jueves, 25 de junio de 2009

Entendiendo al Mach 5 (...y V)

Última entrega de esta serie de escritos sobre el Mach 5, donde he intentado ofrecer una versión personal de las prestaciones que tendría este bólido, si las carreras maratonianas, el equipo Racer Motors y el corredor enmascarado existiesen en la realidad.



Quiero culminar esta serie haciendo una nueva analogía con el mundo de la automoción y la Fórmula 1. En concreto, presento las características más importantes que tendría este automóvil si fuese construido por el equipo McLaren-Mercedes. Recordando ligeramente la historia reciente de la Fórmula 1, para el año 2006 se realizó un cambio en la normativa que exigía que el motor V10 de 3 litros de cilindrada fuera reemplazado por un motor V8 de 2,4 litros. Dicha reducción está destinada a disminuir la potencia de los motores para lograr menores velocidades punta en aras de la seguridad de los pilotos. Durante la temporada de 2006 sólo se permitió utilizar un motor que cumpliera la reglamentación de 2005 a los equipos más modestos que no habían podido desarrollar un motor V8 de 2,4 litros todavía. Estos motores V10 estuvieron limitados electrónicamente a un régimen de giro más bajo (16800 rpm). La única escudería que utilizó motores V10 con revoluciones limitadas en 2006 fue Toro Rosso.

Pues bien, para el año 2008 el equipo McLaren-Mercedes presentó su flamante motor MP4-23, gran responsable del campeonato obtenido por Lewis Hamilton, el cual venía acompañado de toda una amplia gama de elementos adicionales, que a continuación cito:



MOTOR

Tipo: Mercedes-Benz FO 108V.
Cilindada: 2,4 litros.
Número de cilindros: 8.
RPM Máxima: 19000 (límite máximo establecido por la FIA desde 2007).
Ángulo: 90º.
Diámetro del pistón: 98 mm (normativa FIA).
Número de válvulas: 32.
Combustible: Mobil 1 (5,75% biocombustible).
Lubricantes: Mobil 1, desarrollado para el 2008 con una menor fricción y una mayor resistencia.
Peso: 95 kg (peso mínimo autorizado por la FIA).

TRANSMISIÓN

Velocidades de Cambio: Siete velocidades y marcha atrás.
Semiautomática: Si.
Eje de transmisión: McLaren.
Embrague: Operación manual.

OTRAS CARACTERÍSTICAS

Estructura del chasis: en fibra de carbono/aluminio en nido de abeja de McLaren incorporando dispositivos delanteros y traseros para los impactos. También contiene una celda de seguridad para el combustible.
Suspensión delantera: Sistema interior de torsión/amortiguador operado por empujadores con un sistema de trapecio articulado.
Suspensión trasera: Sistema interior de torsión/amortiguador operado por empujadores con un sistema de trapecio articulado.
Amortiguadores: Koni.
Electrónica: Unidades de control de McLaren Electronic Systems en el chasis, motor y adquisición de datos. McLaren Electronic Systems también controla el tablero electrónico de mandos, el control del alternador de voltaje. Los sensores, el análisis de datos y los sistemas de telemetría.
Construcción carrocería: Sidepod de una pieza y cobertura del motor. Sección de fondo plano separada, estructura frontal con alerón integrado.
Neumáticos: Bridgestone Potenza.
Radios: Kenwood.
Ruedas: Enkei.
Baterías: GS Yuasa Corporation.
Dirección: Dirección asistida de McLaren
Instrumentos: McLaren Electronic Systems.

Con unas prestaciones de esta naturaleza, seguramente el Mach 5 sería un coche imbatible, independientemente de las triquiñuelas o argucias que haría el Equipo Acrobático o cualquier malévolo rival para intentar ganar una carrera.



Posiblemente, la transmisión de la potencia del motor del Mach 5 hasta las ruedas, se haría a través de una caja de cambios semiautomática secuencial. Estas cajas de cambios no precisan de un pedal de embrague para cambiar el desarrollo, por lo que Meteoro sólo tendría que accionar unas levas situadas bajo el volante para subir o bajar marchas, lo cual implicaría un nuevo botón, el cual podríamos llamar “Botón W” por ejemplo. Adicionalmente, el Mach 5 tendría siete marchas, más la marcha atrás. Debido a la alta potencia de su motor, la transmisión de ésta a las ruedas estaría controlada electrónicamente, para evitar derrapes producidos por una excesiva aceleración.

La carrocería del coche, estaría constituida por resina de epoxi reforzada con fibra de carbono. Estos materiales laminados conjuntamente presentan una gran rigidez y resistencia, pero son sumamente ligeros. Los frenos del Mach 5 estarían hechos de carbono, mientras que las pinzas de freno tienen que estar hechas de una aleación de aluminio. Al frenar, los discos alcanzarían temperaturas de hasta 1000 ºC en tan sólo un segundo. La fabricación de un solo disco en un horno al vacío podría durar hasta un mes utilizando un proceso denominado depósito químico de vapor, el cual debería ser conocido por Bujía y por el padre de Meteoro.

Uno de los elementos más importantes para la protección de Meteoro sería el casco blanco con la “M” roja impresa en la parte frontal. El casco estaría realizado en fibra de carbono, polietileno y Kevlar, pesando aproximadamente 1,4 kg. Al igual que el Mach 5, habría sido diseñado en un túnel de viento para reducir al mínimo la resistencia al avance. El casco se sometería a estrictas pruebas de deformación y fragmentación. El cinturón de seguridad que utilizaría Meteoro sería similar a un arnés de seis puntos y podría abrirse apretando un sencillo botón.



Siguiendo este mismo contexto, la vestimenta de Meteoro (incluyendo su bufanda roja) también estaría sustancialmente marcada por los avances tecnológicos. Los guantes estarían hechos de Nomex, un material ignífugo fabricado por DuPont que no se derrite, no se quema, no gotea y no soporta la combustión en el aire. Este material ofrece al menos doce minutos de protección contra las llamas de carburante de hasta 700 ºC. Para evitar que el calor penetre durante un incendio, los guantes serían muy estrechos y se cerrarían con una correa. El calzado que utilizaría Meteoro estaría representado por botas que llegan hasta el tobillo hechas de cuero suave acolchado. Tendrían suelas delgadas de caucho con una buena adherencia a fin de evitar que los pies de Meteoro se resbalen de los pedales. Lo mejor de todo sería el precio. El coste de tan singular vestimenta rondaría los 10000 euros.

Lo que sí seguiría siendo exactamente igual a la serie de animación, sería la expresión graciosa de Meteoro ante el peligro, la sensación de incertidumbre cuando un episodio culminaba con un accidente del Mach 5, la impotencia de ver cómo ese bólido blanco era baleado por los adversarios, y las expectativas de ver un episodio donde el corredor enmascarado revelase su verdadera identidad.



En eso, Tatsuo Yoshida sí tenía razón.



REFERENCIAS

[1] Álvarez, J., Callejón, I. y Forns, S. Máquinas térmicas motoras. Edicions UPC. 2002.
[2] Álvarez, J., y Callejón, I. Motores alternativos de combustión interna. Edicions UPC. 2005.
[3] Dimarogonas, A. Vibration for Engineers, Second Edition. Prentice Hall. 1996.
[4] Fernández, J. Canvis de marxes. Edicions UPC. 1991.
[5] Fichera, G., Lacagnina, M., y Petrone, F. Modelling of torsion beam rear suspension by using multibody method. Multibody System Dynamics 12, pp. 303 - 316, 2004.
[6] Mischke, C. Elements of Mechanical Analysis. Addison Wesley. 1963.
[7] Mott, R. Applied fluid mechanics. Editorial Pearson. 2008.
[8] Norton, R. Diseño de Máquinas. Editorial Pearson. 2002.
[9] Páginas disponibles en Internet: http://www.motor21.com/ y http://www.goodyear.com/.

3 comentarios:

  1. Hola
    Felicitaciones por tu blog
    Me ha gustado mucho el análisis de las cualidades del Mach 5 desde la ingeniería.
    Desde la infancia siempre me gustado Metero. La película me pareció algo exagerada. Un poco infantil. Yo esperaba algo más realista. Me hubiera gustado una película más al estilo de Fast and Furious.. Sin embargo, Fast and Furious que empezó con una película sobre carreras callejeras cada vez esta más epectacular. En la última entrega , la carrera en el túnel debajo de la frontera Mexicoamericana , es fantástica por no decir fantasiosa. Me hace recordar a las aventuras de Meteoro, igual que la espectacularidad del robo del camión tren al comienzo, sobre todo cuando Toreto pasa por debajo del tanque remolque. Solo Metero y su Mach 5 hacen cosas así.

    Es de suponer que tanto en la serie animada (versiones 1, 2, 3) como en la película están en un futuro próximo. Aunque la tecnología para construir un automóvil con la potencia del Mach 5 ya existe.. Un potente motor V12 multivalvular con varios turborcargadores capaz de desarrollar más de 1500 HP, sin necesidad, de combustibles especiales como el nitrometano, gasolina de aviación, o los sistemas de oxido nitroso. Es obvio que la estructura del Mach 5 es superfuerte. Seguro que está hecha de alguna aleación especial reforzada por nanotubos de carbono. Un tipo de material que puede existir todavía a nivel de laboratorio, pero que es factible.

    Atentamente
    Rafael

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  2. ¡Hola Rafael! Muchas gracias por tu comentario y por tu aporte. En primer lugar, te pido disculpas por la tardanza en responder, debido a los líos de la vida diaria y cotidiana.

    ¡Ah! ¡El sueño de motores con potencia elevada! Tienes razón con respecto a que la tecnología existe actualmente. Sin ir más lejos, los coches que compiten en las 24 horas de Le Mans están constituidos por motores con altas prestaciones, como por ejemplo el Audi R18 (http://es.autoblog.com/2011/04/30/especial-le-mans-2011-los-coches-audi-r18/) o el Peugeot 908 (http://www.diariomotor.com/2011/03/08/peugeot-908-hybrid4-diesel-y-electrico-a-la-vez-para-correr-las-famosas-24-horas-de-le-mans/).

    Con respecto a los nanotubos, desconocía sus aplicaciones concretas en el mundo de la automoción. Si sabía en cambio de su utilidad en la electrónica para la fabricación de transistores y en supercondensadores. ¡Prometo averiguar más sobre el sector del automovilismo!

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  3. Finalmente y con relación a la película, esperaba un Meteoro más maduro y acorde con la serie animada, donde las carreras se desarrollaban principalmente en terrenos inhóspitos, alejados de circuitos imposibles y cerrados. Imagino que los hermanos Wachowski quisieron darle un enfoque basado en los efectos especiales, dirigido al sector juvenil e infantil. ¡Pero bueno! Siempre nos quedará el legado de Tatsuo Yoshida.

    Te agradezco nuevamente por el comentario, Rafael. Espero que las sucesivas lecturas sean de tu agrado.

    Saludos cordiales.

    Wintermute.

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