Aerodinámica en la era de la electromovilidad

En el ciclo de homologación WLTP, vencer la resistencia del aire supone aproximadamente un 10 % del consumo total de un coche con motor de combustión. En un vehículo eléctrico, en cambio, esa proporción está entre el 30 y el 40 %. Eso en un ciclo estándar, que no siempre equivale a las condiciones reales de circulación. Por ejemplo, en un trayecto por autopista, mover el aire alrededor del coche puede llevarse un 50 % de la energía generada por la batería.

La razón es que la propulsión eléctrica resulta más eficiente. Gran parte del consumo en un vehículo de combustión es energía que se pierde como calor. En uno eléctrico, en cambio, casi toda la energía se emplea en vencer la resistencia aerodinámica y de rodadura.

Por tanto, en un modelo eléctrico la aerodinámica cobra una relevancia especial. Todo lo que se haga para reducir esa resistencia, tendrá un efecto aún más positivo que en un vehículo con motor de combustión. Por esa razón no resulta sorprendente que el Taycan tenga el coeficiente de resistencia aerodinámica más favorable de todos los modelos actuales de Porsche: Cx 0,22. Veamos cómo es posible.

Un coche eléctrico parte con ventaja por dos razones. En primer lugar, en un motor de combustión es preciso evacuar una gran cantidad de calor que no se convierte en trabajo. Se hace mediante un sistema de refrigeración, con un radiador que condiciona el diseño aerodinámico del coche. El motor de un eléctrico desprende mucho menos calor y, por tanto, no requiere un sistema de refrigeración tan complejo. De hecho, en ciertas condiciones puede funcionar sin un flujo que lo refrigere. En segundo lugar, la parte inferior de un vehículo con motor de combustión aloja el sistema de escape, incluidos algunos de los dispositivos de descontaminación, como el catalizador. Eso crea turbulencias en la parte inferior que aumentan la resistencia. Todo lo que implique mover aire equivale a consumir energía. En un coche eléctrico como el Taycan, en cambio, entre los ejes están las baterías con un fondo plano; es decir, puede fluir el aire sin impedimentos.

Con ese punto de partida, los ingenieros de Porsche realizaron un diseño aerodinámico capaz de explotar esas ventajas. Uno de los elementos que lo hace posible es la aerodinámica activa. Tomas de aire frontales de gran sección proporcionan un gran flujo para refrigeración de elementos mecánicos, principalmente los frenos. Eliminar esas tomas de aire, en cambio, supondría disminuir la resistencia del aire. La solución: Porsche Active Aerodynamics (PAA). Las entradas de aire frontales inferiores del Taycan tienen elementos móviles para dirigir el aire: están cerradas si es posible y abiertas si es necesario. El control central que conecta todos los sistemas del chasis, registra la carga térmica de los discos de freno y, en caso de que haga falta, les aplica una refrigeración intensa.

En la parte posterior del Taycan, el alerón se despliega en tres posiciones con distinto propósito. Como en el caso de las tomas de aire delanteras, aquí también se evita una solución de compromiso. La resistencia al avance no es el único valor aerodinámico que importa. Especialmente en un deportivo, es fundamental que la carrocería no experimente elevación por efecto del aire a velocidad alta. Si ocurriera, la presión de las ruedas sobre el suelo disminuiría y, por consiguiente, también su adherencia. Con sus distintas posiciones, el alerón del Taycan puede bien reducir la resistencia, para aumentar la eficiencia y la autonomía, o bien generar carga para incrementar la adherencia de las ruedas, por ejemplo, para mejorar el agarre en curvas rápidas.

La aerodinámica activa tendrá un papel aún más importante en el futuro y sus posibilidades se podrían tomar hoy como historias de ciencia ficción. Por ejemplo, un equipo de la Universidad de Stuttgart está estudiando cómo mejorar la aerodinámica con altavoces. La idea es crear vibraciones en la carrocería que alteren el flujo de aire. Según cuenta el profesor Andreas Wagner, catedrático de ingeniería del automóvil, “si se introduce un pulso definido en el flujo alrededor del coche mediante altavoces, se puede influir en su comportamiento de separación”. Ya han obtenido resultados positivos, como una reducción de un 7 % en el Cx de un todoterreno.

Otra posibilidad de futuro es que los coches cambien de forma según su velocidad. Ya existen materiales que lo hacen cuando se someten a cambios de temperatura o tensión eléctrica. Podrían ser utilizados, por ejemplo, para orientar el flujo de aire de la mejor forma posible a diferentes velocidades. Y, como siempre que se habla de futuro, aparece la inteligencia artificial. En este caso tendrá un papel muy relevante para facilitar la concepción y el desarrollo de los vehículos. "Cambias una forma con el ratón e inmediatamente ves lo que eso significa para la aerodinámica", explica Marcel Straub, Ingeniero Jefe de Aerodinámica y Gestión Térmica en Porsche Engineering. "Ya hemos aprovechado este método basado en IA para el perfil del alerón de un Porsche GT3".

¿Llegar a la forma aerodinámicamente óptima hará que todos los coches sean iguales? El profesor Wagner piensa que no: "Se puede conseguir un buen valor Cx de diferentes maneras". Straub es de la misma opinión: "No habrá riesgo de confundir un coche con otro, ni siquiera en el caso de los mejores vehículos en términos aerodinámicos". Es decir, incluso en un futuro lejano, tendremos deportivos de propulsión eléctrica muy aerodinámicos e inconfundiblemente Porsche.