El coeficiente aerodinámico (Cx) y su importancia en el diseño de los coches eléctricos
A la hora de diseñar un vehículo eléctrico, se busca aumentar la autonomía de todas las maneras posibles. Entre todas ellas una de las más importantes es que el vehículo presente la menor resistencia al aire posible, para conseguir una mayor eficiencia que redunde en un menor consumo y mayor autonomía. La medida de esta resistencia es lo que se conoce por coeficiente aerodinámico o Cx.
El coeficiente aerodinámico es una cifra (sin unidades) que nos indica cuál es la resistencia al viento de un coche. Se expresa con las letras Cx. El valor de referencia en 1, que representa una plancha metálica cuadrada de 1 metro de lado. A partir de ahí cuanto menor sea la cifra, menor será la resistencia aerodinámica al avance del vehículo y más eficiente se considera al vehículo.
En el contexto de los coches eléctricos, los coeficientes más habituales se sitúan entre Cx de 0,24 y Cx de 0,40
¿De qué manera se obtiene el coeficiente aerodinámico?
Para obtener el coeficiente aerodinámico hay dos herramientas fundamentales, una práctica y otra teórica. La herramienta práctica es el túnel del viento, donde con la ayuda de un vehículo de preproducción a tamaño real o maquetas a menor escala se determinan los diseños adecuados de manera precisa usando técnicas de análisis dimensional.
Este análisis práctico en el túnel del viento es complementado en la parte teórica con la dinámica computacional de fluidos. Consiste en el uso de modelos computerizados y técnicas matemáticas que permiten estudiar y analizar el movimiento de un fluido alrededor de un cuerpo sólido a través de unas ecuaciones matemáticas llamadas de Navier-Stokes.
¿Cómo se mejora el coeficiente aerodinámico de un coche eléctrico?
En el caso de los coches eléctricos y de los vehículos híbridos el dato del Cx es clave para conseguir mayores autonomías. Se pone mucho énfasis en el diseño de los vehículos para que sea más resbaladizo al avanzar y se buscan carrocerías suaves y redondeadas.
Supone una gran ayuda en los coches eléctricos poder prescindir de la rejilla delantera para sustituirla por paneles que permiten al aire resbalar con más facilidad. Los tiradores de las puertas se ocultan en la carrocería para no sobresalir. Los espejos retrovisores que generan gran resistencia se sustituyen por cámaras. Los sellados de las puertas y ventanas se optimizan para eliminar el ruido del viento.
El diseño de las llantas y los neumáticos se alisan para reducir las turbulencias que se generan cuando sale el aire que refrigera los frenos. Los difusores de la parte inferior reducen el arrastre y la altura.
Además de estas mejoras, también se pueden añadir elementos activos como las tomas de admisión de aire frontales que se pueden abrir para mejorar el paso del aire y la refrigeración o cerrar para en cambio disminuir el coeficiente aerodinámico del vehículo.
¿Cuáles son los coches eléctricos con mejores coeficientes aerodinámicos?
En los últimos años el trabajo aerodinámico en los coches eléctricos se ha intensificado con los nuevos modelos. Actualmente en el mercado destacan el nuevo Mercedes EQS, el Lucid Air y el Tesla Model S Plaid como las propuestas más punteras que consiguen los Cx más bajos.
Tesla asegura que el nuevo Model S Plaid es el vehículo de producción más aerodinámicamente eficiente con un Cx de 0,21 que le permite la aceleración de 0 a 100 km/h en 2 segundos.
El Lucid Air fichó para su equipo de aerodinámica a Jean-Charles Monnet del equipo de F1 Red Bull. Su mayor aportación es el diseño del difusor inferior que controla el aire que sale por debajo del auto y que reduce las turbulencias y mejora el flujo del aire. En su caso sólo ha utilizado simulaciones dinámicas de fluidos computacionales y ha conseguido un Cx de 0,21.
Actualmente el coche eléctrico que presume de un mejor Cx de 0,20 aprovechando todos los recursos explicados en el artículo es el Mercedes EQS Sedán, que salió a la venta el pasado otoño. La marca alemana viene de hacer grandes trabajos en la aerodinámica de sus vehículos. Cuando la Clase CLA de primera generación debutó en 2013 tenía un Cx de 0,22 siendo el automóvil de producción más aerodinámico en ese momento. Tanto el sedán Clase A actual como el sedán Clase S también tienen cifras de 0,22.
