La industria automotriz necesita reinventarse y mejorar día a día, y para ello las marcas tienen que realizar la mayor cantidad de ensayos posibles para mejorar, o quizás no si utilizan otras técnicas más baratas.
Hacer ensayos destructivos supone una gran inversión, pero en cambio la simulación nos permite sacar conclusiones fiables sin invertir tantos recursos, y una vez tenemos conclusiones podemos implementarlas para hacer ensayos físicos y mejorar el vehículo rápidamente.
Hoy hemos tenido la oportunidad de entrevistar a un ingeniero de simulación que nos va a contar su experiencia y visión de la automoción. Imanol Molinet trabaja en IDIADA, una empresa española que tiene mucho que ver en el desarrollo de vehículos:
LdM: 1- ¿A que se dedica tu empresa Applus IDIADA?
IM: IDIADA (Instituto De Investigación Aplicada Del Automóvil), es una empresa que opera de forma global y que presta servicios de diseño, ingeniería, ensayos y homologación de vehículos. Cuenta con alrededor de 2500 ingenieros y técnicos en varios países y con numerosas instalaciones necesarias para hacer los ensayos que requieran los clientes.
LdM: 2- ¿Qué estudiaste para trabajar en IDIADA y por qué decidiste unirte a esta empresa?
IM: Estudié Ingeniería mecánica en la universidad pública de Navarra (UPNA) y más tarde un máster llamado “Ingeniería mecánica aplicada y computacional” también en la UPNA.
Durante el máster empecé a oír el nombre de IDIADA como referente en España en cuanto a pistas de ensayo y entonces empecé a investigar y vi que hacían muchas más cosas, entre ellas la simulación estructural, en la cual estaba interesado. Lo demás fue lo típico, vi una oferta en InfoJobs, apliqué y tuve la suerte de que me contrataran. Eso fue allí por 2013.
LdM: 3- ¿Por qué los fabricantes de automóviles acuden a IDIADA si ellos tienen muchísimos años de experiencia automovilística?
IM: Ya sabes que en el mundo de hoy en día la externalización del trabajo está a la orden del día. Para empezar no todos los clientes tienen las instalaciones necesarias para realizar todos los ensayos necesarios en un vehículo. Además, la mayoría de constructores tampoco tienen el número necesario de ingenieros necesarios para el desarrollo de un nuevo vehículo. También hay que tener en cuenta que hay muchos tipos de clientes, algunos con muchos años de experiencia y otros con menos, por lo que requieren subcontratar empresas que tienen este conocimiento de desarrollar un vehículo.
LdM: 4- Haces simulación de elementos finitos de estructura, cuéntanos cómo se hace y que utilizas para ello. ¿Necesitas un ordenador especial?
IM: Para hacer las simulaciones por elementos finitos (FE), partimos de unas geometrías que provienen de programas como CATIA y otros programas de diseño 3D. Dividimos esa geometría en pequeños trozos, lo que llamamos mallar, y montamos los modelos aplicándoles todas las propiedades necesarias a los materiales, como por ejemplo su rigidez, densidad o amortiguamiento. Una vez el modelo está preparado, se le aplican unas cargas y obtienes unos resultados. Estas cargas y resultados pueden ser de muchos tipos.
Obviamente este tipo de métodos de simulación ha entrado en su apogeo en los últimos años, ya que se requiere una potencia computacional alta. Las máquinas que
utilizamos necesitan una buena tarjeta gráfica y memoria RAM para mover los modelos, sin embargo, en nuestro caso las simulaciones se envían unos servidores que están en remoto, en otra habitación. Son máquinas grandes con muchos procesadores.
LdM: 5- ¿En qué consisten las simulaciones de durabilidad/fatiga o vibraciones/ruidos de componentes que realizas? ¿Tú lo simulas y después el fabricante somete las piezas a pruebas para confirmar tus cálculos?
IM: Las simulaciones de durabilidad o vibraciones/ruido (NVH), simulan lo que más tarde se hace en los ensayos.
Se pueden hacer simulaciones de durabilidad de componentes, como por ejemplo una carga de sobre apertura de una puerta que luego se tiene que ensayar. Nosotros hacemos mucha simulación de vehículo completo, como por ejemplo calcular el daño a fatiga si un coche hiciera muchos kilómetros en una carretera adoquinada.
En el caso del NVH, se hacen simulaciones de componentes como la columna de dirección, sistema de escape, puertas y portón, etc. y también hacemos simulaciones de vehículo completo en las que se le aplican al modelo unas cargas que vengan del motor o de la suspensión (pueden ser de ensayos o de otras simulaciones si aún no existe un prototipo) y medimos las vibraciones en diferentes puntos como el volante, asientos o pedales, como también la presión acústica en el oído del conductor y de los pasajeros.
Llega un momento que se construye un prototipo y se realizan unos ensayos, ya que aún no nos podemos fiar 100% de las simulaciones. Sin embargo el número de prototipos que se necesitan para el desarrollo de un vehículo ha descendido drásticamente desde que la simulación ha mejorado tanto. El ahorro es tremendo ya que un prototipo vale mucho dinero.
Cuando se hacen los ensayos, los modelos se correlan para que así tengan resultados muy parecidos a los de los ensayos y poder así seguir desarrollando el vehículo con más precisión.
LdM: 6- Has trabajado también en proyectos de seguridad de vehículos/peatones, ¿puedes contarnos que has hecho y que aplicación ha tenido en los vehículos?
IM: Realmente no he trabajado mucho en temas de seguridad pasiva, pero sí que en todos los proyectos tienes relación con esta área ya que hay que comunicarse constantemente. Básicamente lo que se hace es replicar por simulación lo que más tarde se hace mediante un ensayo. Como podrás imaginar, los ensayos de seguridad pasiva son destructivos, así que cuantos menos prototipos necesites más dinero ahorras. Se realizan todo tipo de simulaciones como choques frontales, laterales, posteriores, a distintos ángulos etc. tanto para temas de homologación como para asociaciones de consumidores con EuroNCAP. El objetivo es desarrollar una estructura que absorba energía y proteja a los ocupantes.
En cuanto a la protección de ocupantes y peatones es lo mismo, desarrollas unos componentes que dañen lo mínimo una pierna o la cabeza de un peatón que atropellas así como ayudamos en el desarrollo de airbags o cinturones de seguridad para que los ocupantes sufran el menor daño posible.
LdM: 7- ¿En que influye para tus simulaciones la inminente electrificación de los automóviles? ¿Supondrá un gran cambio a la hora de trabajar?
IM: La electrificación afecta a todas las áreas de las que hemos hablado antes, seguridad pasiva, durabilidad y NVH ya que la estructura del coche cambia y llevas debajo una estructura con una batería a la que tienes que proteger a toda costa.
En el caso de las vibraciones y la acústica el cambio es muy grande. Hasta ahora el estudio se centraba en las bajas frecuencias, ya que el motor de combustión aplica cargas a estas frecuencias. Ahora el motor eléctrico aplica cargas a más altas frecuencias lo que cambia el método de cálculo por completo. Antes se utilizaba la superposición modal para obtener las respuestas de vibraciones y acústicas, sin embargo el número de modos a calcular cuando subes en frecuencia crece exponencialmente por lo que el tiempo de cálculo se vuelve inviable. Para las altas frecuencias se utilizan métodos estadísticos con la energía como variable principal. Es un cambio grande en el que ya estamos trabajando.
LdM: 8- ¿Cómo es eso de trabajar con fabricantes diferentes? Debe cambiar mucho de trabajar con fabricantes europeos a asiáticos o americanos por ejemplo.
IM: Desde luego, no es lo mismo trabajar con un constructor que lleva muchos años y que tiene un “know how” muy grande que con una start-up que no tiene ese conocimiento y que por lo tanto nosotros tenemos más responsabilidad.
Y desde luego trabajar con clientes de diferentes partes del mundo es totalmente diferente debido al cambio cultural y nosotros como proveedores de servicios tenemos que aprender a adaptarnos y ser flexibles.
LdM: 9- Suponemos que el tema confidencialidad entre fabricantes será complicado de cumplir. ¿Ocurre que un fabricante desarrolle algo con Idiada y otros lo usen después?
IM: El tema de la confidencialidad es muy importante en IDIADA y los trabajadores lo sabemos. Está claro que no podemos dar a un cliente información de otro cliente. IDIADA tiene unos procedimientos internos muy estrictos de confidencialidad y aparte realiza auditorías específicas para muchos de sus clientes.
LdM: 10- ¿Cuál crees que será el futuro cercano de la automoción? Se avecinan nuevos cambios hacia nuevas tecnologías (coche eléctrico, coche autónomo, movilidad, etc)
IM: Bueno adivinar el futuro siempre es complicado y este no es mi campo de trabajo pero haré lo que pueda. Vamos por partes.
La electrificación es un hecho, ya está aquí y parece que no hay vuelta atrás aunque aún falta tiempo para que sustituya a la combustión. Los principales problemas son la autonomía y la preparación de las ciudades para estos coches.
En cuanto al futuro del coche autónomo es más incierto. Parece que tarde o temprano llegará pero no se sabe cuándo a ciencia cierta. Lo que sí se sabe es que cuando llegue, junto con la movilidad en las ciudades cambiará la industria de la automoción. Parece que todo tiende a que se venderán menos coches ya que éstos se compartirán así que las empresas tendrán que reinventarse. Es un futuro incierto pero muy interesante.
En cuanto a mi trabajo, todos esto cambios también nos afectarán, por ejemplo en la seguridad pasiva. Todos los sistemas de retención de los coches se desarrollan para una posición de los pasajeros determinada, sin embargo en los coches autónomos la gente podrá ir trabajando, jugando a las cartas o incluso durmiendo. La cantidad de ensayos que se tendría que hacer es enorme y aquí es donde entra la simulación que sí podría tener en cuenta todos estos casos de una forma más económica.
LdM: Muchas gracias Imanol por compartir con nosotros tu visión sobre el mundo del automóvil y enseñarnos sobre lo que haces para ayudar a los fabricantes a ofrecer mejores vehículos a los clientes.
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