Los avances aplicados al diseño del coche autonómo del futuro también pueden mejorar el ámbito de la medicina. José Ángel López Campos, ingeniero mecánico especializado en análisis de estructuras, realizó el modelado y simulación del chasis de un vehículo concebido para circular en 2030 y ahora se apoya en la inteligencia artificial para poder aplicar los mismos métodos a la fabricación de componentes para la automoción o el análisis de tejidos humanos.
Los alumnos del máster de Ingeniería de la Automoción, que se imparte en Vigo de manera exclusiva para toda Galicia con el apoyo del CTAG y Ceaga, terminan su formación con el predesarrollo de un vehículo comercial en equipo. López Campos utilizó el método de elementos finitos para analizar el comportamiento del chasis del prototipo de su grupo ante posibles impactos y la resistencia a deformaciones.
La mayor parte de la estructura era de acero pero también se incorporó fibra de carbono y aluminio. "Imaginamos que las tendencias en automoción seguirán por ahí en cuanto a materiales. Y además prescindimos del pilar B, un elemento central en los vehículos sobre el que se cierra la puerta delantera, para ganar amplitud en el interior. Nosotros lo integramos en la propia puerta trasera sin aumentar el peso y consiguiendo un buen comportamiento ante choques laterales. Ésta fue una de las claves de la carrocería y un reto bonito. Tuve que trabajar y discutir mucho con los compañeros de diseño", bromea.
De esta forma, el vehículo, denominado Nordés, cuenta con un sistema de apertura opuesta de puertas similar al del Mercedes F 015, un prototipo autónomo de la casa alemana en el que los alumnos también se inspiraron para diseñar cuatro asientos giratorios y sustituir los retrovisores por cámaras. "Desarrollamos una berlina con tecnologías punteras para ser lanzada en 2030, cuando suponemos que la legislación aceptará estos elementos y la conducción será más autónoma", añade López Campos.
Nordés es un coche eléctrico de autonomía extendida, de forma que tiene un segundo motor de combustión que actúa como generador al agotarse las baterías. "Es un concepto novedoso porque el motor no tiene bielas ni cigüeñales, trabaja en línea. Y con 10 litros de gasolina tiene una autonomía de unos 300 kilómetros", apunta.
El trabajo fin de máster también debe incluir un exhaustivo estudio de mercado y de los posibles competidores que permita establecer un precio. El de Nordés sería de 50.000 euros. "No llegamos a la definición previa para la fabricación de un coche, pero son trabajos muy exhaustivos y los equipos funcionan con una estructura muy parecida a la que tendrían en la industria", destaca.
Acabado el máster, López Campos inició su doctorado bajo la dirección de José Antonio Vilán y Abraham Segade. "Para aplicar el método de elementos finitos debes conocer las propiedades del material. El acero está muy estudiado, pero no ocurre lo mismo con productos viscoeslásticos, como las gomas, que pueden estirarse mucho y volver a recuperar su forma. Necesitamos establecer unos parámetros constantes que nos permitan caracterizar el material y después hacer simulaciones. Y para ello utilizamos técnicas de computación evolutiva. El objetivo es desarrollar un algoritmo genético", comenta sobre sus investigaciones actuales.
Una de las posibles aplicaciones de sus resultados sería la fabricación de las gomas que se instalan en las juntas de las ventanillas de los vehículos para evitar vibraciones. "Si conseguimos restar material a la sección, la empresa se ahorraría millones de euros. Se trataría de llegar hasta ese nivel", explica.
El algoritmo genético también resulta de interés para el campo de la bioingeniería. "Podemos caracterizar el comportamiento de las arterias del cuerpo humano y estudiar el estrés que provocan los stents coronarios [dispositivos en forma de muelle que corrigen el estrechamiento] para intentar mejorar su diseño y que sean menos invasivos", propone.
"El método de elementos finitos te permite una gran flexibilidad y puedes llegar con él desde un chasis hasta algo tan alejado como el tejido humano", añade López Campos, que prevé acabar su tesis doctoral a lo largo de 2018 o a principios de 2019. El investigador respalda el grado de Ingeniería Biomédica que se estrenará en Vigo el próximo curso: "El mercado demanda esta formación y tenemos que responder a esas necesidades".
