Sunsundegui busca mejorar la aerodinámica introduciendo en sus autobuses sistemas usados en vehículos de competición

Cada litro de combustible no consumido, y por ende de emisiones no emitidas a la atmósfera, es un logro. Pero si el vehículo en cuestión es de largo recorrido y realiza la friolera de 400.000 kilómetros al año lo es aún más. En plena carrera para cumplir los objetivos de descarbonización planteados por la Comisión Europea justifica con creces la obsesión de los fabricantes por reducir el consumo de sus vehículos. La carrocera navarra Sunsundegui, inmersa en un ambicioso plan de viabilidad para asegurar su futuro, ha querido poner de manifiesto su capacidad innovadora y apuesta por el desarrollo sostenible liderando un proyecto con el que aspira a conseguir reducciones de consumo (y emisiones de C02) de hasta el 6% que en un vehículo de largo recorrido se traducirían en un ahorro anual aproximado de 10.200 euros. Lo que plantea en el marco del proyecto Aerosun, liderado por su director de Innovación, Roberto García Fernández, es mejorar la eficiencia de sus vehículos mediante la utilización de la Dinámica de Fluidos Computacional, conocida por sus siglas en inglés CFD (Computational Fluid Dynamics). “Estamos estudiando cómo se comportan los vehículos de la compañía, en concreto el SC5, para determinar qué opciones existen para reducir el coeficiente aerodinámico, el que determina la resistencia al viento de un vehículo cuando este avanza. Cuanto más bajo es ese coeficiente menos resistencia aerodinámica al avance del coche hay y, por lo tanto, menos consumo”. Conviene tener en cuenta que de todas las fuerzas que se originan en un vehículo en contra de su desplazamiento, la resistencia aerodinámica es la principal y que su magnitud aumenta en función de la velocidad del automóvil. Y es que aunque no siempre lo tengamos en cuenta el aire pesa y ejerce una presión sobre cualquier objeto que se encuentre rodeado de él. Una presión que no sólo se ejerce hacia abajo sino sobre toda la superficie. “Hemos hecho simulaciones para ver cómo circula el aire dentro de un vehículo y hay determinados sitios donde aparece un flujo turbulento”.

Según detalla García, con las técnicas que están utilizando lo que consiguen es modelizar, simular, analizar y, finalmente, optimizar el coeficiente aerodinámico Cx de toda la gama de producto introduciendo en sus modelos lo que han llamado sistemas de conducción de flujo. Unos sistemas utilizados en eólica, vehículos de competición y aeronáutica y que tratan de reducir el flujo turbulento y reconducirlo para que las fuerzas de arrastre sean mínimas. “Serían algo así como los alerones que llevan los vehículos de Fórmula 1. Ellos los utilizan para estabilizar los vehículos en carretera. Nosotros los utilizaremos para reconducir los flujos de aire y que no se generen turbulencias”. En diciembre de 2024 Sunsundegui prevé tener ya un vehículo ensayado con los nuevos sistemas de conducción de flujo que, con pequeñas modificaciones, aspira a que puedan ser intercambiables entre los diferentes modelos a fin de aprovechar sinergias.

La carrocera navarra, con sede en Alsasua, más de 230 trabajadores y presente con sus modelos (SC7, SC5, SB3GO y SB3) en más de 20 países de Europa, África y Asia, está colaborando en el proyecto Aerosun con empresas de alto nivel tecnológico como Altair o Meletea, además de con centros tecnológicos (Gaiker, Naitec o Idiada) y universidades como la UPV/EHU.

Los resultados de los análisis que está llevando a cabo serán expuestos en la Conferencia Europea sobre sistemas de Energías Renovables (ECRES 2022) que desde hoy y hasta el lunes tendrá lugar en Estambul (Turquía) con participantes de más de 40 países de diferentes continentes. Con el apoyo de la Universidad del País Vasco, en Sunsundegui han sido capaces de predecir cuál sería el consumo de sus vehículos si el coeficiente aerodinámico varía. “Una décima en la reducción de ese coeficiente confiere un ahorro medio de consumo del 6% que podría variar en función del modelo y recorrido que realice el vehículo”. Para realizar las simulaciones virtuales están utilizando el clúster de cálculo que tiene la UPV en Leioa. “Se trata de una máquina de cálculo de 3.800 núcleos que permite hacer cálculos muy complejos que en un máquina normal llevarían años”.

En el marco del proyecto Aerosun, también trabajarán en el desarrollo de diferentes sistemas que mejoren la conducción del aire. Sistemas que, por ejemplo, permitan reducir la estela que deja el vehículo, especialmente indicados para vehículos de largo recorrido. Otra de las opciones que barajan es la sustitución de los espejos convencionales por sistemas de cámara o la colocación de cortinas de aire con la que se conseguiría que el flujo de aire no se separe de las caras laterales del vehículo mejorando el coeficiente aerodinámico.

Ensayos en Idiada

“El objetivo es instalar estos sistemas en un vehículo prototipo y ensayarlo en la pista Idiada ubicada en Tarragona a fin de verificar que los valores identificados en la simulación se cumplen”. El director de Innovación de Sunsundegui remarca que junto con el servicio técnico alemán, Idiada es la entidad de homologación más importante de Europa. “Prácticamente todos nuestros reglamentos están homologados por ellos”.

El nuevo sistema de conducción de aire ya ensayado en un vehículo se espera que vea la luz en diciembre de 2024. Para esa fecha, como expone Roberto García, el sistema será un prototipo mostrable aunque sin llegar todavía a ser industrializado. Para la prueba inicial se está pensando en el modelo SC7 de la compañía y también en el SC5, diseñados especialmente para largas y medias distancias.

Además de la mejora de la aerodinámica y la optimización de los sistemas de climatización, la carrocera lleva tiempo trabajando en otro proyecto para seguir aligerando su carrocería. Desde la compañía explican que para evitar que un aligeramiento excesivo derive en estructuras demasiado flexibles, han desarrollado su propio método de cálculo por elementos finitos con el que son capaces de predecir los efectos de la fatiga de materiales en las uniones soldadas. Unas tareas de diseño, análisis y validación que realizan gracias al acuerdo que mantienen con Altair desde 2019 para la utilización del software de cálculo por el Método de Elementos Finitos, Hyperworks, con el que poder profundizar en la mejora de sus carrocerías. “Los retos que plantean las nuevas tecnologías de electrificación empujan a los carroceros a investigar el aligeramiento de componentes y estructura con un enfoque innovador”. Haciendo suyo este reto Sunsundegui plantea una reconceptualización del diseño de la superestructura replanteando el problema desde el inicio e investigando cada vía de mejora.

1 Inicios. El proyecto surge como respuesta al doctorado que Roberto García Fernández, director de innovación de Sunsundegui, está llevando a cabo en la Universidad del País Vasco y a la propia necesidad de la compañía para reducir el consumo de los vehículos. Se trata de un proyecto de investigación con un importante valor técnico-científico.

2 Desarrollo. Aunque arrancó en septiembre, será este junio cuando empiecen a firmarse los primeros contratos.

3 Hitos. El nuevo sistema de conducción de aire ya ensayado en un vehículo se espera que vea la luz en diciembre de 2024. Para esa fecha, el sistema será un prototipo mostrable aunque sin llegar todavía a ser industrializado.

4 Objetivo. Mejorar el coeficiente aerodinámico para ahorrar hasta un 6% en consumo y emisiones.

La Conferencia Europea sobre Sistemas de Energías Renovables (ECRES 2022) reúne en cada edición a investigadores, ingenieros y científicos de todo el mundo, interesados en los avances de todas las ramas de los sistemas de energía renovable. Los principales temas versan sobre cuestiones relacionadas con la energía, desde eólica, a solar, pasando por el hidrógeno, la hidroeléctrica, la geotérmica, la concentración solar, las pilas de combustible, la recolección de energía o los sistemas de biodiésel. En la edición de este año se expondrá el proyecto que lidera la carrocera navarra. La ponencia la realizará el domingo de forma online Zugatz Ansa, miembro del equipo de investigación del departamento de ingeniería nuclear de la UPV/EHU. Unai Fernández Gamiz, profesor del departamento de Ingeniería Nuclear y Mecánica de Fluidos del mismo centro, lidera el equipo de investigación y es el artífice fundamental de la publicación que se expondrá en la conferencia bajo el título “CFD and fuel consumption analysis and study of a bus”, derivada de los estudios realizados durante el desarrollo del proyecto Aerosun.