Visita a un túnel de viento
A qué chica o chico de 8vo. grado no le fascina visitar el laboratorio de Física en la escuela secundaria en el que el doctoral profesor con gafas de aumento, émulo del hechicero Merlín, ejecuta un ejercicio que mas parece un acto de magia que una demostración científica. Así nos sentimos, pero de adultos y como testigos de un experimento de verdad, el grupo de periodistas hispanos de automovilismo, residentes en Estados Unidos y México, invitados por el Departamento de Relaciones Publica de FCA (Fiat Chrysler Automóviles) a visitar el Centro Tecnológico de la compañía automotriz, en Auburn Hills, Michigan. Y la visita al sitio, efectuada el viernes 28 de junio de 2019, contempló una demostración en el Túnel de Viento de Chrysler.
Los túneles de viento son laboratorios tecnológicos que, como razona la lógica, resultan de gran utilidad en la ingeniería aeronáutica. Pero las compañías automotrices también los emplean como herramienta para medir el coeficienciente de aerodinamismo de los autos que fabrican y la resistencia el aire en el desplazamiento del carro. Aquí la regla de tres se traduce en que un vehículo mas aerodinámico es mas eficiente, y un vehículo mas eficiente, por redundar en economía de bolsillo, siempre es preferido por los consumidores y, por tanto, se venderá mas fácilmente. Aunque el coeficiente de areonimanismo de los automóviles tiene un efecto relativamente mínimo en la eficiencia de los vehículos no es, a pesar de eso, aspecto que desdeñan los fabricantes de coches.
FCA no es la única compañía automotriz que posee un túnel de viento para ensayar allí sus productos. Pero no todas tienen uno. Mas lo que sí es cierto es que FCA, otrora Chrysler en los tiempos de fundación de la firma originaria de Detroit, fue la primera en los Estados Unidos en prestarle atención a los beneficios de tener y explotar un túnel de viento. La historia se remonta a la década de los ‘30 del siglo XX cuando el genial ingeniero y diseñador Carl Breer ideó el Chrysler Airflow.
El Airflow, que se vendió entre los años 1934 y 1937, fue un automóvil fabuloso que, ¡ay!, resultó empero un fracaso comercial. Los autos son cosa de timing… si un auto es anticuado en su nacimiento, está en apuros… pero si por el contrario, está adelantado a su tiempo, ¡peor aún!, porque el mercado no lo entenderá y por lo tanto la gente no lo va a comprar.
El coche no sólo era muy avanzado tecnológicamente, sino que por añadidura, como su nombre indica (Airflow) tal parecía haber sido dibujado, esculpido, por una “corriente de aire”, optimizando así la silueta de lágrima. Nada, que su styling no fue bien recibido por el público de entonces. Pero dejando detrás este sabor amargo de la historia, lo que cuenta ahora es que Breer, afanoso por lograr un auto aerodinámico, se fue a ver los padres de la aviación en Estados Unidos, los hermanos Wright. En realidad, con quien Breer conversó fue con Orville, porque Wilbur había muerto de tuberculosis en 1912, y este le recomendó que construyese un túnel de viento. Siguiendo el consejo, Carl Breer, auxiliado por los ingenieros Fred Zeder y Owen Skelton, ejecutó una serie de ductos de aire generado y controlado artificialmente en Highland Park, en los que en abril de 1930 realizó tests a medio centenar de autos a escala del momento… para comprobar que los vehículos de entonces ¡eran mas aerodinámicos en marcha atrás que avanzado de frente!
Ahí nació el primer túnel de viento aplicado a automóviles en Estados Unidos, y la compañía Chrysler pues es pionera del fenómeno.
En aquella misma época Alemania también creó su primer túnel de vientos, pero la historia no precisa fecha para certificar a cuál nación corresponde la primogenitura del asunto. Mas sin duda en Chrysler recae la paternidad norteamericana de los túneles de viento, y por tal historicidad, resultó emocionante para nosotros la visita al actual túnel de viento de FCA.
El Wind Tunnelo Túnel de Viento de Chrysler que vistamos, se encuentra en las instalaciones de las oficinas centrales y el Centro Tecnológico de Fiat Chrysler Automobiles en Auburn Hills, Michigan, a unas 30 millas al norte de Detroit.
El túnel comenzó a operar en el año 2003. Se construyó a un costo entonces de $37 millones de dólares. Allí se prueban todos los vehículos de FCA producidos en Estados Unidos, y eventualmente algunos de Fiat procedentes de Italia, a pesar de que la compañía italiana tiene una instalación homóloga en el Centro de Investigaciones de Fiat, en Orbassano.
El túnel trabaja 12 horas diarias, cinco días a la semana, o sea, unas 60 horas semanales en diferentes turnos de trabajo, y es operado por ingenieros especializados, algunos de los cuales proceden del mundo de la aviación.
En realidad, este túnel no es un simple tubo eólico, sino un laberinto o galería sin fin, toda conectada, a través de la cual circula la corriente de aire que genera la turbina o ventilador gigante. Este ventilador es capaz de producir una corriente de aire de 160 millas por hora sostenidas, aunque generalmente se explota a una velocidad promedio de 140 millas por hora. El motor eléctrico lo fabricó General Electric, y tiene una potencia de 6300 caballos de fuerza. La propela o hélice generadora de aire tiene 12 aspas, y gira o rota en sentido horario.
Las estrictas normas de seguridad, tanto de control humano como automatizadas, impiden que el rotor comience a operar si se encuentra una persona en sus cercanías o en otro punto de la galería que no sea el de la recámara donde se ensaya ante un generador de humo el vehículo de pruebas.
Es uno de los túneles de viento mas silenciosos del mundo, porque ostenta un tratamiento acústico especial. Algunas secciones o cámaras son mas sordas, incapaces de eco, porque en ellas se mide el nivel de insonorización de la cabina de los vehículos de FCA y por eso se hace necesario que absorba todo ruido. Las paredes y el techo son de concreto, de tres pies de ancho, lo cual quiere decir que se trata de un edificio a prueba de huracán… desde adentro.
Puede ensayar vehículos tan grandes como camionetas, SUV’s, minivans, etc.
El túnel garantiza en su plataforma rotatoria diversos ángulos e inclinaciones del vehículo sobre varios ejes imaginarios.
El túnel analiza el coeficiente de aerodinamismo y los índices de resistencia al aire de los vehículos de FCA. Allí son llevados los vehículos reales, y también modelos a escala, hechos de barro. En el momento de nuestra visita se encontraba allí una maqueta a escala de la camioneta Jeep Gladiator, de una proporción o relación de 3 a 8.
Este modelo, y todos los que se ensayan en este túnel de viento, reproducen hasta el mas mínimo detalle el vehículo real que simula, incluso por debajo hasta en el más mínimo de sus elementos y protuberancias.
Valga decir que una libra del modelo de barro, equivale a 19 del vehículo real.
Nuestra experiencia en el túnel de viento de Chrysler fue ver estudiar el coeficiente de aerodinamismo de un vehículo.
El episodio demostrativo consistió en observar a una ingiero operar un dispositivo que genera un chorro de humo, y que emite una tobera. El ingeniero, dispositivo en mano, con la corriente de aire a su espalda, se mueve frente al al vehículo y a sus costados y por debajo, y observa el curso que sigue la emisión de humo impulsado por la corriente de aire y así apreciar los puntos del vehículo que son mas o menos aerodinámicos y que mas o menos resistencia ofrecen a aire, cuando se desplaza. Aquí por supuesto, la operación es a la inversa que el a la vida real, porque el vehículo permanece estético.
La iluminación del recinto es perfecta para observar el rumbo del humo.
Lo mas interesante de la experiencia fue el vehículo escogido para la prueba: la nueva camionera Gladiator, que es una derivación del Jeep Wrangler. Tanto uno como la otra, por sus firmas, son los vehículos mas reacios de FCA a cooperar con una conducta aerodinámica. Son vehículos cuadrados en términos generales, con guardabarros que se proyectan lateralmente en la carrocería.
Intentar aerodinamizar tanto al Wrangler como a la Gladiator, es todo un desafío para los ingenieros del túnel de viento, que tienen que recomendar a los diseñadores modificaciones en los puntos críticos del vehículo para hacerlo menos resistente al aire. Pero aquí se produce un antagonismo cuasi moral entre la mentalidad de los ingenieros versus la de los estilistas, porque la función (o al menos la aspiración) de los primeros es convertir en un huevo a la Gladiator y al Wrangler, mientras que los diseñadores se oponen a renunciar a la estirpe y la historia de la estética de estos coches antológicos.
Arte e ingeniería sin duda son duelistas naturales.
Nos contaron los ingenieros in situ que una de las batallas mas grandes de su lado fue solicitar suprimir los anclajes o martinetes que aseguran el capó de la Gladiator, elementos nada aerodinámicos, pero sin los cuales ni la camioneta ni el vehículo matriz, el Wrangler, ostentarían su personalidad.
Los enemigos mas grandes del coeficiente de aerodinamismo de cualquier coche son el parabrisas, los guardabarros, la parrilla, la parte debajo del coche, y las bóvedas de las ruedas. La parrilla y el parabrisas de la Gladiador son planos… pero renunciar a su anatomía sería quitarle la identidad al vehículo. ¿Entonces? Pues para algo existen las negociaciones: Se inclina el el parabrisas un poco más hacia atrás y se procura que el plano de la superficie transparente sea un poco mas abombado, y que la parrilla contemple aperturas que disipen la corriente de aire que pasa a través de sus históricas siete aperturas.
Uno de los retos mas grandes fue lidiar con el parachoques y toda la parte inferir de la Gladiator. Por eso, a pedido de los ingenieros del túnel de viento se modificó un poco el parachoques y se agregó a partir de éste una lámina deflectora que incremento el coeficiente aerodinámico en un 5.9%... lo cual es un número enorme.
¿Los guardabarros? Ni le pase por la mente al lector en tanto que imaginario ingeniero del túnel de viento suplicar su supresión a los diseñadores. ¿Y..? Bueno, se moderan, se reducen, se les agregan molduras y relieves para canalizar el aire… pero ahí se quedan.
La asistencia a esta sesión de trabajo del túnel de viento de FCA en Michigan no sólo fue reveladora, aleccionadora y recompensadora para a partir de ella transmitir mejor las explicaciones de los porqué un vehículo es como es, sino entretenida. Y representó una bonita oportunidad para regresar a aquella clase de Física de 8vo. grado, y recordar el experimento de los vasos comunicantes de Pascal; principios necesarios como aquel de que “a más área más equilibrio”… y hasta recobrar el nombre del “profe”, que se nos había escapado por un hueco negro de la memoria.