Habitualmente debemos trabajar con criterios medioambientales ligados a la «contaminación» vibroacústica. donde se manejan conceptos como «nivel de emisión», «tiempo de exposición» o «rebasamientos».
Clubs, asociaciones, prensa especializada, proyectistas ambientales, fabricantes y usuarios de vehículos off-road se preocupan por este tema de máxima actualidad e importancia en estos momentos.
Usuarios de vehículos eléctricos, probadores de distintos prototipos y defensores de la evolución de una nueva generación de vehículos, técnicamente debemos poner de manifiesto el hecho de que las administraciones han desarrollado procedimientos de evaluación de emisiones experimentales conjuntamente con los fabricantes y asesores técnicos, además de fórmulas y algoritmos de cálculo teóricos para evaluar «niveles potenciales de emisiones» (que en realidad son medibles mediante ensayos), creando restricciones zonales e impuestos específicos, pero con un problema fundamental en el planteamiento general de esta cuestión.
El tiempo o el kilometraje de un vehículo es el factor con mayor peso específico de una ecuación de evaluación de emisiones que es básicamente una multiplicación de dos factores: emisiones CO2 por litro de combustible x litros de combustible consumido. Es decir que los litros de combustible consumidos/persona/año ( tal vez con los coeficientes de referencia usados en este estudio «afinados» con medidas realizables en inspecciones técnicas) son el mejor indicador de emisiones.
Medidas reales realizadas por AMJ14, contrastadas con datos de fabricantes y datos estimativos de tiempos de utilización de cada tipo de vehículo, demuestran que el vehículo de motor de combustión que menos contamina es normalmente el que menos tiempo se utiliza, por encima de su «potencial contaminador». (por ser motorores de gasolina el estudio se cebtra en el COx, no ha lugar hablar del NOx).
Es por ello,, que resulta que un vehículo de uso deportivo y pensado para la competición (excluyendo vehículos sin uso habitual o «parados») como la moto de motocross, se sitúa por delante en la clasificación de vehículos poco contaminantes en la categoría de vehículos con motor de combustión , dado que su uso deportivo habitual es «intenso» pero «breve». Lógicamente vehículos de emisiones bajas y uso normal (p.e. tipo quads de pequeña cilindrada) también obtienen buenos resultados.
Por último, para tener una visión global faltaría introducir en la ecuación el número de vehículos destinados al off-road realmente, número que es tan pequeño que ni suele aparecer explícitamente en las estadísticas de ventas publicadas habitualmente (por poner un ejemplo un 2 % de los vehículos son motocicletas y aproximadamente sólo un 4% de ventas de motos se considera de campo).
El vehículo offroad,, además de ser usado normalmente lejos del centro de las grandes ciudades, tiene un uso muy minoritario (más aún si nos centramos en el uso deportivo, y si pensamos que suele ser un «segundo vehículo»), uso limitado y restringido muchas veces sólo a áreas determinadas (ya nadie va a estudiar o a trabajar con las herederas de las COTAS o las ENDUROS como en los 70s) y regulado especialmente por la legislación, por lo que su aportación a la suma de emisiones es muy baja dentro del conjunto. No obstante, constituye un reto de mejora continua y un banco de pruebas en el tema de emisiones para los fabricantes de vehículos, en una etapa de transición y de coexistencia tecnológica, hasta una mayor «electrificación» del parque, que no puede ser inmediata.
Test consumo circuito cross: KTM 450 SX F gasolina 60 CV: tiempo ensayo 1 h. consumo 2,42 l/h emisiones 5,29 grCO2. KTM FREERIDE E-XC 18 CV batería eléctrica 3.9 kWh : autonomía 51 min emisiones 0 grCO2 «in situ» ( 3 grCO2 aprox. según origen de la electricidad, fabricación reciclaje baterías ,etc).
Seguiremos con interés la evolución de los proyectos de KYMCO, MECATECNO, KTM, HONDA, STAR VARK, etc, que puedan aumentar las necesidades de potencia, autonomía, facilidad de «repostaje» y durabilidad de las actuales baterías.
Por último recordar que los emisores contaminantes no se reducen a estos vehículos minoritarios y uso esporádico, y que los diagramas de pareto o circulares hacen visibles la importancia de actuar sobre otras fuentes emisoras con un peso específico muy alto tal como las propias fuentes gubernamentales describen (https://www.miteco.gob.es/es/calidad-y-evaluacion-ambiental/temas/atmosfera-y-calidad-del-aire/emisiones/act-emis/)
Normalmente este tipo de estudios se realizan mediante la ayuda de empresas de Prevención de Riesgos Laborales y existen equipos de medida específicamente diseñados para ello (SVANTEK, PCE) y permiten evaluar la mayoría de los casos.
No obstante existen casos complejos que deben ser analizados con una óptica distinta o complementaria a la habitual (por ejemplo, un vehículo off-road con manillar, pilotado en modo deportivo (en este caso modo competición, tramo de terreno poco bacheado, con curvas muy pronunciadas, sin saltos), como el que muestra la gráfica inicial con picos de aceleraciones laterales por encima de 8 g ,»rompe» todos los límites aconsejables quedando acotado su uso a menos de 15 min (vibraciones cuerpo entero aeq= 1,37 m/s2>1,15 m/s2, según las tablas de PRL), incompatible con pruebas que impliquen «resistencia».
Si incorporamos saltos al trazado (motocicleta en circuito MX) podemos obtener picos verticales adicionales que pueden elevar aún más el valor de comparación aeq= 1,8 m/s2
Test PM Vallgorguina 2022.(J.Terzán- A Rins)
En resumen, las condiciones no estandarizadas ( picos elevados de aceleración asociados a maquinaria «especial») pueden requerir estudios y una evaluación de medidas correctoras (aislamiento-suspensión) de un nivel superior fuera de los estándares.
Analizar una jornada en el parque de Port aventura con atracciones con picos superiores a 5 g ( Dragon Khan y Shambhala) y dada la variedad de actividades posibles a realizar resultaría también dificultoso.( datos Alba Terzán 02-10-21 Dragon Khan. ATL-X16)
Una muestra del resultado del trabajo en equipo. Ejercer de ingeniero/piloto de pruebas en la Copa del Mundo de Raids, en la soledad del desierto y superar los objetivos inicialmente planteados es imposible sin una organización, unos patrocinadores y la presencia de un gran equipo humano tras el proyecto. Años de experiencias irrepetibles y de aprendizaje formativo (fuente: poster publicado revistas especializadas del motor. Foto Muñoz)
40 ºC a la sombra. Finales de Julio. Vehículos de estricta serie (KYMCO Mxer: 11 CV, 166 Kg , 4,26 l/100 Km,, 99 gr CO2/Km) El principal trabajo focalizado siempre en mejoras, optimización y puesta a punto en general de modelos «sostenibles» accesibles a un amplio perfil de consumidores del producto. Se prioriza el aumentar la fiabilidad del conjunto, minimizar consumo de combustible (implícitamente ligado al medioambiente) y optimizar suspensiones (confort y seguridad de manejo), objetivos con los que seguimos vinculados en la actualidad*.
Acelerogramas para el trabajo en la suspensión vehículos de «altas prestaciones»
*Para una próxima edición de BAJA ESPAÑA ARAGÓN se trabaja en un proyecto en el que se contaría de nuevo con AMJ14 ingeniería.
Aunque habitualmente puede evitarse, esta claro que cuando queremos filtrar vibraciones con bandas de potencia altas en frecuencias por debajo de 10 Hz, hemos de pensar en recurrir a aisladores con los que se puedan obtener frecuencias propias por debajo de 3 Hz. Actualmente la técnica más extendida de muelles de acero empieza a tener alternativa con los el aire presurizado. (resolviendo su oscilación lateral, ambos presentan pros y contras que afectan a la facilidad del ajuste de la K (rigidez), a la estabilidad térmica, al mantenimiento, a su durabilidad y a su complejidad mecánica, entre otros factores.
En edificaciones puede llegar a ocurrir con la tecnología de suspensiones de bicicletas y motos de campo, con división de opiniones entre cojines de aire y cajas de muelles.
Datos procesados del sensor en la parte suspendida.
La suspensión intenta mantener en todo momento el contacto de las ruedas con el suelo para cualquier condición de marcha. Pretende esencialmente mejorar el guiado y la adherencia de las ruedas, lo que mejora el confort y la estabilidad del vehículo.
La comparación de acelerogramas obtenidos de sensores colocados en partes suspendidas y no suspendidas permite analizar el comportamiento dinámico en este caso de una suspensión de una moto de trial durante la realización de una zona de test.
El filtrado de frecuencias no deseadas y la predominancia de picos en la zona de 1-2 Hz (modos propios) indican un diseño y tarado de muelles y amortiguadores acorde a los estándares. La capacidad de absorción de impactos de alta velocidad se refleja claramente en la comparación de los picos de aceleración (reducción de hasta un 50%)
El mismo test se realiza en una moto de MX de última generación, con suspensión de aire
Los picos de aceleración vertical pueden llegar a 10 g en este caso el la horquilla.
Interesante explicación de la actuación de los mecanismos de amortiguación en extensión a baja y alta velocidad para corregir los problemas dinámicos provocados por las irregularidades del terreno en MTB.Ver articulo aislamiento sillín moto trial https://amj14.com/wp-content/uploads/2019/03/IT0000159.pdf
También se trabaja en evaluaciones dinámicas de suspensiones de cuadriciclos (tales como la homologación de vehículos ARC y transformaciones de quads destinados a la competición)
Durante nuestra reciente visita a EEUU, pasando por los estados de California, Nevada y Arizona, hemos podido evaluar equipos de última generacióm en el campo de la instrumentación dinámica.
Hemos tenido la oportunidad de realizar tests «express» en estructuras emblemáticas como la del Golden Gate en la Bahía de San Francisco, o la pasarela Skywalk en el Grand Canyon del Colorado.
En las gráficas de las señales grabadas frente al paso de vehículos. Se aprecia claramente el modo fundamental de vibración del puente.
De paso en un experimento de medición de aceleraciones durante el trayecto del Cable Car de la ciudad de San Francisco se han registrado valores de aceleración vertical que al analizarlos han resultado más propios de un parque de atracciones que de un transporte urbano.
Han resultado especialmente interesante el ensayo comparativo de niveles de vibración soportados por personas realizando actividades tan distintas como el paseo sobre una pasarela de cristal (Skywalk, con mecanismos másicos de amortiguación en el interior de la estructura)….. o el soportado por un piloto de MX compitiendo en el famoso circuito de Glen Helen Raceway,
La gráfica comparativa demuestra que los niveles de vibración inducidos en cada caso no son tan distintos como cabía esperar en un principio
Al igual que se realizan estudios de la influencia del nivel de vibración de las máquinas sobre el cuerpo humano, en este estudio se ha usado como máquina una moto de cross (MX machine)
Un estudio experimental consistente en la medición de niveles de vibración mediante acelerómetros datalogger colocados en diferentes puntos de una motocicleta de motocross, en un circuito bacheado con distintas curvas y saltos ha permitido establecer unos niveles básicos de referencia.
Aceleración máxima eje rueda trasera 18g – Aceleración máxima chasis moto 9 g- Aceleración máxima en cuerpo piloto 4 g (valores máximos corresponden a saltos).
Es evidente la gran colaboración que efectúa la suspensión en la atenuación del nivel de aceleración (50 %), como el hecho de que todavía un 25 % de la aceleración sobre el eje de la rueda al impactar sobre el terreno debe ser soportado por el piloto. (el estudio no ha tenido en cuenta el efecto atenuación del conjunto neumático- radios de las ruedas, que absorbe el primer pico de impacto).
A partir de aquí pueden establecerse rutinas de trabajo basadas empíricas destinadas a optimizar el funcionamiento de las suspensiones.
Los resultados en la horquilla* son semejantes a los del bastidor con picos del orden de 9 g. (sensor ATL X2 high sens 1 g =64.000 c.. MX Vallgorguina Park track, 2 laps. ).
*Se ha testeado una horquilla de aire. Las suspensiones neumáticas resultan más ligeras y permiten variar las rigideces del orden del 20% modificando la presión inicial de inflado de los cartuchos, sin realizar cambios de muelles.
Recientemente, y como ya es tradicional, hemos podido disfrutar de una jornada de trabajo con los alumnos de MONLAU COMPETICION, en un test de suspensiones en el CIRCUIT OFFROAD DE MONTMELÓ, en la que nuestro director, además de ejercer de piloto probador-formador, montado en distintas motocicletas preparadas por los alumnos (GAS GAS 2T 250cc, HONDA 2T 125cc, KTM 2T 200cc, Honda 4T 450) puso en marcha una de las configuraciones low cost para la adquisición de datos mediante GPS, cámara on board y dataloger body- vibration para evaluación del nivel de vibración sobre el piloto con diferentes configuraciones de suspensión.
