monográfico de su oficio.

Como ejemplo, el autor del artículo traba-jó durante años en el equipo encargado deeliminar el ruido del compresor de aire acon-dicionado dentro del habitáculo y de minimi-zar el ruido del ventilador del climatizador.Los estudios del sonido (que ya no ruido) alcierre de las puertas es el caso paradigmáti-co de la especialización que alcanza el traba-jo en la ingeniería automóvil.

Para ilustrar el avance del automóvil estosúltimos años, tomaremos el vehículo más

vendido en España estos últimos años y mi-raremos hacia su precursor 20 años atrás.

VersionesLos comparativos de la Tabla 1 están he-

chos entre los vehículos del segmento me-dio (M) más vendidos en España en 2007 ysu familia antecesora hace 20 años.

Desde el principio de esta comparativa ve-mos un síntoma importante de comporta-miento de mercado maduro: la explosión dela oferta de productos (número de carroce-rías sobre la misma plataforma), el procesode segmentación y la diferenciación respon-de a la necesidad de dar respuestas concre-tas a unos clientes que sienten unas necesi-dades específicas.

El porcentaje del segmento intermedio ape-nas ha crecido en Europa: pero si bien las berli-nas de 3 y 5 puertas continúan siendo aproxi-madamente el 50% de dicho segmento, losmonovolúmenes compactos (en el mercadodesde 1996) son ya la tercera parte del mismo.De la misma manera se produce una fragmen-tación de todos los segmentos clásicos y laaparición de “cross-overs” entre los segmentos.

Es lógico pensar que en el futuro la ten-dencia será la multiplicación del número deversiones o de modelos vendidos sobre lamisma plataforma o utilizando los mismosmódulos. Asimismo aumentará la posibilidadde personalización por el usuario de cadavez más aspectos del vehículo.

Veinte años es mucho…La industria del automóvil continúa siendo en muchos aspectos uno de los sectoresde actividad industrial más apasionantes y más cercanos para el gran público. Es co-rriente oír decir que una persona tiene más o menos “cultura del automóvil”, lasrevistas especializadas gozan de gran distribución, los foros de Internet se multipli-can e incluso el “tuning” es una afición en alza. Por supuesto que no es un fenóme-no nuevo: los niños de hoy en día siguen pensando en el coche de sus sueños.

Óscar Batuecas

Trabaja desde 1999 para la Dirección

de las Prestaciones Cliente en la Inge-

niería Vehículo de Renault. Ha trabajado

sobre las prestaciones acústicas de cli-

matización-ventilación y térmica (con-

fort térmico y refrigeración motor).

Comentarios a:

comentarios@icai.es

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Lejos queda ya la monocromía del Ford T,y la flexibilidad de los sistemas de concep-ción y producción actuales nos permitirándejarla aún más y más lejos.

Para comparar modelos se utilizarán la ca-rrocería monovolumen de 5 plazas actual yla antigua berlina de tres volúmenes. Esto noes casual: ambos vehículos encontraban granparte de sus clientes entre familias jóvenescon hijos.

Vehículo-prestacionesEn la Tabla 2 lo primero que destaca es la

gran diferencia de tamaño, y sobre todo depeso, que existe entre los vehículos. Para ha-cernos una idea, empleando materiales másligeros en zonas no estructurales (aluminio,magnesio, plástico…) y empleando acerosde muy alto límite elástico para las zonas deabsorción de energía, un Clío de hoy en díatiene una masa equiparable a la de un R25(alto de gama) de los años 80. Esto es debi-do a la multiplicación de equipamiento, perosobre todo a dos prestaciones: fundamental-mente a la seguridad pasiva y en menor me-dida la acústica. El silencio que se vive a bor-do de los vehículos actuales no es casualidad.

En cuanto a la aerodinámica, la necesidadde mayores espacios habitables hace que lamejora de coeficiente aerodinámico no com-pense el aumento de la superficie.

En cuanto a prestaciones, consumos y emi-siones, vemos que en el diésel hay un saltoimportante, que veremos un poco más endetalle cuando toquemos las mecánicas.

Si nos paramos en la dirección vemos unejemplo de una de las diferencias abismalesque existen entre estas generaciones: la elec-trónica. Un Mègane actual puede contar conhasta 23 calculadores repartidos en el habi-táculo (ver Figura 1).

Estos calculadores controlan funciones de se-guridad (choque, estabilidad, frenada, tracción,lámparas de xenón, presión de los neumáti-cos…), comodidad (climatización, arranque

por botón, mando manos libres, direcciónasistida, encendido automático de faros, ele-valunas automáticos, radio, navegador, cierreautomático de puertas…) así como elemen-tos básicos como el calculador motor, el anti-bloqueo o los datos del ordenador de a bor-do.

La electrónica de un vehículo medio en los80 se reducía a poco más que los circuitosimpresos del tablero de instrumentos. La po-tencia de los alternadores se ha más que du-plicado desde entonces.

Pero si tuviera que destacar sólo un avan-ce en estos últimos años yo me quedaría, sinninguna duda, con la seguridad, tanto pasivacomo activa.

El ejercicio de conducir en situaciones deadherencia limitada un coche con ayudaselectrónicas (ABS, ESP) y hacer lo mismodespués desconectándolas, es una experien-cia que marca. Para la inmensa mayoría delos clientes, que no somos conductores ex-pertos, el hecho de contar con estas ayudassupone en algunas circunstancias un segurode vida del que no se disponía hace veinteaños. Esto sería ya una razón suficiente paracambiar de vehículo. Elementos como elcontrol de velocidad, la vigilancia de la pre-sión de los neumáticos, la alerta de cambiode carril inciden en este crucial asunto.

Las distancias de frenado han mejoradosensiblemente y aparecen cada vez más sis-temas de seguridad activa. Además, en casode impacto, la probabilidad de supervivenciatambién ha aumentado sensiblemente: loscoches se diseñan estructuralmente para elchoque y se sacrifican otras prestaciones pa-ra una mejor respuesta al impacto: los airbagse multiplican a la vez que se mejoran ha-ciéndolos adaptativos (a la severidad delchoque, al tamaño y posición del ocupan-te…), los cinturones de seguridad tienenpretensores pirotécnicos y limitadores de es-fuerzo, las columnas de dirección y las peda-leras son retráctiles en caso de impacto, secrea una célula de supervivencia en caso deimpacto… Los vehículos actuales son tan fá-ciles de controlar y están tan llenos de ele-mentos de seguridad pasiva que puedenproporcionar demasiada autoconfianza a al-gunos conductores con el riesgo de llevarlesa un comportamiento irresponsable.

Lógicamente una de las principales causas deproblemas en los vehículos actuales es la elec-trónica. La fiabilidad/calidad es por varias cir-cunstancias la ambición fundamental de losconstructores: es prácticamente imposible tener

64 anales de mecánica y electricidad / enero-febrero 2008

1987 3 variantes 2 volúmenes: 3 y 5 puertas

3 volúmenes

2007 9 variantes 2 volúmenes: 3 y 5 puertas

3 volúmenes

2 volúmenes deportivos

familiar

coupé-cabriolet

monovolumen corto

monovolumen largo: 5 y 7 plazas

Tabla 1.Versiones

xx_20años 3/3/08 08:42 Página 64

una buena imagen de marca sin una buena fia-bilidad, y la imagen de marca determina a suvez los precios y la cuota de mercado. Ade-más, una industria en la que los márgenes semueven en torno al 5%, no puede permitirsegastos de garantía que penalizan enormemen-te la rentabilidad de la empresa.

MotorizacionesPor lo que se refiere a la arquitectura de

los vehículos, existe muy poca diferencia. Las

Veinte años es mucho… 65

Tabla 2. Características de los vehículos

Modelo 1987 Modelo 2007 Modelo 1987 Modelo 2007

DIÉSEL DIÉSEL GASOLINA GASOLINA

Masa 905 kg 1430 kg 895 kg 1.370 kg

SCx/Cx 0,68 m2 / 0,36 0,82 m2 / 0,33 0,68 m2 / 0,36 0,82 m2 / 0,33

norma A-70 norma A-70

90 km/h 5,2 l/100 km Mixto 6,0 l/100 km (Ce 93/116) 90 km/h 5,2 l/100 km Mixto 8,1 l/100 km (Ce 93/116)

Consumo 120 km/h 6,3 l/100 km 120 km/h 7 l/100 km 192 (g/km)

emisiones CO2 urbano 6,9 l/100 km urbano 8,8 l/100 km

ND 159 (g/km) ND

Aceleración 0-100 km/h 16 s 9,6 s 10,7 s 10,3 s

Dirección Dirección asistida hidráulica Dirección asistida variable eléctrica Dirección asistida hidráulica Dirección asistida variable eléctrica

Suspensión delantera Mc Pherson Pseudo McPherson con brazo inferior Mc Pherson Pseudo McPherson con brazo inferior

rectangular y barra estabilizadora rectangular y barra estabilizadora

Brazos tirados: eje semirígido con Eje flexible a puntos exteriorizados

Suspensión trasera Brazos tirados puntos de fijación exteriorizados Brazos tirados de fijación y dibujo programado

y deformación programada resortes helicoidales

ESP - Serie - Serie

Frenos delanteros Discos Discos ventilados (300 mm) Discos ventilados Discos ventilados (280 mm)

Frenos traseros Tambor Discos (280 mm) Tambor Discos (280 mm)

Servofreno Servofreno Servofreno

Ayudas al frenadoABS (Bosch 8.0) Servofreno ABS (Bosch 8.0)

Ayuda al frenado de emergencia Ayuda al frenado de emergencia

repartidor electrónico de frenada repartidor electrónico de frenada

Neumáticos 155 SR 13 205/60 HR 16 (op 205/55 HR 17) 175/70 SR 13 205/60 HR 16 (op 205/55 HR 17)

Velocidad máxia 146 km/h 192 km/h 177 km/h 195 km/h

Depósito 47 L 60 L 47 L 60 L

Cinturones de seguridad Estructura con estudio de Estructura con estudio de

delanteros, reposacabezas deformación y absorción Cinturones de seguridad deformación y absorción

Seguridad Pasivade energía. Cinturones de seguridad delanteros. Reposa de energía. Cinturones de seguridad

con pretensores y limitadores de cabezas con pretensores y limitadores de

esfuerzo. Reposacabezas adaptativo 8 esfuerzo. Reposacabezas adaptativo

airbags. Paddings en zonas de contacto 8 airbags. Paddings en zonas de contacto

Longitud 413 cm 426 cm 413 cm 426 cm

Anchura 165 cm 181 cm 165 cm 181 cm

Altura 140 cm 162 cm 140 cm 162 cm

Maletero 402 L 406 L a 1840 L 402 L 406 L a 1840 L

Climatización Opción R12 Climatizador automático R134A Opción R12 Climatizador automático R134A

Opción preinstalación Radio CD, Opción mp3 - i-pod Opción radiocassette Radio CD, Opción mp3 - i-pod

Audio de radio con antena Opción multimedia DVD Opción multimedia DVD

Opción halógenas H4 Halógenas Halógenas

Iluminación Opción antinieblas y Opción xenon Halógenas Opción xenon

marcha atrás LED traseros LED traseros

Precio base 996.000 Ptas. (1983) 22.830 € 1.200.000 Ptas. 24.280 €

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marcas clásicas de propulsión (generalmentelos antiguos especialistas) siguen optandopor la propulsión con motores longitudinalescomo elemento diferenciador y las marcasgeneralistas siguen optando por la traccióncon motores transversales (ver Tabla 3).

Sin embargo, sobre todo en diésel, a lasprestaciones les separa un mundo. Hace 20años este tipo de motores no llegaba al 10%de las ventas de vehículos nuevos. Hoy endía el motor diésel representa aproximada-mente dos terceras partes del mercado. Laevolución es de ser prácticamente nichos demercado en algunos segmentos, a convertir-se en el corazón de la gama de prácticamen-te todos ellos.Todo en menos de 15 años.

Para ilustrar el gran camino recorridopor los motores en estos veinte años apro-vecharé la circunstancia de la permanenciade la misma familia de motores en los vehí-culos durante estos veinte años. En las ta-blas siguientes encontramos algunas de sus

características técnicas, donde se muestraque la evolución sufrida por los motores ha-ce que poco se parezcan entre sí.

Diésel:Como se observa en la Tabla 4, gran parte

de la revolución diésel en Europa viene dadapor el salto tecnológico brutal que se haproducido en estos años.

El hecho más remarcable es el desarrollode nuevos sistemas de inyección y de con-trol de la inyección, sobre todo el commonrail. La utilización de estos sistemas, unidos aturbocompresores más potentes y sobre to-do más adaptables a los requerimientos delmotor, dan como resultado un producto to-talmente distinto para el cliente.

La potencia específica de los motores dié-sel está en escalada constante, siendo actual-mente ya más del doble de la que tenían losmotores de los años 80. Por supuesto no essólo una cuestión de potencia. La respuestaa bajo régimen de los motores diésel actua-les superan a muchos deportivos de no hacemucho tiempo. La agradabilidad de conduc-ción y la respuesta al acelerador desde bajasvueltas (la curva de potencia más plana) hacreado un sector de clientes adeptos al dié-sel más allá de criterios económicos.

Pero, para terminar de imponerse, el diéseldebía de solucionar dos problemas recurren-tes:1. El primero era la acústica: la combinación

de acciones en el motor –como la correctacalibración de la inyección y una rigidizaciónestructural– con soluciones en el vehículo–como son un buen estudio y aislamientode contribuciones y vías de paso al interiordel habitáculo, actualmente en vehículos di-señados estructuralmente para el silencio–hacen posible tener diésel casi al nivel de lagasolina. Cada vez es más difícil encontrardiésel con el viejo sonido a camioneta otractor, y ya es posible encontrar diésel enlos cuales es difícil descubrirlo al oído des-de el interior. Pongamos como ejemplo lapresencia de diésel en versiones descapo-tables, que hace veinte años era una abe-rración mientras hoy es normal.

2. El otro problema de los diésel era la con-taminación, sobre todo las partículas emiti-das, pero el mejor estudio de la combus-tión dentro de los cilindros y el correctotratamiento de los gases de escape, cuyaúltima evolución es la trampa de partículasen el escape, permiten a los diésel respe-tar las cada vez más severas normas anti-polución.

66 anales de mecánica y electricidad / enero-febrero 2008

Modelo 1987 Modelo 2000

4 cilindros en línea transversal 4 cilindros en línea transversal

delantero, refrigeración por líquido delantero, refrigeración por líquido

Tracción delantera Tracción delantera

Gasolina: Gasolina:

De 1108 cm3 - 35 kW 1390 cm3 - 72 kW

Motorizaciones1237 cm3 - 40 kW 1598 cm3 - 82 kW

1397 cm3 - 49 kW atmosférico 1998 cm2 - 98,5 kW atmosférico

- 120 kW turbo

1721 cm3 - 69kW

Diésel: Diésel:

1595 cm2 - 40 kW 1461 cm3 - 63 kW a 78 kW

1870 cm3 - 81 kW a 96 kW

1995 cm3 - 110 kW

Tabla 3. Gama de motores

Modelo 1987 Modelo 2007

AlimentaciónInyección indirecta, bomba mecánica Inyección directa, Common rail

(1600bar)

Sobrealimentación -Turbo a geometría variable (2,5 bar) +intercooler

Cilindrada 1595 cc 1870 cc

Compresión 22.5 17

Potencia 55 CV a 4800 rpm (34,4 CV/l) 130 CV a 4000 rpm (68,4 CV/l)

Par 10.4 mkg a 2250 rpm 30.6 mkg a 2000 rpm

Caja de cambiosJB1-007 Manual 5 marchas

NDO-002 Manual 6 marchasDP0 Automática 4 marchas

V a 1000 rpm(5ª) 40,31 km/h

Manual (6ª) 51,19 km/hAutomática (4ª) 46,39 km/h

Anticontaminación No Euro 4

Catalizador No Si + filtro de partículas

Tabla 4. Motores diésel

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En la otra cara de la baraja el motor diéselse ha convertido en una máquina extrema-damente compleja y cara. El viejo diésel ro-busto y eterno es ahora mucho más eficien-te (lo es tanto que, funcionando en sus zonasde máxima eficiencia, no proporciona sufi-cientes calorías al agua como para una co-rrecta calefacción del vehículo) pero es mu-cho más sensible al mantenimiento y a lacalidad de lubricantes y combustible.

Gasolina:La revolución aparente en los motores de

gasolina es mucho menos evidente que enlos diésel. En gasolina es indudable que unpequeño motor de hoy en día (por ejemploun 1,2l o un 1,4l) proporciona al cliente pres-taciones similares a las de un 1,8l o 2l de ha-ce veinte años, pero el reflejo de los avancesen la alimentación (4 válvulas por cilindro), lainyección (electrónica) o el control de losavances de válvulas e ignición quedan muchomás patentes en dos parámetros: consumo yantipolución.

Prestación climatizaciónComo ejemplo de que cada pieza y compo-

nente de los vehículos está en constante evo-lución y al ser imposible extenderse sobre to-das las prestaciones del vehículo podemoshacer zoom sobre la climatización del vehículo:

El aire acondicionado en países como Es-paña ha pasado de ser una opción que sefacturaba a los clientes, a una prestación debase sin la cual no se venden prácticamentelos vehículos.

El principio de producción de frío se hamantenido inalterado:• Un compresor volumétrico (generalmentede pistones) es accionado, a través de la co-rrea de accesorios por el motor.• El gas refrigerante es subenfriado en elcondensador que se sitúa en el frontal delvehículo, delante del radiador.• Una botella acumuladora se encarga deasegurar la presencia de suficiente fluido re-frigerante así como de la deshumidificacióndel bucle.• Un tubo de aluminio (acero antiguamen-te) conduce el líquido hasta la válvula de ex-pansión. La tecnología más empleada es laválvula de expansión termostática que abreo cierra más en función de la presión y tem-peratura del gas a la salida del evaporadorcon el objetivo de mantener ahí un pequeñosobrecalentamiento positivo.• El evaporador enfría todo el aire que esimpulsado por el ventilador y posteriormente

una pala de mezcla se encarga de derivarparte de este aire al radiador con el objetode obtener la temperatura requerida por elcliente.• Un tubo de aluminio se encarga de retor-nar el gas al compresor.

Varias evoluciones hacen que los bucles deaire acondicionado de hoy en día no se pa-rezcan a los de hace veinte años.1. La primera de todas es debida a las nor-mativas medioambientales.

A principio de los años noventa se produ-jo la sustitución del R12 (CFC) por el R134a(HCFC), debido al potencial de destrucciónde la capa de ozono de los CFC.

La sustitución por el R134a tuvo impactos:a nivel de prestaciones térmicas (fluido me-nos eficiente), presiones de funcionamientomás elevadas (ruido), necesidad de utiliza-ción de aceites sintéticos para la lubricacióndel compresor y necesidad de mejora de laestanqueidad de los bucles, ya que la molé-cula es de menor tamaño.

Sin embargo, esta sustitución sólo solucio-nó parte del problema de emisiones ya queel R134A (cada vehículo cuenta con aproxi-madamente 600g de R134a) tiene un GWP(Global Warming Potential) de 1410 siendola referencia la molécula de CO2. En su afánde lucha contra el efecto invernadero la le-gislación europea prohibirá para los nuevosmodelos a par tir de 2011 la utilización derefrigerantes con GWP>150.

Actualmente los constructores y provee-dores trabajan para alcanzar el objetivo, lasalternativas propuestas son varias:• El R744 (CO2) posee la ventaja de ser unfluido natural con GWP 1, evidentemente, sinproblemas de toxicidad en las concentracionesposibles, no inflamable y sumamente barato…Sin embargo posee desventajas: en cuanto aeficiencia: tanto, que es posible que para utiliza-ciones en países cálidos del sur de Europa, elimpacto del sobreconsumo sobre el efecto in-vernadero en el ciclo de vida del vehículo seamayor que el impacto de reducción de GWPal sustituir el R134a. Las presiones de funciona-miento exigen también una reconcepción detodos los elementos del bucle que deben deser más rígidas (problema para la acústica declimatización y vía de paso de vibraciones mo-tor).También es necesaria la introducción denuevos intercambiadores de calor lo que con-sume espacio en el vano motor. Debido a loanterior es también a nivel de precio una alter-nativa extremadamente cara. Aún así, es hoyen día una de las opciones más probables ya

Veinte años es mucho… 67

xx_20años 3/3/08 08:42 Página 67

que resolvería el problema de fluidos refrige-rantes definitivamente. Los fabricantes alema-nes se declaran abiertamente hacia esta solu-ción y organizaciones no gubernamentalesintentan presionar a los fabricantes alegandosu carácter de fluido natural.• Fluidos de sustitución: el objetivo de lasempresas químicas es obtener un fluido que,cumpliendo la normativa, permita hacer unasustitución (drop-in) directamente sobre elcircuito actual sin realizar grandes modifica-ciones del sistema. La empresa dueña de lapatente obtendría jugosos beneficios. Múlti-ples propuestas han sido realizadas y optimi-zadas entre los constructores, los proveedo-res y las empresas químicas.Algunos de estosfluidos puede demostrar que no son tóxicosni inflamables, y que son eficientes térmica yacústicamente. El precio fijado por las em-presas dueñas de las patentes debe de sermuy competitivo para los fabricantes y aúnasí, al ser fluidos de síntesis química conGWP>1 podrían no ser el fluido elegido, yaque se podría mantener la incertidumbre dela temporalidad y la presión social para sueliminación.• Existen también otras alternativas con flui-dos inflamables lo cual exige la presencia deun circuito secundario en el interior del habi-táculo ya que no es admisible su presencia allí.

Dado los periodos de desarrollo de losvehículos, la decisión definitiva no debe de-morarse más de 2008 si se quiere evitar te-ner que desarrollar alternativas en paralelopara los vehículos de 2011.2. La otra gran evolución del bucle de aireacondicionado viene del control del siste-ma:• Actualmente la opción es climatizaciónregulada (monozona, bizona, trizona…..) o

manual. Los sensores de temperatura interiory exterior e insolación permiten al calculadorgestionar la climatización de manera automá-tica intentando adaptarse a las preferencias delos clientes. Sin embargo, estudios de campomuestran claramente varios tipos de clientespor lo que la tendencia actual en los nuevosmodelos es la introducción de la personaliza-ción en la climatización automática permitien-do al cliente elegir la “agresividad” del sistema.• El elemento que más ha evolucionado esel compresor, actualmente en Europa, y conexcepciones, se ha pasado de compresoresde cilindrada fija a cilindrada variable por loque el bucle de aire acondicionado ha pasa-do de ser un sistema de todo/nada a un siste-ma que se adapta a las necesidades de cargatérmica. Una válvula hidráulica o electrónicapermite a los compresores de pistones va-riar la inclinación del plato y cambiar su cilin-drada. La evolución más radical del conceptoson los compresores cuyo plato se pone a90º del eje de giro lo que les permite pres-cindir del embrague (-2kg). En la práctica es-to no es tan sencillo ya que hay que contra-rrestar inercias y evitar “daños colaterales” sise gripa el compresor.

Las ventajas de disponer de un sistemaprogresivo son varias entre ellas destacan:• la disminución de los tirones y el ruido enlas entradas y salidas del compresor• aumentar la eficiencia del sistema al no te-ner que calentar el aire sobreenfriado• posibilidad de eliminar la sonda de heladodel evaporador.

La adopción de motorizaciones híbridas oeléctricas puras y también la de sistemas de“Stop&Start” durante las paradas de los ve-hículos hace que sea necesario la adopciónde mecanismos de acumulación de frío o decompresores desvinculados del motor tér-mico, ya que un cliente no aceptará quedar-se sin climatización en mitad del atasco enverano. El hecho de introducir compresoreseléctricos posibilitaría el control del caudalde refrigerante a través del régimen de girodel compresor con pequeños compresoresde cilindrada fija. Debido a las potencias re-queridas por un compresor de climatización(hasta unos 10kW) se necesitan redes eléc-tricas en el coche distintas a la de 12V de lasbaterías actuales, por lo que hoy en día (uni-do al peso y coste de esta solución) no esuna solución aplicada en vehículos.

Como se ve el vehículo es un productocon más de 100 años pero que no deja deevolucionar en cada uno de sus detalles.

Modelo 1987 Modelo 2007

Alimentación Carburador doble cuerpo Inyección indirecta multipunto

Distribución Árbol de levas en culata Doble árbol de levas en culata

Cilindrada 1721 cc 1998 cc

Compresión 10.0 9.8

Potencia 90 CV à 5500 tr/min (53CV/l) 135 CV à 5500 tr/min (61,5 CV/l)

Par 14.1 mkg a 3500 tr/min 19.5 mkg à 3750 tr/min

Caja de cambios JB1-007 Manual 5 marchasNDO-015 Manual 6 marchas

DP0 Automática 4 marchas

V a 1000 rpm (5ª) 37,11 km/hManual (6ª) 37,33 km/h

Automática (4ª) 35,79 km/h

Anticontaminación No Euro 4

Catalizador No Si + filtro de partículas

Tabla 5. Motores gasolina

68 anales de mecánica y electricidad / enero-febrero 2008

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Veinte años es mucho… 63

Desde el punto de vista del ingeniero, la in-dustria del automóvil no resulta menos atracti-va. Los sistemas productivos, los procesos dedesarrollo y comercialización, así como las es-trategias de las empresas, siguen siendo puntade lanza de la industria y objeto de multitudde publicaciones de referencia. Siendo habi-tualmente casos de estudio en las escuelas denegocio, alrededor de cien años después de laintroducción por Ford de la producción en ca-dena, y cincuenta después del sistema de pro-ducción de Toyota, la industria del automóvil semantiene en la cresta de la innovación.

En el presente artículo nos referiremos alautomóvil como producto, dando brochazosmás que pinceladas, para mostrar el progre-so en los últimos años y las perspectivas defuturo próximo. No se pretende en ningúncaso exhaustividad. Las más de cinco mil per-sonas que se coordinan para lanzar a la calleun nuevo coche saben que se podría escribirun monográfico de su oficio.

Como ejemplo, el autor del artículo traba-jó durante años en el equipo encargado deeliminar el ruido del compresor de aire acon-dicionado dentro del habitáculo y de minimi-zar el ruido del ventilador del climatizador.Los estudios del sonido (que ya no ruido) alcierre de las puertas es el caso paradigmáti-co de la especialización que alcanza el traba-jo en la ingeniería automóvil.

Para ilustrar el avance del automóvil estosúltimos años, tomaremos el vehículo más

vendido en España estos últimos años y mi-raremos hacia su precursor 20 años atrás.

VersionesLos comparativos de la Tabla 1 están he-

chos entre los vehículos del segmento me-dio (M) más vendidos en España en 2007 ysu familia antecesora hace 20 años.

Desde el principio de esta comparativa ve-mos un síntoma importante de comporta-miento de mercado maduro: la explosión dela oferta de productos (número de carroce-rías sobre la misma plataforma), el procesode segmentación y la diferenciación respon-de a la necesidad de dar respuestas concre-tas a unos clientes que sienten unas necesi-dades específicas.

El porcentaje del segmento intermedio ape-nas ha crecido en Europa: pero si bien las berli-nas de 3 y 5 puertas continúan siendo aproxi-madamente el 50% de dicho segmento, losmonovolúmenes compactos (en el mercadodesde 1996) son ya la tercera parte del mismo.De la misma manera se produce una fragmen-tación de todos los segmentos clásicos y laaparición de “cross-overs” entre los segmentos.

Es lógico pensar que en el futuro la ten-dencia será la multiplicación del número deversiones o de modelos vendidos sobre lamisma plataforma o utilizando los mismosmódulos. Asimismo aumentará la posibilidadde personalización por el usuario de cadavez más aspectos del vehículo.

Veinte años es mucho…La industria del automóvil continúa siendo en muchos aspectos uno de los sectoresde actividad industrial más apasionantes y más cercanos para el gran público. Es co-rriente oír decir que una persona tiene más o menos “cultura del automóvil”, lasrevistas especializadas gozan de gran distribución, los foros de Internet se multipli-can e incluso el “tuning” es una afición en alza. Por supuesto que no es un fenóme-no nuevo: los niños de hoy en día siguen pensando en el coche de sus sueños.

Óscar Batuecas

Trabaja desde 1999 para la Dirección

de las Prestaciones Cliente en la Inge-

niería Vehículo de Renault. Ha trabajado

sobre las prestaciones acústicas de cli-

matización-ventilación y térmica (con-

fort térmico y refrigeración motor).

Comentarios a:

comentarios@icai.es

xx_20años 3/3/08 08:42 Página 63

Lejos queda ya la monocromía del Ford T,y la flexibilidad de los sistemas de concep-ción y producción actuales nos permitirándejarla aún más y más lejos.

Para comparar modelos se utilizarán la ca-rrocería monovolumen de 5 plazas actual yla antigua berlina de tres volúmenes. Esto noes casual: ambos vehículos encontraban granparte de sus clientes entre familias jóvenescon hijos.

Vehículo-prestacionesEn la Tabla 2 lo primero que destaca es la

gran diferencia de tamaño, y sobre todo depeso, que existe entre los vehículos. Para ha-cernos una idea, empleando materiales másligeros en zonas no estructurales (aluminio,magnesio, plástico…) y empleando acerosde muy alto límite elástico para las zonas deabsorción de energía, un Clío de hoy en díatiene una masa equiparable a la de un R25(alto de gama) de los años 80. Esto es debi-do a la multiplicación de equipamiento, perosobre todo a dos prestaciones: fundamental-mente a la seguridad pasiva y en menor me-dida la acústica. El silencio que se vive a bor-do de los vehículos actuales no es casualidad.

En cuanto a la aerodinámica, la necesidadde mayores espacios habitables hace que lamejora de coeficiente aerodinámico no com-pense el aumento de la superficie.

En cuanto a prestaciones, consumos y emi-siones, vemos que en el diésel hay un saltoimportante, que veremos un poco más endetalle cuando toquemos las mecánicas.

Si nos paramos en la dirección vemos unejemplo de una de las diferencias abismalesque existen entre estas generaciones: la elec-trónica. Un Mègane actual puede contar conhasta 23 calculadores repartidos en el habi-táculo (ver Figura 1).

Estos calculadores controlan funciones de se-guridad (choque, estabilidad, frenada, tracción,lámparas de xenón, presión de los neumáti-cos…), comodidad (climatización, arranque

por botón, mando manos libres, direcciónasistida, encendido automático de faros, ele-valunas automáticos, radio, navegador, cierreautomático de puertas…) así como elemen-tos básicos como el calculador motor, el anti-bloqueo o los datos del ordenador de a bor-do.

La electrónica de un vehículo medio en los80 se reducía a poco más que los circuitosimpresos del tablero de instrumentos. La po-tencia de los alternadores se ha más que du-plicado desde entonces.

Pero si tuviera que destacar sólo un avan-ce en estos últimos años yo me quedaría, sinninguna duda, con la seguridad, tanto pasivacomo activa.

El ejercicio de conducir en situaciones deadherencia limitada un coche con ayudaselectrónicas (ABS, ESP) y hacer lo mismodespués desconectándolas, es una experien-cia que marca. Para la inmensa mayoría delos clientes, que no somos conductores ex-pertos, el hecho de contar con estas ayudassupone en algunas circunstancias un segurode vida del que no se disponía hace veinteaños. Esto sería ya una razón suficiente paracambiar de vehículo. Elementos como elcontrol de velocidad, la vigilancia de la pre-sión de los neumáticos, la alerta de cambiode carril inciden en este crucial asunto.

Las distancias de frenado han mejoradosensiblemente y aparecen cada vez más sis-temas de seguridad activa. Además, en casode impacto, la probabilidad de supervivenciatambién ha aumentado sensiblemente: loscoches se diseñan estructuralmente para elchoque y se sacrifican otras prestaciones pa-ra una mejor respuesta al impacto: los airbagse multiplican a la vez que se mejoran ha-ciéndolos adaptativos (a la severidad delchoque, al tamaño y posición del ocupan-te…), los cinturones de seguridad tienenpretensores pirotécnicos y limitadores de es-fuerzo, las columnas de dirección y las peda-leras son retráctiles en caso de impacto, secrea una célula de supervivencia en caso deimpacto… Los vehículos actuales son tan fá-ciles de controlar y están tan llenos de ele-mentos de seguridad pasiva que puedenproporcionar demasiada autoconfianza a al-gunos conductores con el riesgo de llevarlesa un comportamiento irresponsable.

Lógicamente una de las principales causas deproblemas en los vehículos actuales es la elec-trónica. La fiabilidad/calidad es por varias cir-cunstancias la ambición fundamental de losconstructores: es prácticamente imposible tener

64 anales de mecánica y electricidad / enero-febrero 2008

1987 3 variantes 2 volúmenes: 3 y 5 puertas

3 volúmenes

2007 9 variantes 2 volúmenes: 3 y 5 puertas

3 volúmenes

2 volúmenes deportivos

familiar

coupé-cabriolet

monovolumen corto

monovolumen largo: 5 y 7 plazas

Tabla 1.Versiones

xx_20años 3/3/08 08:42 Página 64

una buena imagen de marca sin una buena fia-bilidad, y la imagen de marca determina a suvez los precios y la cuota de mercado. Ade-más, una industria en la que los márgenes semueven en torno al 5%, no puede permitirsegastos de garantía que penalizan enormemen-te la rentabilidad de la empresa.

MotorizacionesPor lo que se refiere a la arquitectura de

los vehículos, existe muy poca diferencia. Las

Veinte años es mucho… 65

Tabla 2. Características de los vehículos

Modelo 1987 Modelo 2007 Modelo 1987 Modelo 2007

DIÉSEL DIÉSEL GASOLINA GASOLINA

Masa 905 kg 1430 kg 895 kg 1.370 kg

SCx/Cx 0,68 m2 / 0,36 0,82 m2 / 0,33 0,68 m2 / 0,36 0,82 m2 / 0,33

norma A-70 norma A-70

90 km/h 5,2 l/100 km Mixto 6,0 l/100 km (Ce 93/116) 90 km/h 5,2 l/100 km Mixto 8,1 l/100 km (Ce 93/116)

Consumo 120 km/h 6,3 l/100 km 120 km/h 7 l/100 km 192 (g/km)

emisiones CO2 urbano 6,9 l/100 km urbano 8,8 l/100 km

ND 159 (g/km) ND

Aceleración 0-100 km/h 16 s 9,6 s 10,7 s 10,3 s

Dirección Dirección asistida hidráulica Dirección asistida variable eléctrica Dirección asistida hidráulica Dirección asistida variable eléctrica

Suspensión delantera Mc Pherson Pseudo McPherson con brazo inferior Mc Pherson Pseudo McPherson con brazo inferior

rectangular y barra estabilizadora rectangular y barra estabilizadora

Brazos tirados: eje semirígido con Eje flexible a puntos exteriorizados

Suspensión trasera Brazos tirados puntos de fijación exteriorizados Brazos tirados de fijación y dibujo programado

y deformación programada resortes helicoidales

ESP - Serie - Serie

Frenos delanteros Discos Discos ventilados (300 mm) Discos ventilados Discos ventilados (280 mm)

Frenos traseros Tambor Discos (280 mm) Tambor Discos (280 mm)

Servofreno Servofreno Servofreno

Ayudas al frenadoABS (Bosch 8.0) Servofreno ABS (Bosch 8.0)

Ayuda al frenado de emergencia Ayuda al frenado de emergencia

repartidor electrónico de frenada repartidor electrónico de frenada

Neumáticos 155 SR 13 205/60 HR 16 (op 205/55 HR 17) 175/70 SR 13 205/60 HR 16 (op 205/55 HR 17)

Velocidad máxia 146 km/h 192 km/h 177 km/h 195 km/h

Depósito 47 L 60 L 47 L 60 L

Cinturones de seguridad Estructura con estudio de Estructura con estudio de

delanteros, reposacabezas deformación y absorción Cinturones de seguridad deformación y absorción

Seguridad Pasivade energía. Cinturones de seguridad delanteros. Reposa de energía. Cinturones de seguridad

con pretensores y limitadores de cabezas con pretensores y limitadores de

esfuerzo. Reposacabezas adaptativo 8 esfuerzo. Reposacabezas adaptativo

airbags. Paddings en zonas de contacto 8 airbags. Paddings en zonas de contacto

Longitud 413 cm 426 cm 413 cm 426 cm

Anchura 165 cm 181 cm 165 cm 181 cm

Altura 140 cm 162 cm 140 cm 162 cm

Maletero 402 L 406 L a 1840 L 402 L 406 L a 1840 L

Climatización Opción R12 Climatizador automático R134A Opción R12 Climatizador automático R134A

Opción preinstalación Radio CD, Opción mp3 - i-pod Opción radiocassette Radio CD, Opción mp3 - i-pod

Audio de radio con antena Opción multimedia DVD Opción multimedia DVD

Opción halógenas H4 Halógenas Halógenas

Iluminación Opción antinieblas y Opción xenon Halógenas Opción xenon

marcha atrás LED traseros LED traseros

Precio base 996.000 Ptas. (1983) 22.830 € 1.200.000 Ptas. 24.280 €

xx_20años 3/3/08 08:42 Página 65

marcas clásicas de propulsión (generalmentelos antiguos especialistas) siguen optandopor la propulsión con motores longitudinalescomo elemento diferenciador y las marcasgeneralistas siguen optando por la traccióncon motores transversales (ver Tabla 3).

Sin embargo, sobre todo en diésel, a lasprestaciones les separa un mundo. Hace 20años este tipo de motores no llegaba al 10%de las ventas de vehículos nuevos. Hoy endía el motor diésel representa aproximada-mente dos terceras partes del mercado. Laevolución es de ser prácticamente nichos demercado en algunos segmentos, a convertir-se en el corazón de la gama de prácticamen-te todos ellos.Todo en menos de 15 años.

Para ilustrar el gran camino recorridopor los motores en estos veinte años apro-vecharé la circunstancia de la permanenciade la misma familia de motores en los vehí-culos durante estos veinte años. En las ta-blas siguientes encontramos algunas de sus

características técnicas, donde se muestraque la evolución sufrida por los motores ha-ce que poco se parezcan entre sí.

Diésel:Como se observa en la Tabla 4, gran parte

de la revolución diésel en Europa viene dadapor el salto tecnológico brutal que se haproducido en estos años.

El hecho más remarcable es el desarrollode nuevos sistemas de inyección y de con-trol de la inyección, sobre todo el commonrail. La utilización de estos sistemas, unidos aturbocompresores más potentes y sobre to-do más adaptables a los requerimientos delmotor, dan como resultado un producto to-talmente distinto para el cliente.

La potencia específica de los motores dié-sel está en escalada constante, siendo actual-mente ya más del doble de la que tenían losmotores de los años 80. Por supuesto no essólo una cuestión de potencia. La respuestaa bajo régimen de los motores diésel actua-les superan a muchos deportivos de no hacemucho tiempo. La agradabilidad de conduc-ción y la respuesta al acelerador desde bajasvueltas (la curva de potencia más plana) hacreado un sector de clientes adeptos al dié-sel más allá de criterios económicos.

Pero, para terminar de imponerse, el diéseldebía de solucionar dos problemas recurren-tes:1. El primero era la acústica: la combinación

de acciones en el motor –como la correctacalibración de la inyección y una rigidizaciónestructural– con soluciones en el vehículo–como son un buen estudio y aislamientode contribuciones y vías de paso al interiordel habitáculo, actualmente en vehículos di-señados estructuralmente para el silencio–hacen posible tener diésel casi al nivel de lagasolina. Cada vez es más difícil encontrardiésel con el viejo sonido a camioneta otractor, y ya es posible encontrar diésel enlos cuales es difícil descubrirlo al oído des-de el interior. Pongamos como ejemplo lapresencia de diésel en versiones descapo-tables, que hace veinte años era una abe-rración mientras hoy es normal.

2. El otro problema de los diésel era la con-taminación, sobre todo las partículas emiti-das, pero el mejor estudio de la combus-tión dentro de los cilindros y el correctotratamiento de los gases de escape, cuyaúltima evolución es la trampa de partículasen el escape, permiten a los diésel respe-tar las cada vez más severas normas anti-polución.

66 anales de mecánica y electricidad / enero-febrero 2008

Modelo 1987 Modelo 2000

4 cilindros en línea transversal 4 cilindros en línea transversal

delantero, refrigeración por líquido delantero, refrigeración por líquido

Tracción delantera Tracción delantera

Gasolina: Gasolina:

De 1108 cm3 - 35 kW 1390 cm3 - 72 kW

Motorizaciones1237 cm3 - 40 kW 1598 cm3 - 82 kW

1397 cm3 - 49 kW atmosférico 1998 cm2 - 98,5 kW atmosférico

- 120 kW turbo

1721 cm3 - 69kW

Diésel: Diésel:

1595 cm2 - 40 kW 1461 cm3 - 63 kW a 78 kW

1870 cm3 - 81 kW a 96 kW

1995 cm3 - 110 kW

Tabla 3. Gama de motores

Modelo 1987 Modelo 2007

AlimentaciónInyección indirecta, bomba mecánica Inyección directa, Common rail

(1600bar)

Sobrealimentación -Turbo a geometría variable (2,5 bar) +intercooler

Cilindrada 1595 cc 1870 cc

Compresión 22.5 17

Potencia 55 CV a 4800 rpm (34,4 CV/l) 130 CV a 4000 rpm (68,4 CV/l)

Par 10.4 mkg a 2250 rpm 30.6 mkg a 2000 rpm

Caja de cambiosJB1-007 Manual 5 marchas

NDO-002 Manual 6 marchasDP0 Automática 4 marchas

V a 1000 rpm(5ª) 40,31 km/h

Manual (6ª) 51,19 km/hAutomática (4ª) 46,39 km/h

Anticontaminación No Euro 4

Catalizador No Si + filtro de partículas

Tabla 4. Motores diésel

xx_20años 3/3/08 08:42 Página 66

En la otra cara de la baraja el motor diéselse ha convertido en una máquina extrema-damente compleja y cara. El viejo diésel ro-busto y eterno es ahora mucho más eficien-te (lo es tanto que, funcionando en sus zonasde máxima eficiencia, no proporciona sufi-cientes calorías al agua como para una co-rrecta calefacción del vehículo) pero es mu-cho más sensible al mantenimiento y a lacalidad de lubricantes y combustible.

Gasolina:La revolución aparente en los motores de

gasolina es mucho menos evidente que enlos diésel. En gasolina es indudable que unpequeño motor de hoy en día (por ejemploun 1,2l o un 1,4l) proporciona al cliente pres-taciones similares a las de un 1,8l o 2l de ha-ce veinte años, pero el reflejo de los avancesen la alimentación (4 válvulas por cilindro), lainyección (electrónica) o el control de losavances de válvulas e ignición quedan muchomás patentes en dos parámetros: consumo yantipolución.

Prestación climatizaciónComo ejemplo de que cada pieza y compo-

nente de los vehículos está en constante evo-lución y al ser imposible extenderse sobre to-das las prestaciones del vehículo podemoshacer zoom sobre la climatización del vehículo:

El aire acondicionado en países como Es-paña ha pasado de ser una opción que sefacturaba a los clientes, a una prestación debase sin la cual no se venden prácticamentelos vehículos.

El principio de producción de frío se hamantenido inalterado:• Un compresor volumétrico (generalmentede pistones) es accionado, a través de la co-rrea de accesorios por el motor.• El gas refrigerante es subenfriado en elcondensador que se sitúa en el frontal delvehículo, delante del radiador.• Una botella acumuladora se encarga deasegurar la presencia de suficiente fluido re-frigerante así como de la deshumidificacióndel bucle.• Un tubo de aluminio (acero antiguamen-te) conduce el líquido hasta la válvula de ex-pansión. La tecnología más empleada es laválvula de expansión termostática que abreo cierra más en función de la presión y tem-peratura del gas a la salida del evaporadorcon el objetivo de mantener ahí un pequeñosobrecalentamiento positivo.• El evaporador enfría todo el aire que esimpulsado por el ventilador y posteriormente

una pala de mezcla se encarga de derivarparte de este aire al radiador con el objetode obtener la temperatura requerida por elcliente.• Un tubo de aluminio se encarga de retor-nar el gas al compresor.

Varias evoluciones hacen que los bucles deaire acondicionado de hoy en día no se pa-rezcan a los de hace veinte años.1. La primera de todas es debida a las nor-mativas medioambientales.

A principio de los años noventa se produ-jo la sustitución del R12 (CFC) por el R134a(HCFC), debido al potencial de destrucciónde la capa de ozono de los CFC.

La sustitución por el R134a tuvo impactos:a nivel de prestaciones térmicas (fluido me-nos eficiente), presiones de funcionamientomás elevadas (ruido), necesidad de utiliza-ción de aceites sintéticos para la lubricacióndel compresor y necesidad de mejora de laestanqueidad de los bucles, ya que la molé-cula es de menor tamaño.

Sin embargo, esta sustitución sólo solucio-nó parte del problema de emisiones ya queel R134A (cada vehículo cuenta con aproxi-madamente 600g de R134a) tiene un GWP(Global Warming Potential) de 1410 siendola referencia la molécula de CO2. En su afánde lucha contra el efecto invernadero la le-gislación europea prohibirá para los nuevosmodelos a par tir de 2011 la utilización derefrigerantes con GWP>150.

Actualmente los constructores y provee-dores trabajan para alcanzar el objetivo, lasalternativas propuestas son varias:• El R744 (CO2) posee la ventaja de ser unfluido natural con GWP 1, evidentemente, sinproblemas de toxicidad en las concentracionesposibles, no inflamable y sumamente barato…Sin embargo posee desventajas: en cuanto aeficiencia: tanto, que es posible que para utiliza-ciones en países cálidos del sur de Europa, elimpacto del sobreconsumo sobre el efecto in-vernadero en el ciclo de vida del vehículo seamayor que el impacto de reducción de GWPal sustituir el R134a. Las presiones de funciona-miento exigen también una reconcepción detodos los elementos del bucle que deben deser más rígidas (problema para la acústica declimatización y vía de paso de vibraciones mo-tor).También es necesaria la introducción denuevos intercambiadores de calor lo que con-sume espacio en el vano motor. Debido a loanterior es también a nivel de precio una alter-nativa extremadamente cara. Aún así, es hoyen día una de las opciones más probables ya

Veinte años es mucho… 67

xx_20años 3/3/08 08:42 Página 67

que resolvería el problema de fluidos refrige-rantes definitivamente. Los fabricantes alema-nes se declaran abiertamente hacia esta solu-ción y organizaciones no gubernamentalesintentan presionar a los fabricantes alegandosu carácter de fluido natural.• Fluidos de sustitución: el objetivo de lasempresas químicas es obtener un fluido que,cumpliendo la normativa, permita hacer unasustitución (drop-in) directamente sobre elcircuito actual sin realizar grandes modifica-ciones del sistema. La empresa dueña de lapatente obtendría jugosos beneficios. Múlti-ples propuestas han sido realizadas y optimi-zadas entre los constructores, los proveedo-res y las empresas químicas.Algunos de estosfluidos puede demostrar que no son tóxicosni inflamables, y que son eficientes térmica yacústicamente. El precio fijado por las em-presas dueñas de las patentes debe de sermuy competitivo para los fabricantes y aúnasí, al ser fluidos de síntesis química conGWP>1 podrían no ser el fluido elegido, yaque se podría mantener la incertidumbre dela temporalidad y la presión social para sueliminación.• Existen también otras alternativas con flui-dos inflamables lo cual exige la presencia deun circuito secundario en el interior del habi-táculo ya que no es admisible su presencia allí.

Dado los periodos de desarrollo de losvehículos, la decisión definitiva no debe de-morarse más de 2008 si se quiere evitar te-ner que desarrollar alternativas en paralelopara los vehículos de 2011.2. La otra gran evolución del bucle de aireacondicionado viene del control del siste-ma:• Actualmente la opción es climatizaciónregulada (monozona, bizona, trizona…..) o

manual. Los sensores de temperatura interiory exterior e insolación permiten al calculadorgestionar la climatización de manera automá-tica intentando adaptarse a las preferencias delos clientes. Sin embargo, estudios de campomuestran claramente varios tipos de clientespor lo que la tendencia actual en los nuevosmodelos es la introducción de la personaliza-ción en la climatización automática permitien-do al cliente elegir la “agresividad” del sistema.• El elemento que más ha evolucionado esel compresor, actualmente en Europa, y conexcepciones, se ha pasado de compresoresde cilindrada fija a cilindrada variable por loque el bucle de aire acondicionado ha pasa-do de ser un sistema de todo/nada a un siste-ma que se adapta a las necesidades de cargatérmica. Una válvula hidráulica o electrónicapermite a los compresores de pistones va-riar la inclinación del plato y cambiar su cilin-drada. La evolución más radical del conceptoson los compresores cuyo plato se pone a90º del eje de giro lo que les permite pres-cindir del embrague (-2kg). En la práctica es-to no es tan sencillo ya que hay que contra-rrestar inercias y evitar “daños colaterales” sise gripa el compresor.

Las ventajas de disponer de un sistemaprogresivo son varias entre ellas destacan:• la disminución de los tirones y el ruido enlas entradas y salidas del compresor• aumentar la eficiencia del sistema al no te-ner que calentar el aire sobreenfriado• posibilidad de eliminar la sonda de heladodel evaporador.

La adopción de motorizaciones híbridas oeléctricas puras y también la de sistemas de“Stop&Start” durante las paradas de los ve-hículos hace que sea necesario la adopciónde mecanismos de acumulación de frío o decompresores desvinculados del motor tér-mico, ya que un cliente no aceptará quedar-se sin climatización en mitad del atasco enverano. El hecho de introducir compresoreseléctricos posibilitaría el control del caudalde refrigerante a través del régimen de girodel compresor con pequeños compresoresde cilindrada fija. Debido a las potencias re-queridas por un compresor de climatización(hasta unos 10kW) se necesitan redes eléc-tricas en el coche distintas a la de 12V de lasbaterías actuales, por lo que hoy en día (uni-do al peso y coste de esta solución) no esuna solución aplicada en vehículos.

Como se ve el vehículo es un productocon más de 100 años pero que no deja deevolucionar en cada uno de sus detalles.

Modelo 1987 Modelo 2007

Alimentación Carburador doble cuerpo Inyección indirecta multipunto

Distribución Árbol de levas en culata Doble árbol de levas en culata

Cilindrada 1721 cc 1998 cc

Compresión 10.0 9.8

Potencia 90 CV à 5500 tr/min (53CV/l) 135 CV à 5500 tr/min (61,5 CV/l)

Par 14.1 mkg a 3500 tr/min 19.5 mkg à 3750 tr/min

Caja de cambios JB1-007 Manual 5 marchasNDO-015 Manual 6 marchas

DP0 Automática 4 marchas

V a 1000 rpm (5ª) 37,11 km/hManual (6ª) 37,33 km/h

Automática (4ª) 35,79 km/h

Anticontaminación No Euro 4

Catalizador No Si + filtro de partículas

Tabla 5. Motores gasolina

68 anales de mecánica y electricidad / enero-febrero 2008

xx_20años 3/3/08 08:42 Página 68

Veinte años es mucho… 63

Desde el punto de vista del ingeniero, la in-dustria del automóvil no resulta menos atracti-va. Los sistemas productivos, los procesos dedesarrollo y comercialización, así como las es-trategias de las empresas, siguen siendo puntade lanza de la industria y objeto de multitudde publicaciones de referencia. Siendo habi-tualmente casos de estudio en las escuelas denegocio, alrededor de cien años después de laintroducción por Ford de la producción en ca-dena, y cincuenta después del sistema de pro-ducción de Toyota, la industria del automóvil semantiene en la cresta de la innovación.

En el presente artículo nos referiremos alautomóvil como producto, dando brochazosmás que pinceladas, para mostrar el progre-so en los últimos años y las perspectivas defuturo próximo. No se pretende en ningúncaso exhaustividad. Las más de cinco mil per-sonas que se coordinan para lanzar a la calleun nuevo coche saben que se podría escribirun monográfico de su oficio.

Como ejemplo, el autor del artículo traba-jó durante años en el equipo encargado deeliminar el ruido del compresor de aire acon-dicionado dentro del habitáculo y de minimi-zar el ruido del ventilador del climatizador.Los estudios del sonido (que ya no ruido) alcierre de las puertas es el caso paradigmáti-co de la especialización que alcanza el traba-jo en la ingeniería automóvil.

Para ilustrar el avance del automóvil estosúltimos años, tomaremos el vehículo más

vendido en España estos últimos años y mi-raremos hacia su precursor 20 años atrás.

VersionesLos comparativos de la Tabla 1 están he-

chos entre los vehículos del segmento me-dio (M) más vendidos en España en 2007 ysu familia antecesora hace 20 años.

Desde el principio de esta comparativa ve-mos un síntoma importante de comporta-miento de mercado maduro: la explosión dela oferta de productos (número de carroce-rías sobre la misma plataforma), el procesode segmentación y la diferenciación respon-de a la necesidad de dar respuestas concre-tas a unos clientes que sienten unas necesi-dades específicas.

El porcentaje del segmento intermedio ape-nas ha crecido en Europa: pero si bien las berli-nas de 3 y 5 puertas continúan siendo aproxi-madamente el 50% de dicho segmento, losmonovolúmenes compactos (en el mercadodesde 1996) son ya la tercera parte del mismo.De la misma manera se produce una fragmen-tación de todos los segmentos clásicos y laaparición de “cross-overs” entre los segmentos.

Es lógico pensar que en el futuro la ten-dencia será la multiplicación del número deversiones o de modelos vendidos sobre lamisma plataforma o utilizando los mismosmódulos. Asimismo aumentará la posibilidadde personalización por el usuario de cadavez más aspectos del vehículo.

Veinte años es mucho…La industria del automóvil continúa siendo en muchos aspectos uno de los sectoresde actividad industrial más apasionantes y más cercanos para el gran público. Es co-rriente oír decir que una persona tiene más o menos “cultura del automóvil”, lasrevistas especializadas gozan de gran distribución, los foros de Internet se multipli-can e incluso el “tuning” es una afición en alza. Por supuesto que no es un fenóme-no nuevo: los niños de hoy en día siguen pensando en el coche de sus sueños.

Óscar Batuecas

Trabaja desde 1999 para la Dirección

de las Prestaciones Cliente en la Inge-

niería Vehículo de Renault. Ha trabajado

sobre las prestaciones acústicas de cli-

matización-ventilación y térmica (con-

fort térmico y refrigeración motor).

Comentarios a:

comentarios@icai.es

xx_20años 3/3/08 08:42 Página 63

Lejos queda ya la monocromía del Ford T,y la flexibilidad de los sistemas de concep-ción y producción actuales nos permitirándejarla aún más y más lejos.

Para comparar modelos se utilizarán la ca-rrocería monovolumen de 5 plazas actual yla antigua berlina de tres volúmenes. Esto noes casual: ambos vehículos encontraban granparte de sus clientes entre familias jóvenescon hijos.

Vehículo-prestacionesEn la Tabla 2 lo primero que destaca es la

gran diferencia de tamaño, y sobre todo depeso, que existe entre los vehículos. Para ha-cernos una idea, empleando materiales másligeros en zonas no estructurales (aluminio,magnesio, plástico…) y empleando acerosde muy alto límite elástico para las zonas deabsorción de energía, un Clío de hoy en díatiene una masa equiparable a la de un R25(alto de gama) de los años 80. Esto es debi-do a la multiplicación de equipamiento, perosobre todo a dos prestaciones: fundamental-mente a la seguridad pasiva y en menor me-dida la acústica. El silencio que se vive a bor-do de los vehículos actuales no es casualidad.

En cuanto a la aerodinámica, la necesidadde mayores espacios habitables hace que lamejora de coeficiente aerodinámico no com-pense el aumento de la superficie.

En cuanto a prestaciones, consumos y emi-siones, vemos que en el diésel hay un saltoimportante, que veremos un poco más endetalle cuando toquemos las mecánicas.

Si nos paramos en la dirección vemos unejemplo de una de las diferencias abismalesque existen entre estas generaciones: la elec-trónica. Un Mègane actual puede contar conhasta 23 calculadores repartidos en el habi-táculo (ver Figura 1).

Estos calculadores controlan funciones de se-guridad (choque, estabilidad, frenada, tracción,lámparas de xenón, presión de los neumáti-cos…), comodidad (climatización, arranque

por botón, mando manos libres, direcciónasistida, encendido automático de faros, ele-valunas automáticos, radio, navegador, cierreautomático de puertas…) así como elemen-tos básicos como el calculador motor, el anti-bloqueo o los datos del ordenador de a bor-do.

La electrónica de un vehículo medio en los80 se reducía a poco más que los circuitosimpresos del tablero de instrumentos. La po-tencia de los alternadores se ha más que du-plicado desde entonces.

Pero si tuviera que destacar sólo un avan-ce en estos últimos años yo me quedaría, sinninguna duda, con la seguridad, tanto pasivacomo activa.

El ejercicio de conducir en situaciones deadherencia limitada un coche con ayudaselectrónicas (ABS, ESP) y hacer lo mismodespués desconectándolas, es una experien-cia que marca. Para la inmensa mayoría delos clientes, que no somos conductores ex-pertos, el hecho de contar con estas ayudassupone en algunas circunstancias un segurode vida del que no se disponía hace veinteaños. Esto sería ya una razón suficiente paracambiar de vehículo. Elementos como elcontrol de velocidad, la vigilancia de la pre-sión de los neumáticos, la alerta de cambiode carril inciden en este crucial asunto.

Las distancias de frenado han mejoradosensiblemente y aparecen cada vez más sis-temas de seguridad activa. Además, en casode impacto, la probabilidad de supervivenciatambién ha aumentado sensiblemente: loscoches se diseñan estructuralmente para elchoque y se sacrifican otras prestaciones pa-ra una mejor respuesta al impacto: los airbagse multiplican a la vez que se mejoran ha-ciéndolos adaptativos (a la severidad delchoque, al tamaño y posición del ocupan-te…), los cinturones de seguridad tienenpretensores pirotécnicos y limitadores de es-fuerzo, las columnas de dirección y las peda-leras son retráctiles en caso de impacto, secrea una célula de supervivencia en caso deimpacto… Los vehículos actuales son tan fá-ciles de controlar y están tan llenos de ele-mentos de seguridad pasiva que puedenproporcionar demasiada autoconfianza a al-gunos conductores con el riesgo de llevarlesa un comportamiento irresponsable.

Lógicamente una de las principales causas deproblemas en los vehículos actuales es la elec-trónica. La fiabilidad/calidad es por varias cir-cunstancias la ambición fundamental de losconstructores: es prácticamente imposible tener

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1987 3 variantes 2 volúmenes: 3 y 5 puertas

3 volúmenes

2007 9 variantes 2 volúmenes: 3 y 5 puertas

3 volúmenes

2 volúmenes deportivos

familiar

coupé-cabriolet

monovolumen corto

monovolumen largo: 5 y 7 plazas

Tabla 1.Versiones

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una buena imagen de marca sin una buena fia-bilidad, y la imagen de marca determina a suvez los precios y la cuota de mercado. Ade-más, una industria en la que los márgenes semueven en torno al 5%, no puede permitirsegastos de garantía que penalizan enormemen-te la rentabilidad de la empresa.

MotorizacionesPor lo que se refiere a la arquitectura de

los vehículos, existe muy poca diferencia. Las

Veinte años es mucho… 65

Tabla 2. Características de los vehículos

Modelo 1987 Modelo 2007 Modelo 1987 Modelo 2007

DIÉSEL DIÉSEL GASOLINA GASOLINA

Masa 905 kg 1430 kg 895 kg 1.370 kg

SCx/Cx 0,68 m2 / 0,36 0,82 m2 / 0,33 0,68 m2 / 0,36 0,82 m2 / 0,33

norma A-70 norma A-70

90 km/h 5,2 l/100 km Mixto 6,0 l/100 km (Ce 93/116) 90 km/h 5,2 l/100 km Mixto 8,1 l/100 km (Ce 93/116)

Consumo 120 km/h 6,3 l/100 km 120 km/h 7 l/100 km 192 (g/km)

emisiones CO2 urbano 6,9 l/100 km urbano 8,8 l/100 km

ND 159 (g/km) ND

Aceleración 0-100 km/h 16 s 9,6 s 10,7 s 10,3 s

Dirección Dirección asistida hidráulica Dirección asistida variable eléctrica Dirección asistida hidráulica Dirección asistida variable eléctrica

Suspensión delantera Mc Pherson Pseudo McPherson con brazo inferior Mc Pherson Pseudo McPherson con brazo inferior

rectangular y barra estabilizadora rectangular y barra estabilizadora

Brazos tirados: eje semirígido con Eje flexible a puntos exteriorizados

Suspensión trasera Brazos tirados puntos de fijación exteriorizados Brazos tirados de fijación y dibujo programado

y deformación programada resortes helicoidales

ESP - Serie - Serie

Frenos delanteros Discos Discos ventilados (300 mm) Discos ventilados Discos ventilados (280 mm)

Frenos traseros Tambor Discos (280 mm) Tambor Discos (280 mm)

Servofreno Servofreno Servofreno

Ayudas al frenadoABS (Bosch 8.0) Servofreno ABS (Bosch 8.0)

Ayuda al frenado de emergencia Ayuda al frenado de emergencia

repartidor electrónico de frenada repartidor electrónico de frenada

Neumáticos 155 SR 13 205/60 HR 16 (op 205/55 HR 17) 175/70 SR 13 205/60 HR 16 (op 205/55 HR 17)

Velocidad máxia 146 km/h 192 km/h 177 km/h 195 km/h

Depósito 47 L 60 L 47 L 60 L

Cinturones de seguridad Estructura con estudio de Estructura con estudio de

delanteros, reposacabezas deformación y absorción Cinturones de seguridad deformación y absorción

Seguridad Pasivade energía. Cinturones de seguridad delanteros. Reposa de energía. Cinturones de seguridad

con pretensores y limitadores de cabezas con pretensores y limitadores de

esfuerzo. Reposacabezas adaptativo 8 esfuerzo. Reposacabezas adaptativo

airbags. Paddings en zonas de contacto 8 airbags. Paddings en zonas de contacto

Longitud 413 cm 426 cm 413 cm 426 cm

Anchura 165 cm 181 cm 165 cm 181 cm

Altura 140 cm 162 cm 140 cm 162 cm

Maletero 402 L 406 L a 1840 L 402 L 406 L a 1840 L

Climatización Opción R12 Climatizador automático R134A Opción R12 Climatizador automático R134A

Opción preinstalación Radio CD, Opción mp3 - i-pod Opción radiocassette Radio CD, Opción mp3 - i-pod

Audio de radio con antena Opción multimedia DVD Opción multimedia DVD

Opción halógenas H4 Halógenas Halógenas

Iluminación Opción antinieblas y Opción xenon Halógenas Opción xenon

marcha atrás LED traseros LED traseros

Precio base 996.000 Ptas. (1983) 22.830 € 1.200.000 Ptas. 24.280 €

xx_20años 3/3/08 08:42 Página 65

marcas clásicas de propulsión (generalmentelos antiguos especialistas) siguen optandopor la propulsión con motores longitudinalescomo elemento diferenciador y las marcasgeneralistas siguen optando por la traccióncon motores transversales (ver Tabla 3).

Sin embargo, sobre todo en diésel, a lasprestaciones les separa un mundo. Hace 20años este tipo de motores no llegaba al 10%de las ventas de vehículos nuevos. Hoy endía el motor diésel representa aproximada-mente dos terceras partes del mercado. Laevolución es de ser prácticamente nichos demercado en algunos segmentos, a convertir-se en el corazón de la gama de prácticamen-te todos ellos.Todo en menos de 15 años.

Para ilustrar el gran camino recorridopor los motores en estos veinte años apro-vecharé la circunstancia de la permanenciade la misma familia de motores en los vehí-culos durante estos veinte años. En las ta-blas siguientes encontramos algunas de sus

características técnicas, donde se muestraque la evolución sufrida por los motores ha-ce que poco se parezcan entre sí.

Diésel:Como se observa en la Tabla 4, gran parte

de la revolución diésel en Europa viene dadapor el salto tecnológico brutal que se haproducido en estos años.

El hecho más remarcable es el desarrollode nuevos sistemas de inyección y de con-trol de la inyección, sobre todo el commonrail. La utilización de estos sistemas, unidos aturbocompresores más potentes y sobre to-do más adaptables a los requerimientos delmotor, dan como resultado un producto to-talmente distinto para el cliente.

La potencia específica de los motores dié-sel está en escalada constante, siendo actual-mente ya más del doble de la que tenían losmotores de los años 80. Por supuesto no essólo una cuestión de potencia. La respuestaa bajo régimen de los motores diésel actua-les superan a muchos deportivos de no hacemucho tiempo. La agradabilidad de conduc-ción y la respuesta al acelerador desde bajasvueltas (la curva de potencia más plana) hacreado un sector de clientes adeptos al dié-sel más allá de criterios económicos.

Pero, para terminar de imponerse, el diéseldebía de solucionar dos problemas recurren-tes:1. El primero era la acústica: la combinación

de acciones en el motor –como la correctacalibración de la inyección y una rigidizaciónestructural– con soluciones en el vehículo–como son un buen estudio y aislamientode contribuciones y vías de paso al interiordel habitáculo, actualmente en vehículos di-señados estructuralmente para el silencio–hacen posible tener diésel casi al nivel de lagasolina. Cada vez es más difícil encontrardiésel con el viejo sonido a camioneta otractor, y ya es posible encontrar diésel enlos cuales es difícil descubrirlo al oído des-de el interior. Pongamos como ejemplo lapresencia de diésel en versiones descapo-tables, que hace veinte años era una abe-rración mientras hoy es normal.

2. El otro problema de los diésel era la con-taminación, sobre todo las partículas emiti-das, pero el mejor estudio de la combus-tión dentro de los cilindros y el correctotratamiento de los gases de escape, cuyaúltima evolución es la trampa de partículasen el escape, permiten a los diésel respe-tar las cada vez más severas normas anti-polución.

66 anales de mecánica y electricidad / enero-febrero 2008

Modelo 1987 Modelo 2000

4 cilindros en línea transversal 4 cilindros en línea transversal

delantero, refrigeración por líquido delantero, refrigeración por líquido

Tracción delantera Tracción delantera

Gasolina: Gasolina:

De 1108 cm3 - 35 kW 1390 cm3 - 72 kW

Motorizaciones1237 cm3 - 40 kW 1598 cm3 - 82 kW

1397 cm3 - 49 kW atmosférico 1998 cm2 - 98,5 kW atmosférico

- 120 kW turbo

1721 cm3 - 69kW

Diésel: Diésel:

1595 cm2 - 40 kW 1461 cm3 - 63 kW a 78 kW

1870 cm3 - 81 kW a 96 kW

1995 cm3 - 110 kW

Tabla 3. Gama de motores

Modelo 1987 Modelo 2007

AlimentaciónInyección indirecta, bomba mecánica Inyección directa, Common rail

(1600bar)

Sobrealimentación -Turbo a geometría variable (2,5 bar) +intercooler

Cilindrada 1595 cc 1870 cc

Compresión 22.5 17

Potencia 55 CV a 4800 rpm (34,4 CV/l) 130 CV a 4000 rpm (68,4 CV/l)

Par 10.4 mkg a 2250 rpm 30.6 mkg a 2000 rpm

Caja de cambiosJB1-007 Manual 5 marchas

NDO-002 Manual 6 marchasDP0 Automática 4 marchas

V a 1000 rpm(5ª) 40,31 km/h

Manual (6ª) 51,19 km/hAutomática (4ª) 46,39 km/h

Anticontaminación No Euro 4

Catalizador No Si + filtro de partículas

Tabla 4. Motores diésel

xx_20años 3/3/08 08:42 Página 66

En la otra cara de la baraja el motor diéselse ha convertido en una máquina extrema-damente compleja y cara. El viejo diésel ro-busto y eterno es ahora mucho más eficien-te (lo es tanto que, funcionando en sus zonasde máxima eficiencia, no proporciona sufi-cientes calorías al agua como para una co-rrecta calefacción del vehículo) pero es mu-cho más sensible al mantenimiento y a lacalidad de lubricantes y combustible.

Gasolina:La revolución aparente en los motores de

gasolina es mucho menos evidente que enlos diésel. En gasolina es indudable que unpequeño motor de hoy en día (por ejemploun 1,2l o un 1,4l) proporciona al cliente pres-taciones similares a las de un 1,8l o 2l de ha-ce veinte años, pero el reflejo de los avancesen la alimentación (4 válvulas por cilindro), lainyección (electrónica) o el control de losavances de válvulas e ignición quedan muchomás patentes en dos parámetros: consumo yantipolución.

Prestación climatizaciónComo ejemplo de que cada pieza y compo-

nente de los vehículos está en constante evo-lución y al ser imposible extenderse sobre to-das las prestaciones del vehículo podemoshacer zoom sobre la climatización del vehículo:

El aire acondicionado en países como Es-paña ha pasado de ser una opción que sefacturaba a los clientes, a una prestación debase sin la cual no se venden prácticamentelos vehículos.

El principio de producción de frío se hamantenido inalterado:• Un compresor volumétrico (generalmentede pistones) es accionado, a través de la co-rrea de accesorios por el motor.• El gas refrigerante es subenfriado en elcondensador que se sitúa en el frontal delvehículo, delante del radiador.• Una botella acumuladora se encarga deasegurar la presencia de suficiente fluido re-frigerante así como de la deshumidificacióndel bucle.• Un tubo de aluminio (acero antiguamen-te) conduce el líquido hasta la válvula de ex-pansión. La tecnología más empleada es laválvula de expansión termostática que abreo cierra más en función de la presión y tem-peratura del gas a la salida del evaporadorcon el objetivo de mantener ahí un pequeñosobrecalentamiento positivo.• El evaporador enfría todo el aire que esimpulsado por el ventilador y posteriormente

una pala de mezcla se encarga de derivarparte de este aire al radiador con el objetode obtener la temperatura requerida por elcliente.• Un tubo de aluminio se encarga de retor-nar el gas al compresor.

Varias evoluciones hacen que los bucles deaire acondicionado de hoy en día no se pa-rezcan a los de hace veinte años.1. La primera de todas es debida a las nor-mativas medioambientales.

A principio de los años noventa se produ-jo la sustitución del R12 (CFC) por el R134a(HCFC), debido al potencial de destrucciónde la capa de ozono de los CFC.

La sustitución por el R134a tuvo impactos:a nivel de prestaciones térmicas (fluido me-nos eficiente), presiones de funcionamientomás elevadas (ruido), necesidad de utiliza-ción de aceites sintéticos para la lubricacióndel compresor y necesidad de mejora de laestanqueidad de los bucles, ya que la molé-cula es de menor tamaño.

Sin embargo, esta sustitución sólo solucio-nó parte del problema de emisiones ya queel R134A (cada vehículo cuenta con aproxi-madamente 600g de R134a) tiene un GWP(Global Warming Potential) de 1410 siendola referencia la molécula de CO2. En su afánde lucha contra el efecto invernadero la le-gislación europea prohibirá para los nuevosmodelos a par tir de 2011 la utilización derefrigerantes con GWP>150.

Actualmente los constructores y provee-dores trabajan para alcanzar el objetivo, lasalternativas propuestas son varias:• El R744 (CO2) posee la ventaja de ser unfluido natural con GWP 1, evidentemente, sinproblemas de toxicidad en las concentracionesposibles, no inflamable y sumamente barato…Sin embargo posee desventajas: en cuanto aeficiencia: tanto, que es posible que para utiliza-ciones en países cálidos del sur de Europa, elimpacto del sobreconsumo sobre el efecto in-vernadero en el ciclo de vida del vehículo seamayor que el impacto de reducción de GWPal sustituir el R134a. Las presiones de funciona-miento exigen también una reconcepción detodos los elementos del bucle que deben deser más rígidas (problema para la acústica declimatización y vía de paso de vibraciones mo-tor).También es necesaria la introducción denuevos intercambiadores de calor lo que con-sume espacio en el vano motor. Debido a loanterior es también a nivel de precio una alter-nativa extremadamente cara. Aún así, es hoyen día una de las opciones más probables ya

Veinte años es mucho… 67

xx_20años 3/3/08 08:42 Página 67

que resolvería el problema de fluidos refrige-rantes definitivamente. Los fabricantes alema-nes se declaran abiertamente hacia esta solu-ción y organizaciones no gubernamentalesintentan presionar a los fabricantes alegandosu carácter de fluido natural.• Fluidos de sustitución: el objetivo de lasempresas químicas es obtener un fluido que,cumpliendo la normativa, permita hacer unasustitución (drop-in) directamente sobre elcircuito actual sin realizar grandes modifica-ciones del sistema. La empresa dueña de lapatente obtendría jugosos beneficios. Múlti-ples propuestas han sido realizadas y optimi-zadas entre los constructores, los proveedo-res y las empresas químicas.Algunos de estosfluidos puede demostrar que no son tóxicosni inflamables, y que son eficientes térmica yacústicamente. El precio fijado por las em-presas dueñas de las patentes debe de sermuy competitivo para los fabricantes y aúnasí, al ser fluidos de síntesis química conGWP>1 podrían no ser el fluido elegido, yaque se podría mantener la incertidumbre dela temporalidad y la presión social para sueliminación.• Existen también otras alternativas con flui-dos inflamables lo cual exige la presencia deun circuito secundario en el interior del habi-táculo ya que no es admisible su presencia allí.

Dado los periodos de desarrollo de losvehículos, la decisión definitiva no debe de-morarse más de 2008 si se quiere evitar te-ner que desarrollar alternativas en paralelopara los vehículos de 2011.2. La otra gran evolución del bucle de aireacondicionado viene del control del siste-ma:• Actualmente la opción es climatizaciónregulada (monozona, bizona, trizona…..) o

manual. Los sensores de temperatura interiory exterior e insolación permiten al calculadorgestionar la climatización de manera automá-tica intentando adaptarse a las preferencias delos clientes. Sin embargo, estudios de campomuestran claramente varios tipos de clientespor lo que la tendencia actual en los nuevosmodelos es la introducción de la personaliza-ción en la climatización automática permitien-do al cliente elegir la “agresividad” del sistema.• El elemento que más ha evolucionado esel compresor, actualmente en Europa, y conexcepciones, se ha pasado de compresoresde cilindrada fija a cilindrada variable por loque el bucle de aire acondicionado ha pasa-do de ser un sistema de todo/nada a un siste-ma que se adapta a las necesidades de cargatérmica. Una válvula hidráulica o electrónicapermite a los compresores de pistones va-riar la inclinación del plato y cambiar su cilin-drada. La evolución más radical del conceptoson los compresores cuyo plato se pone a90º del eje de giro lo que les permite pres-cindir del embrague (-2kg). En la práctica es-to no es tan sencillo ya que hay que contra-rrestar inercias y evitar “daños colaterales” sise gripa el compresor.

Las ventajas de disponer de un sistemaprogresivo son varias entre ellas destacan:• la disminución de los tirones y el ruido enlas entradas y salidas del compresor• aumentar la eficiencia del sistema al no te-ner que calentar el aire sobreenfriado• posibilidad de eliminar la sonda de heladodel evaporador.

La adopción de motorizaciones híbridas oeléctricas puras y también la de sistemas de“Stop&Start” durante las paradas de los ve-hículos hace que sea necesario la adopciónde mecanismos de acumulación de frío o decompresores desvinculados del motor tér-mico, ya que un cliente no aceptará quedar-se sin climatización en mitad del atasco enverano. El hecho de introducir compresoreseléctricos posibilitaría el control del caudalde refrigerante a través del régimen de girodel compresor con pequeños compresoresde cilindrada fija. Debido a las potencias re-queridas por un compresor de climatización(hasta unos 10kW) se necesitan redes eléc-tricas en el coche distintas a la de 12V de lasbaterías actuales, por lo que hoy en día (uni-do al peso y coste de esta solución) no esuna solución aplicada en vehículos.

Como se ve el vehículo es un productocon más de 100 años pero que no deja deevolucionar en cada uno de sus detalles.

Modelo 1987 Modelo 2007

Alimentación Carburador doble cuerpo Inyección indirecta multipunto

Distribución Árbol de levas en culata Doble árbol de levas en culata

Cilindrada 1721 cc 1998 cc

Compresión 10.0 9.8

Potencia 90 CV à 5500 tr/min (53CV/l) 135 CV à 5500 tr/min (61,5 CV/l)

Par 14.1 mkg a 3500 tr/min 19.5 mkg à 3750 tr/min

Caja de cambios JB1-007 Manual 5 marchasNDO-015 Manual 6 marchas

DP0 Automática 4 marchas

V a 1000 rpm (5ª) 37,11 km/hManual (6ª) 37,33 km/h

Automática (4ª) 35,79 km/h

Anticontaminación No Euro 4

Catalizador No Si + filtro de partículas

Tabla 5. Motores gasolina

68 anales de mecánica y electricidad / enero-febrero 2008

xx_20años 3/3/08 08:42 Página 68

Veinte años es mucho… 63

Desde el punto de vista del ingeniero, la in-dustria del automóvil no resulta menos atracti-va. Los sistemas productivos, los procesos dedesarrollo y comercialización, así como las es-trategias de las empresas, siguen siendo puntade lanza de la industria y objeto de multitudde publicaciones de referencia. Siendo habi-tualmente casos de estudio en las escuelas denegocio, alrededor de cien años después de laintroducción por Ford de la producción en ca-dena, y cincuenta después del sistema de pro-ducción de Toyota, la industria del automóvil semantiene en la cresta de la innovación.

En el presente artículo nos referiremos alautomóvil como producto, dando brochazosmás que pinceladas, para mostrar el progre-so en los últimos años y las perspectivas defuturo próximo. No se pretende en ningúncaso exhaustividad. Las más de cinco mil per-sonas que se coordinan para lanzar a la calleun nuevo coche saben que se podría escribirun monográfico de su oficio.

Como ejemplo, el autor del artículo traba-jó durante años en el equipo encargado deeliminar el ruido del compresor de aire acon-dicionado dentro del habitáculo y de minimi-zar el ruido del ventilador del climatizador.Los estudios del sonido (que ya no ruido) alcierre de las puertas es el caso paradigmáti-co de la especialización que alcanza el traba-jo en la ingeniería automóvil.

Para ilustrar el avance del automóvil estosúltimos años, tomaremos el vehículo más

vendido en España estos últimos años y mi-raremos hacia su precursor 20 años atrás.

VersionesLos comparativos de la Tabla 1 están he-

chos entre los vehículos del segmento me-dio (M) más vendidos en España en 2007 ysu familia antecesora hace 20 años.

Desde el principio de esta comparativa ve-mos un síntoma importante de comporta-miento de mercado maduro: la explosión dela oferta de productos (número de carroce-rías sobre la misma plataforma), el procesode segmentación y la diferenciación respon-de a la necesidad de dar respuestas concre-tas a unos clientes que sienten unas necesi-dades específicas.

El porcentaje del segmento intermedio ape-nas ha crecido en Europa: pero si bien las berli-nas de 3 y 5 puertas continúan siendo aproxi-madamente el 50% de dicho segmento, losmonovolúmenes compactos (en el mercadodesde 1996) son ya la tercera parte del mismo.De la misma manera se produce una fragmen-tación de todos los segmentos clásicos y laaparición de “cross-overs” entre los segmentos.

Es lógico pensar que en el futuro la ten-dencia será la multiplicación del número deversiones o de modelos vendidos sobre lamisma plataforma o utilizando los mismosmódulos. Asimismo aumentará la posibilidadde personalización por el usuario de cadavez más aspectos del vehículo.

Veinte años es mucho…La industria del automóvil continúa siendo en muchos aspectos uno de los sectoresde actividad industrial más apasionantes y más cercanos para el gran público. Es co-rriente oír decir que una persona tiene más o menos “cultura del automóvil”, lasrevistas especializadas gozan de gran distribución, los foros de Internet se multipli-can e incluso el “tuning” es una afición en alza. Por supuesto que no es un fenóme-no nuevo: los niños de hoy en día siguen pensando en el coche de sus sueños.

Óscar Batuecas

Trabaja desde 1999 para la Dirección

de las Prestaciones Cliente en la Inge-

niería Vehículo de Renault. Ha trabajado

sobre las prestaciones acústicas de cli-

matización-ventilación y térmica (con-

fort térmico y refrigeración motor).

Comentarios a:

comentarios@icai.es

xx_20años 3/3/08 08:42 Página 63

Lejos queda ya la monocromía del Ford T,y la flexibilidad de los sistemas de concep-ción y producción actuales nos permitirándejarla aún más y más lejos.

Para comparar modelos se utilizarán la ca-rrocería monovolumen de 5 plazas actual yla antigua berlina de tres volúmenes. Esto noes casual: ambos vehículos encontraban granparte de sus clientes entre familias jóvenescon hijos.

Vehículo-prestacionesEn la Tabla 2 lo primero que destaca es la

gran diferencia de tamaño, y sobre todo depeso, que existe entre los vehículos. Para ha-cernos una idea, empleando materiales másligeros en zonas no estructurales (aluminio,magnesio, plástico…) y empleando acerosde muy alto límite elástico para las zonas deabsorción de energía, un Clío de hoy en díatiene una masa equiparable a la de un R25(alto de gama) de los años 80. Esto es debi-do a la multiplicación de equipamiento, perosobre todo a dos prestaciones: fundamental-mente a la seguridad pasiva y en menor me-dida la acústica. El silencio que se vive a bor-do de los vehículos actuales no es casualidad.

En cuanto a la aerodinámica, la necesidadde mayores espacios habitables hace que lamejora de coeficiente aerodinámico no com-pense el aumento de la superficie.

En cuanto a prestaciones, consumos y emi-siones, vemos que en el diésel hay un saltoimportante, que veremos un poco más endetalle cuando toquemos las mecánicas.

Si nos paramos en la dirección vemos unejemplo de una de las diferencias abismalesque existen entre estas generaciones: la elec-trónica. Un Mègane actual puede contar conhasta 23 calculadores repartidos en el habi-táculo (ver Figura 1).

Estos calculadores controlan funciones de se-guridad (choque, estabilidad, frenada, tracción,lámparas de xenón, presión de los neumáti-cos…), comodidad (climatización, arranque

por botón, mando manos libres, direcciónasistida, encendido automático de faros, ele-valunas automáticos, radio, navegador, cierreautomático de puertas…) así como elemen-tos básicos como el calculador motor, el anti-bloqueo o los datos del ordenador de a bor-do.

La electrónica de un vehículo medio en los80 se reducía a poco más que los circuitosimpresos del tablero de instrumentos. La po-tencia de los alternadores se ha más que du-plicado desde entonces.

Pero si tuviera que destacar sólo un avan-ce en estos últimos años yo me quedaría, sinninguna duda, con la seguridad, tanto pasivacomo activa.

El ejercicio de conducir en situaciones deadherencia limitada un coche con ayudaselectrónicas (ABS, ESP) y hacer lo mismodespués desconectándolas, es una experien-cia que marca. Para la inmensa mayoría delos clientes, que no somos conductores ex-pertos, el hecho de contar con estas ayudassupone en algunas circunstancias un segurode vida del que no se disponía hace veinteaños. Esto sería ya una razón suficiente paracambiar de vehículo. Elementos como elcontrol de velocidad, la vigilancia de la pre-sión de los neumáticos, la alerta de cambiode carril inciden en este crucial asunto.

Las distancias de frenado han mejoradosensiblemente y aparecen cada vez más sis-temas de seguridad activa. Además, en casode impacto, la probabilidad de supervivenciatambién ha aumentado sensiblemente: loscoches se diseñan estructuralmente para elchoque y se sacrifican otras prestaciones pa-ra una mejor respuesta al impacto: los airbagse multiplican a la vez que se mejoran ha-ciéndolos adaptativos (a la severidad delchoque, al tamaño y posición del ocupan-te…), los cinturones de seguridad tienenpretensores pirotécnicos y limitadores de es-fuerzo, las columnas de dirección y las peda-leras son retráctiles en caso de impacto, secrea una célula de supervivencia en caso deimpacto… Los vehículos actuales son tan fá-ciles de controlar y están tan llenos de ele-mentos de seguridad pasiva que puedenproporcionar demasiada autoconfianza a al-gunos conductores con el riesgo de llevarlesa un comportamiento irresponsable.

Lógicamente una de las principales causas deproblemas en los vehículos actuales es la elec-trónica. La fiabilidad/calidad es por varias cir-cunstancias la ambición fundamental de losconstructores: es prácticamente imposible tener

64 anales de mecánica y electricidad / enero-febrero 2008

1987 3 variantes 2 volúmenes: 3 y 5 puertas

3 volúmenes

2007 9 variantes 2 volúmenes: 3 y 5 puertas

3 volúmenes

2 volúmenes deportivos

familiar

coupé-cabriolet

monovolumen corto

monovolumen largo: 5 y 7 plazas

Tabla 1.Versiones

xx_20años 3/3/08 08:42 Página 64

una buena imagen de marca sin una buena fia-bilidad, y la imagen de marca determina a suvez los precios y la cuota de mercado. Ade-más, una industria en la que los márgenes semueven en torno al 5%, no puede permitirsegastos de garantía que penalizan enormemen-te la rentabilidad de la empresa.

MotorizacionesPor lo que se refiere a la arquitectura de

los vehículos, existe muy poca diferencia. Las

Veinte años es mucho… 65

Tabla 2. Características de los vehículos

Modelo 1987 Modelo 2007 Modelo 1987 Modelo 2007

DIÉSEL DIÉSEL GASOLINA GASOLINA

Masa 905 kg 1430 kg 895 kg 1.370 kg

SCx/Cx 0,68 m2 / 0,36 0,82 m2 / 0,33 0,68 m2 / 0,36 0,82 m2 / 0,33

norma A-70 norma A-70

90 km/h 5,2 l/100 km Mixto 6,0 l/100 km (Ce 93/116) 90 km/h 5,2 l/100 km Mixto 8,1 l/100 km (Ce 93/116)

Consumo 120 km/h 6,3 l/100 km 120 km/h 7 l/100 km 192 (g/km)

emisiones CO2 urbano 6,9 l/100 km urbano 8,8 l/100 km

ND 159 (g/km) ND

Aceleración 0-100 km/h 16 s 9,6 s 10,7 s 10,3 s

Dirección Dirección asistida hidráulica Dirección asistida variable eléctrica Dirección asistida hidráulica Dirección asistida variable eléctrica

Suspensión delantera Mc Pherson Pseudo McPherson con brazo inferior Mc Pherson Pseudo McPherson con brazo inferior

rectangular y barra estabilizadora rectangular y barra estabilizadora

Brazos tirados: eje semirígido con Eje flexible a puntos exteriorizados

Suspensión trasera Brazos tirados puntos de fijación exteriorizados Brazos tirados de fijación y dibujo programado

y deformación programada resortes helicoidales

ESP - Serie - Serie

Frenos delanteros Discos Discos ventilados (300 mm) Discos ventilados Discos ventilados (280 mm)

Frenos traseros Tambor Discos (280 mm) Tambor Discos (280 mm)

Servofreno Servofreno Servofreno

Ayudas al frenadoABS (Bosch 8.0) Servofreno ABS (Bosch 8.0)

Ayuda al frenado de emergencia Ayuda al frenado de emergencia

repartidor electrónico de frenada repartidor electrónico de frenada

Neumáticos 155 SR 13 205/60 HR 16 (op 205/55 HR 17) 175/70 SR 13 205/60 HR 16 (op 205/55 HR 17)

Velocidad máxia 146 km/h 192 km/h 177 km/h 195 km/h

Depósito 47 L 60 L 47 L 60 L

Cinturones de seguridad Estructura con estudio de Estructura con estudio de

delanteros, reposacabezas deformación y absorción Cinturones de seguridad deformación y absorción

Seguridad Pasivade energía. Cinturones de seguridad delanteros. Reposa de energía. Cinturones de seguridad

con pretensores y limitadores de cabezas con pretensores y limitadores de

esfuerzo. Reposacabezas adaptativo 8 esfuerzo. Reposacabezas adaptativo

airbags. Paddings en zonas de contacto 8 airbags. Paddings en zonas de contacto

Longitud 413 cm 426 cm 413 cm 426 cm

Anchura 165 cm 181 cm 165 cm 181 cm

Altura 140 cm 162 cm 140 cm 162 cm

Maletero 402 L 406 L a 1840 L 402 L 406 L a 1840 L

Climatización Opción R12 Climatizador automático R134A Opción R12 Climatizador automático R134A

Opción preinstalación Radio CD, Opción mp3 - i-pod Opción radiocassette Radio CD, Opción mp3 - i-pod

Audio de radio con antena Opción multimedia DVD Opción multimedia DVD

Opción halógenas H4 Halógenas Halógenas

Iluminación Opción antinieblas y Opción xenon Halógenas Opción xenon

marcha atrás LED traseros LED traseros

Precio base 996.000 Ptas. (1983) 22.830 € 1.200.000 Ptas. 24.280 €

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marcas clásicas de propulsión (generalmentelos antiguos especialistas) siguen optandopor la propulsión con motores longitudinalescomo elemento diferenciador y las marcasgeneralistas siguen optando por la traccióncon motores transversales (ver Tabla 3).

Sin embargo, sobre todo en diésel, a lasprestaciones les separa un mundo. Hace 20años este tipo de motores no llegaba al 10%de las ventas de vehículos nuevos. Hoy endía el motor diésel representa aproximada-mente dos terceras partes del mercado. Laevolución es de ser prácticamente nichos demercado en algunos segmentos, a convertir-se en el corazón de la gama de prácticamen-te todos ellos.Todo en menos de 15 años.

Para ilustrar el gran camino recorridopor los motores en estos veinte años apro-vecharé la circunstancia de la permanenciade la misma familia de motores en los vehí-culos durante estos veinte años. En las ta-blas siguientes encontramos algunas de sus

características técnicas, donde se muestraque la evolución sufrida por los motores ha-ce que poco se parezcan entre sí.

Diésel:Como se observa en la Tabla 4, gran parte

de la revolución diésel en Europa viene dadapor el salto tecnológico brutal que se haproducido en estos años.

El hecho más remarcable es el desarrollode nuevos sistemas de inyección y de con-trol de la inyección, sobre todo el commonrail. La utilización de estos sistemas, unidos aturbocompresores más potentes y sobre to-do más adaptables a los requerimientos delmotor, dan como resultado un producto to-talmente distinto para el cliente.

La potencia específica de los motores dié-sel está en escalada constante, siendo actual-mente ya más del doble de la que tenían losmotores de los años 80. Por supuesto no essólo una cuestión de potencia. La respuestaa bajo régimen de los motores diésel actua-les superan a muchos deportivos de no hacemucho tiempo. La agradabilidad de conduc-ción y la respuesta al acelerador desde bajasvueltas (la curva de potencia más plana) hacreado un sector de clientes adeptos al dié-sel más allá de criterios económicos.

Pero, para terminar de imponerse, el diéseldebía de solucionar dos problemas recurren-tes:1. El primero era la acústica: la combinación

de acciones en el motor –como la correctacalibración de la inyección y una rigidizaciónestructural– con soluciones en el vehículo–como son un buen estudio y aislamientode contribuciones y vías de paso al interiordel habitáculo, actualmente en vehículos di-señados estructuralmente para el silencio–hacen posible tener diésel casi al nivel de lagasolina. Cada vez es más difícil encontrardiésel con el viejo sonido a camioneta otractor, y ya es posible encontrar diésel enlos cuales es difícil descubrirlo al oído des-de el interior. Pongamos como ejemplo lapresencia de diésel en versiones descapo-tables, que hace veinte años era una abe-rración mientras hoy es normal.

2. El otro problema de los diésel era la con-taminación, sobre todo las partículas emiti-das, pero el mejor estudio de la combus-tión dentro de los cilindros y el correctotratamiento de los gases de escape, cuyaúltima evolución es la trampa de partículasen el escape, permiten a los diésel respe-tar las cada vez más severas normas anti-polución.

66 anales de mecánica y electricidad / enero-febrero 2008

Modelo 1987 Modelo 2000

4 cilindros en línea transversal 4 cilindros en línea transversal

delantero, refrigeración por líquido delantero, refrigeración por líquido

Tracción delantera Tracción delantera

Gasolina: Gasolina:

De 1108 cm3 - 35 kW 1390 cm3 - 72 kW

Motorizaciones1237 cm3 - 40 kW 1598 cm3 - 82 kW

1397 cm3 - 49 kW atmosférico 1998 cm2 - 98,5 kW atmosférico

- 120 kW turbo

1721 cm3 - 69kW

Diésel: Diésel:

1595 cm2 - 40 kW 1461 cm3 - 63 kW a 78 kW

1870 cm3 - 81 kW a 96 kW

1995 cm3 - 110 kW

Tabla 3. Gama de motores

Modelo 1987 Modelo 2007

AlimentaciónInyección indirecta, bomba mecánica Inyección directa, Common rail

(1600bar)

Sobrealimentación -Turbo a geometría variable (2,5 bar) +intercooler

Cilindrada 1595 cc 1870 cc

Compresión 22.5 17

Potencia 55 CV a 4800 rpm (34,4 CV/l) 130 CV a 4000 rpm (68,4 CV/l)

Par 10.4 mkg a 2250 rpm 30.6 mkg a 2000 rpm

Caja de cambiosJB1-007 Manual 5 marchas

NDO-002 Manual 6 marchasDP0 Automática 4 marchas

V a 1000 rpm(5ª) 40,31 km/h

Manual (6ª) 51,19 km/hAutomática (4ª) 46,39 km/h

Anticontaminación No Euro 4

Catalizador No Si + filtro de partículas

Tabla 4. Motores diésel

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En la otra cara de la baraja el motor diéselse ha convertido en una máquina extrema-damente compleja y cara. El viejo diésel ro-busto y eterno es ahora mucho más eficien-te (lo es tanto que, funcionando en sus zonasde máxima eficiencia, no proporciona sufi-cientes calorías al agua como para una co-rrecta calefacción del vehículo) pero es mu-cho más sensible al mantenimiento y a lacalidad de lubricantes y combustible.

Gasolina:La revolución aparente en los motores de

gasolina es mucho menos evidente que enlos diésel. En gasolina es indudable que unpequeño motor de hoy en día (por ejemploun 1,2l o un 1,4l) proporciona al cliente pres-taciones similares a las de un 1,8l o 2l de ha-ce veinte años, pero el reflejo de los avancesen la alimentación (4 válvulas por cilindro), lainyección (electrónica) o el control de losavances de válvulas e ignición quedan muchomás patentes en dos parámetros: consumo yantipolución.

Prestación climatizaciónComo ejemplo de que cada pieza y compo-

nente de los vehículos está en constante evo-lución y al ser imposible extenderse sobre to-das las prestaciones del vehículo podemoshacer zoom sobre la climatización del vehículo:

El aire acondicionado en países como Es-paña ha pasado de ser una opción que sefacturaba a los clientes, a una prestación debase sin la cual no se venden prácticamentelos vehículos.

El principio de producción de frío se hamantenido inalterado:• Un compresor volumétrico (generalmentede pistones) es accionado, a través de la co-rrea de accesorios por el motor.• El gas refrigerante es subenfriado en elcondensador que se sitúa en el frontal delvehículo, delante del radiador.• Una botella acumuladora se encarga deasegurar la presencia de suficiente fluido re-frigerante así como de la deshumidificacióndel bucle.• Un tubo de aluminio (acero antiguamen-te) conduce el líquido hasta la válvula de ex-pansión. La tecnología más empleada es laválvula de expansión termostática que abreo cierra más en función de la presión y tem-peratura del gas a la salida del evaporadorcon el objetivo de mantener ahí un pequeñosobrecalentamiento positivo.• El evaporador enfría todo el aire que esimpulsado por el ventilador y posteriormente

una pala de mezcla se encarga de derivarparte de este aire al radiador con el objetode obtener la temperatura requerida por elcliente.• Un tubo de aluminio se encarga de retor-nar el gas al compresor.

Varias evoluciones hacen que los bucles deaire acondicionado de hoy en día no se pa-rezcan a los de hace veinte años.1. La primera de todas es debida a las nor-mativas medioambientales.

A principio de los años noventa se produ-jo la sustitución del R12 (CFC) por el R134a(HCFC), debido al potencial de destrucciónde la capa de ozono de los CFC.

La sustitución por el R134a tuvo impactos:a nivel de prestaciones térmicas (fluido me-nos eficiente), presiones de funcionamientomás elevadas (ruido), necesidad de utiliza-ción de aceites sintéticos para la lubricacióndel compresor y necesidad de mejora de laestanqueidad de los bucles, ya que la molé-cula es de menor tamaño.

Sin embargo, esta sustitución sólo solucio-nó parte del problema de emisiones ya queel R134A (cada vehículo cuenta con aproxi-madamente 600g de R134a) tiene un GWP(Global Warming Potential) de 1410 siendola referencia la molécula de CO2. En su afánde lucha contra el efecto invernadero la le-gislación europea prohibirá para los nuevosmodelos a par tir de 2011 la utilización derefrigerantes con GWP>150.

Actualmente los constructores y provee-dores trabajan para alcanzar el objetivo, lasalternativas propuestas son varias:• El R744 (CO2) posee la ventaja de ser unfluido natural con GWP 1, evidentemente, sinproblemas de toxicidad en las concentracionesposibles, no inflamable y sumamente barato…Sin embargo posee desventajas: en cuanto aeficiencia: tanto, que es posible que para utiliza-ciones en países cálidos del sur de Europa, elimpacto del sobreconsumo sobre el efecto in-vernadero en el ciclo de vida del vehículo seamayor que el impacto de reducción de GWPal sustituir el R134a. Las presiones de funciona-miento exigen también una reconcepción detodos los elementos del bucle que deben deser más rígidas (problema para la acústica declimatización y vía de paso de vibraciones mo-tor).También es necesaria la introducción denuevos intercambiadores de calor lo que con-sume espacio en el vano motor. Debido a loanterior es también a nivel de precio una alter-nativa extremadamente cara. Aún así, es hoyen día una de las opciones más probables ya

Veinte años es mucho… 67

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que resolvería el problema de fluidos refrige-rantes definitivamente. Los fabricantes alema-nes se declaran abiertamente hacia esta solu-ción y organizaciones no gubernamentalesintentan presionar a los fabricantes alegandosu carácter de fluido natural.• Fluidos de sustitución: el objetivo de lasempresas químicas es obtener un fluido que,cumpliendo la normativa, permita hacer unasustitución (drop-in) directamente sobre elcircuito actual sin realizar grandes modifica-ciones del sistema. La empresa dueña de lapatente obtendría jugosos beneficios. Múlti-ples propuestas han sido realizadas y optimi-zadas entre los constructores, los proveedo-res y las empresas químicas.Algunos de estosfluidos puede demostrar que no son tóxicosni inflamables, y que son eficientes térmica yacústicamente. El precio fijado por las em-presas dueñas de las patentes debe de sermuy competitivo para los fabricantes y aúnasí, al ser fluidos de síntesis química conGWP>1 podrían no ser el fluido elegido, yaque se podría mantener la incertidumbre dela temporalidad y la presión social para sueliminación.• Existen también otras alternativas con flui-dos inflamables lo cual exige la presencia deun circuito secundario en el interior del habi-táculo ya que no es admisible su presencia allí.

Dado los periodos de desarrollo de losvehículos, la decisión definitiva no debe de-morarse más de 2008 si se quiere evitar te-ner que desarrollar alternativas en paralelopara los vehículos de 2011.2. La otra gran evolución del bucle de aireacondicionado viene del control del siste-ma:• Actualmente la opción es climatizaciónregulada (monozona, bizona, trizona…..) o

manual. Los sensores de temperatura interiory exterior e insolación permiten al calculadorgestionar la climatización de manera automá-tica intentando adaptarse a las preferencias delos clientes. Sin embargo, estudios de campomuestran claramente varios tipos de clientespor lo que la tendencia actual en los nuevosmodelos es la introducción de la personaliza-ción en la climatización automática permitien-do al cliente elegir la “agresividad” del sistema.• El elemento que más ha evolucionado esel compresor, actualmente en Europa, y conexcepciones, se ha pasado de compresoresde cilindrada fija a cilindrada variable por loque el bucle de aire acondicionado ha pasa-do de ser un sistema de todo/nada a un siste-ma que se adapta a las necesidades de cargatérmica. Una válvula hidráulica o electrónicapermite a los compresores de pistones va-riar la inclinación del plato y cambiar su cilin-drada. La evolución más radical del conceptoson los compresores cuyo plato se pone a90º del eje de giro lo que les permite pres-cindir del embrague (-2kg). En la práctica es-to no es tan sencillo ya que hay que contra-rrestar inercias y evitar “daños colaterales” sise gripa el compresor.

Las ventajas de disponer de un sistemaprogresivo son varias entre ellas destacan:• la disminución de los tirones y el ruido enlas entradas y salidas del compresor• aumentar la eficiencia del sistema al no te-ner que calentar el aire sobreenfriado• posibilidad de eliminar la sonda de heladodel evaporador.

La adopción de motorizaciones híbridas oeléctricas puras y también la de sistemas de“Stop&Start” durante las paradas de los ve-hículos hace que sea necesario la adopciónde mecanismos de acumulación de frío o decompresores desvinculados del motor tér-mico, ya que un cliente no aceptará quedar-se sin climatización en mitad del atasco enverano. El hecho de introducir compresoreseléctricos posibilitaría el control del caudalde refrigerante a través del régimen de girodel compresor con pequeños compresoresde cilindrada fija. Debido a las potencias re-queridas por un compresor de climatización(hasta unos 10kW) se necesitan redes eléc-tricas en el coche distintas a la de 12V de lasbaterías actuales, por lo que hoy en día (uni-do al peso y coste de esta solución) no esuna solución aplicada en vehículos.

Como se ve el vehículo es un productocon más de 100 años pero que no deja deevolucionar en cada uno de sus detalles.

Modelo 1987 Modelo 2007

Alimentación Carburador doble cuerpo Inyección indirecta multipunto

Distribución Árbol de levas en culata Doble árbol de levas en culata

Cilindrada 1721 cc 1998 cc

Compresión 10.0 9.8

Potencia 90 CV à 5500 tr/min (53CV/l) 135 CV à 5500 tr/min (61,5 CV/l)

Par 14.1 mkg a 3500 tr/min 19.5 mkg à 3750 tr/min

Caja de cambios JB1-007 Manual 5 marchasNDO-015 Manual 6 marchas

DP0 Automática 4 marchas

V a 1000 rpm (5ª) 37,11 km/hManual (6ª) 37,33 km/h

Automática (4ª) 35,79 km/h

Anticontaminación No Euro 4

Catalizador No Si + filtro de partículas

Tabla 5. Motores gasolina

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