lunes, 25 de noviembre de 2013

Propiedades físicas-mecánicas de los materiales

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Propiedades de los materiales


Tenacidad


es la energía total que absorbe un material antes de alcanzar la rotura, por acumulación de dislocaciones. La tenacidad se debe principalmente al grado de cohesión entre moléculas. En mineralogía la tenacidad es la resistencia que opone un mineral u otro material a ser roto, molido, doblado, desgarrado o suprimido.



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Dureza


La dureza es la oposición que presenta un material a ser rayado o penetrado por otro cuerpo sólido. La definición de dureza es diferente a la de resistencia mecánica, la cual es la resistencia del material a ser deformado. La dureza también es una medida de las propiedades de abrasión de un material. Generalmente, los materiales más duros presentan mejores propiedades a la abrasión que otros.
Las escalas de uso industrial actuales son las siguientes:
  • Dureza Brinell: Emplea como punta una bola de acero templado o carburo de wolframio. Para materiales duros, es poco exacta pero fácil de aplicar. Poco precisa con chapas de menos de 6 mm de espesor. Estima resistencia a tracción.
  • Dureza Knoop: Mide la dureza en valores de escala absolutas, y se valoran con la profundidad de señales grabadas sobre un mineral mediante un utensilio con una punta de diamante al que se le ejerce una fuerza estándar.
  • Dureza Rockwell: Se utiliza como punta un cono de diamante (en algunos casos bola de acero). Es la más extendida, ya que la dureza se obtiene por medición directa y es apto para todo tipo de materiales. Se suele considerar un ensayo no destructivo por el pequeño tamaño de la huella.
  • Rockwell superficial: Existe una variante del ensayo, llamada Rockwell superficial, para la caracterización de piezas muy delgadas, como cuchillas de afeitar o capas de materiales que han recibido algún tratamiento de endurecimiento superficial.
  • Dureza Rosiwal: Mide en escalas absoluta de durezas, se expresa como la resistencia a la abrasión medias en pruebas de laboratorio y tomando como base el corindón con un valor de 1000.
  • Dureza Shore: Emplea un escleroscopio. Se deja caer un indentador en la superficie del material y se ve el rebote. Es adimensional, pero consta de varias escalas. A mayor rebote -> mayor dureza. Aplicable para control de calidad superficial. Es un método elástico, no de penetración como los otros.
  • Dureza Vickers: Emplea como penetrador un diamante con forma de pirámide cuadrangular. Para materiales blandos, los valores Vickers coinciden con los de la escala Brinell. Mejora del ensayo Brinell para efectuar ensayos de dureza con chapas de hasta 2 mm de espesor.
  • Dureza Webster: Emplea máquinas manuales en la medición, siendo apto para piezas de difícil manejo como perfiles largos extruidos. El valor obtenido se suele convertir a valores Rockwell.






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Resistencia



Oposición que presenta un material al ser atravesado por otra fuerza. Encontramos:
  • Resistencia la compresión: Esfuerzo máximo que puede soportar un material bajo una carga de aplastamiento. La resistencia a la compresión de un material que falla debido al fractura miento se puede definir en límites bastante ajustados, como una propiedad independiente. Sin embargo, la resistencia a la compresión de los materiales que no se rompen en la compresión se define como la cantidad de esfuerzo necesario para deformar el material una cantidad arbitraria. La resistencia a la compresión se calcula dividiendo la carga máxima por el área transversal original de una probeta en un ensayo de compresión.

  • Resistencia a la elasticidad: Es la habilidad que tiene un material que ha sido deformado de alguna manera para regresar a su estado y tamaño original, cuando se a la acción que ha producido la deformación.
    Cuando el material se deforma permanentemente de tal manera que no regresa a su estado original se dice que ha pasado a su límite elástico.

  • Resistencia a la tensión: Esfuerzo que causará una deformación permanente específica.Esta propiedad de gran importancia para los diseñadores se expresa en libras-fuerza por pulgada cuadrada.

  • Resistencia al impacto: La resistencia al impacto describe la capacidad del material a absorber golpes y energía sin romperse. La tenacidad del material depende de la temperatura y la forma.Es una indicación de la dureza del material.

  • Resistencia a la fricción: La resistencia a la fricción en el movimiento relativo de dos objetos sólidos suele ser proporcional a la fuerza que presiona juntas las superficies, así como la rugosidad de las superficies. Dado que es la fuerza perpendicular o "normal" a las superficies que afectan a la resistencia a la fricción, esta fuerza se suele llamar la "fuerza normal" .

  • Resistencia a la flexión: Se obtiene cuando se aplican sobre un cuerpo pares de fuerza perpendiculares a su eje longitudinal, de modo que provoquen el giro de las secciones transversales con respecto a los inmediatos. Sin embargo y por comodidad para realizar el ensayo de los distintos materiales bajo la acción de este esfuerzo se emplea generalmente a las mismas comportándose como vigas simplemente apoyadas, con la carga concentrada en un punto medio (flexión practica u ordinaria).


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Elasticidad


Propiedad en virtud de la cual un cuerpo se deforma de manera proporcional a la carga aplicada y recupera su forma original una vez ha cesado la acción de la carga. Un cuerpo se denomina perfectamente elástico si no experimenta deformaciones permanentes, es decir, siempre recupera su figura inicial; por el contrario, un cuerpo se dice que es perfectamente plástico si sufre deformaciones permanentes, de modo que mantiene a lo largo del tiempo la nueva configuración adquirida.
En la técnica se aprovechan tanto los materiales elásticos como los plásticos. Por ejemplo, las chapas de la carrocería han de mantener la forma deseada después de la estampación, por lo que deberán ser plásticas. En cambio, los muelles de las suspensiones deben volver a su posición inicial, por lo que tienen que ser perfectamente elásticos.
En realidad, la elasticidad y la plasticidad coexisten, ya que todos los materiales se caracterizan por un comportamiento elástico, hasta cierto punto, denominado límite elástico (esfuerzo máximo, generalmente expresado en kg/mm2, al que puede someterse un material sin que se produzcan deformaciones permanentes), y luego se comportan de forma plástica durante un intervalo determinado hasta la rotura.
Antes de volverse plástico, el comportamiento de un material se determina por la ley de Hooke, que expresa la proporcionalidad directa entre los esfuerzos y las deformaciones (alargamientos) de una varilla de muestra (probeta) sometida a tracción. Para un mismo límite elástico, 2 materiales sometidos al mismo esfuerzo pueden alargarse de forma distinta. La relación entre el esfuerzo y la deformación se denomina módulo de elasticidad. Para el acero vale 21.000 kg/mm2; para las aleaciones de aluminio 7.000 kg/mm2, y para las de magnesio 4.000 kg/mm2. Esto significa que un acero que está sometido a un esfuerzo de tracción de 21 kg/mm2 se alarga (pero luego vuelve a cero) 1 mm por cada metro de longitud.
Cuanto mayor es el módulo de elasticidad, menor es la deformación que se produce al aplicar una carga determinada. Contrariamente a lo que pueda parecer, los materiales empleados para los muelles poseen un módulo de elasticidad elevado, es decir, soportan esfuerzos bastante considerables antes de deformarse.
Sin embargo, para obtener las elevadas deformaciones que se requieren para los muelles, se recurre a formas especiales (en hélice, de ballesta, de lámina) que, por medio de una solicitación a torsión o ñexión (en lugar de por tracción), permiten reducir el peso del material empleado y las dimensiones del muelle. Evidentemente, cuanto mayor es el límite elástico, más elevada es la carga que puede soportar el muelle antes de deformarse plásticamente.
Por todo lo dicho, parece evidente que, según la forma que se da a una pieza mecánica, es posible obtener efecto opuesto, es decir, el de reducir las deformaciones elásticas para una misma cantidad de material. Es lo que se hace, por ejemplo, con las bielas, en las que, junto a un material de elevado límite elástico, se estudian formas particulares (en H) que posean la característica de limitar las flexiones sin aumentar demasiado el peso.



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Plasticidad




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Maleabilidad


Es la propiedad de un material blando de adquirir una deformación acuosa mediante una descompresión sin romperse. A diferencia de la ductilidad, que permite la obtención de hilos, la maleabilidad favorece la obtención de delgadas láminas de material.
El elemento conocido más maleable es el oro, que se puede malear hasta láminas de una diezmilésima de milímetro de espesor. También presentan esta característica otros metales como el platino, la plata, el cobre, el hierro y el aluminio.



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Ductibilidad


Es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse,1 permitiendo obtener alambres o hilos de dicho material. A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales no dúctiles se clasifican de frágiles. Aunque los materiales dúctiles también pueden llegar a romperse bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura sólo sucede tras producirse grandes deformaciones.
En otros términos, un material es dúctil cuando la relación entre el alargamiento longitudinal producido por una tracción y la disminución de la sección transversal es muy elevada.
En un ensayo de tracción, los materiales dúctiles presentan una fase de fluencia caracterizada por una gran deformación sin apenas incremento de la carga.

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Fatiga Se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas. Aunque es un fenómeno que, sin definición formal, era reconocido desde la antigüedad, este comportamiento no fue de interés real hasta la Revolución Industrial, cuando, a mediados del siglo XIX comenzaron a producir las fuerzas necesarias para provocar la rotura con cargas dinámicas son muy inferiores a las necesarias en el caso estático; y a desarrollar métodos de cálculo para el diseño de piezas confiables. Este no es el caso de materiales de aparición reciente, para los que es necesaria la fabricación y el ensayo de prototipos.
  • Denominado ciclo de carga repetida, los máximos y mínimos son asimétricos con respecto al nivel cero de carga.
  • Aleatorio: el nivel de tensión puede variar al azar en amplitud y frecuencia.

El proceso de rotura por fatiga se desarrolla a partir del inicio de la grieta y se continúa con su propagación y la rotura final.
Inicio Las grietas que originan la rotura o fractura casi siempre nuclean sobre la superficie en un punto donde existen concentraciones de tensión (originadas por diseño o acabados, ver Factores).
Las cargas cíclicas pueden producir discontinuidades superficiales microscópicas a partir de escalones producidos por deslizamiento de dislocaciones, los cuales actuarán como concentradores de la tensión y, por tanto, como lugares de nucleación de grietas.

Propagación
  • Etapa I: una vez nucleada una grieta, entonces se propaga muy lentamente y, en metales policristalinos, a lo largo de planos cristalográficos de tensión de cizalladura alta; las grietas normalmente se extienden en pocos granos en esta fase.
  • Etapa II: la velocidad de extensión de la grieta aumenta de manera vertiginosa y en este punto la grieta deja de crecer en el eje del esfuerzo aplicado para comenzar a crecer en dirección perpendicular al esfuerzo aplicado. La grieta crece por un proceso de enromamiento y agudizamiento de la punta a causa de los ciclos de tensión.
Rotura
Al mismo tiempo que la grieta aumenta en anchura, el extremo avanza por continua deformación por cizalladura hasta que alcanza una configuración enromada. Se alcanza una dimensión crítica de la grieta y se produce la rotura.
La región de una superficie de fractura que se formó durante la etapa II de propagación puede caracterizarse por dos tipos de marcas, denominadas marcas de playa y estrías. Ambas indican la posición del extremo de la grieta en diferentes instantes y tienen el aspecto de crestas concéntricas que se expanden desde los puntos de iniciación. Las marcas de playa son macroscópicas y pueden verse a simple vista.
Las marcas de playa y estrías no aparecen en roturas rápidas.



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Fragilidad


es la cualidad de los objetos y materiales de romperse con facilidad. Aunque técnicamente la fragilidad se define más propiamente como la capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación. Por el contrario, los materiales dúctiles o tenaces se rompen tras sufrir acusadas deformaciones, generalmente de tipo deformaciones plásticas. La fragilidad es lo contrario de la tenacidad y tiene la peculiaridad de absorber relativamente poca energía, a diferencia de la rotura dúctil.

La fragilidad de un material además se relaciona con la velocidad de propagación o crecimiento de grietas a través de su seno. Esto significa un alto riesgo de fractura súbita de los materiales con estas características una vez sometidos a esfuerzos.1 Por el contrario los materiales tenaces son aquellos que son capaces de frenar el avance de grietas.
Ejemplos típicos de materiales frágiles son los vidrios comunes (como los de las ventanas, por ejemplo), algunos minerales cristalinos, los materiales cerámicos y algunos polímeros como el polimetilmetacrilato (PMMA), el poliestireno (PS), o el poliácidolactico (PLA), entre otros. Es importante mencionar que el tipo de rotura que ofrece un material (frágil o dúctil) depende de la temperatura. Así mientras algunos materiales como los plásticos (polietileno, polipropileno u otros termoplásticos) que suelen dar lugar a roturas dúctiles a temperatura ambiente, por debajo de su temperatura de transición vítrea dan lugar a roturas frágiles.



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Resiliencia


Es la energía de deformación (por unidad de volumen) que puede ser recuperada de un cuerpo deformado cuando cesa el esfuerzo que causa la deformación. La resiliencia es igual al trabajo externo realizado para deformar un material hasta su límite elástico, es decir, la resiliencia es la capacidad de almacenar energía en el periodo elástico, y corresponde al área bajo la curva del ensayo de tracción entre la deformación nula y el límite de fluencia.
Se diferencia de la tenacidad en que ésta cuantifica la cantidad de energía almacenada por el material antes de romperse, mientas que la resiliencia tan sólo da cuenta de la energía almacenada durante la deformación elástica. La relación entre resiliencia y tenacidad es generalmente monótona creciente, es decir, cuando un material presenta mayor resiliencia que otro, generalmente presenta mayor tenacidad. Sin embargo, dicha relación no es lineal.



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Fusibilidad


Es la facilidad con que un material puede derretirse o fundirse. Es la propiedad que permite obtener piezas fundidas o coladas.
Materiales como la soldadura requieren un bajo punto de fusión de forma que cuando el calor es aplicado a la misma, ella se derrita antes que los otros materiales siendo soldados (siendo esto una alta fusibilidad).
Por otra parte, existen otros materiales que son utilizados en instrumentos (como algunos hornos especiales)que se les aprovecha su baja fusibilidad. Los materiales que sólo se derriten a temperaturas muy altas se les llama materiales refractarios.





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Conductividad eléctrica


es la medida de la capacidad de un material que deja pasar la corriente eléctrica, su aptitud para dejar circular libremente las cargas eléctricas. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material, los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles y esto permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos del propio material y de la temperatura.



Aqui una tabla con la resistividad de los materiales a la conducción eléctrica:



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Conductividad térmica


Es la propiedad natural de los cuerpos, que consiste en transmitir el calor o a electricidad.En otras palabras la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir la energía cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes o a substancias con las que no está en contacto.



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Ensayos




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martes, 12 de noviembre de 2013

Procesos Fabriles

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Introducción


Se llama proceso fabril a la serie de cambios y transformaciones a que se somete a las características de la materia prima (Dichas características pueden ser de naturaleza muy variada tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o la estética.) desde su llegada a la planta de producción hasta convertirse en producto acabado o elaborado.
Todas las plantas o industrias que producen algo a partir de una materia prima sometida a cambios, desarrollan un proceso fabril (de fabrica).
Por ejemplo, una fábrica de automóviles desarrolla un proceso continuo hasta tener un auto acabado. Por ser este una serie de cambios en la materia prima hasta lograr un auto como producto final producido en una fábrica.

El proceso fabril:
  • Se somete a la materia prima a cambios y transformaciones por medio de químicos y materiales industriales.
  • Es hecho en fábricas.
  • Se utilizan químicos que afectan el ecosistema.
  • Por lo general es fabricado en poco tiempo y en grandes cantidades.

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Calderería


Es una especialidad profesional de la fabricación mecánica que tiene como función principal la construcción de depósitos aptos para el almacenaje y transporte de sólidos en forma de granos o áridos, líquidos y gas; así como todo tipo de construcción naval y estructuras metálicas. Muchos de estos depósitos reciben el nombre de silos y cisternas. El material más común que se trabaja en calderería es el acero laminado y vigas en diferentes aleaciones, formas y espesores.

En un taller o una industria de calderería es común encontrar la siguiente maquinaria:
  • Cizallas para cortar la chapa;
  • Prensas de estampar y troquelar chapa;
  • Máquinas de rodillos para doblar y conformar la chapa;
  • Remachadoras (en desuso, reemplazadas por la soldadura);
  • Máquinas de soldar. De corriente continua y alterna, manuales y automáticas;
  • Sopletes de corte (acetileno ó propano y oxigeno).
Cuando se trata de construcción de depósitos que van a trabajar a altas presiones la calidad del metal que lo compone y las soldaduras que lleve durante su construcción se someten a diversas pruebas, las más habituales; soldaduras y materiales revisados mediante ultrasonidos y rayos X.



Ejemplos significativos de construcción en calderería:
  • la Torre Eiffel


  • El puente colgante de Vizcaya


  • La estructura que sustenta el Museo Guggenheim Bilbao


  • Petroleros


  • Depósitos de gas

  • etc.

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Conformado


Trabajo en frío
Hace referencia a todos aquellos procesos de conformado realizado a baja temperatura generalmente ambiente, como son embutido, doblado, rolado, estirado, etc. Además posee un acabado brillante y bastante exacto.Tiene la particularidad de mejorar la resistencia, la maquinabilidad.
El endurecimiento por deformación plástica en frío es el fenómeno por medio del cual un metal dúctil se vuelve más duro y resistente a medida es deformado plástica mente. Se puede apreciar mejor por medio del siguiente cuadro que muestra el proceso que pasa el metal.



Trabajo en caliente
Una de las propiedades más importantes de los metales es su maleabilidad, este termino, indica la propiedad de un metal para ser deformado mecánicamente por encima de su límite elástico, sin deformarse y sin incremento considerable en la resistencia a la deformación. Dado que el metal se encuentra a alta temperatura, los cristales reformados comienzan a crecer nuevamente, pero estos no son tan grandes e irregulares como antes. Al avanzar el trabajo en caliente y enfriarse el metal, cada deformación genera cristales mas pequeños, uniformes y hasta cierto grado aplanados, lo cual da al metal una condición a la que se llama anisotropía u orientación de grano o fibra, es decir, el metal es mas dúctil y deformable en la dirección de un eje que en la del otro.

La ventaja principal del trabajo en caliente consiste en la obtención de una deformación plástica casi ilimitada, que además es adecuada para moldear partes grandes porque el metal tiene una baja resistencia de cedencia y una alta ductilidad. Aquí se pueden trabajar diferentes conformados como es; el laminado, forjado, extursion, embutido entre otros.



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Estampación


La estampación es un tipo de proceso de fabricación por el cual se somete un metal a una carga de compresión entre dos moldes. La carga puede ser una presión aplicada progresivamente o una percusión, para lo cual se utilizan prensas y martinetes. Los moldes, son estampas o matrices de acero, una de ellas deslizante a través de una guía (martillo o estampa superior) y la otra fija (yunque o estampa inferior).
Si la temperatura del material a deformar es Mayor a la temperatura de recristalización, se denomina Estampación en Caliente, y si es menor se denomina estampación en frío.



Trabajo en caliente
Este tipo de Estampación se realiza con el material a mayor temperatura que la temperatura de recristalización.
El producto obtenido tiene Menor precisión dimensional y Mayor rugosidad que cuando se trabaja en frío, pero es posible obtener mayores deformaciones en caliente.

Trabajo en frío
La estampación en frío se realiza con el material a menor temperatura que la temperatura de recristalización, por lo que se deforma el grano durante el proceso, obteniendo anisotropía en la estructura microscópica. Suele aplicarse a piezas de menor espesor que cuando se trabaja en caliente, usualmente chapas o láminas de espesor uniforme.
Las principales operaciones de estampación en frío son:
  • Troquelación: punzonado (realización de agujeros), corte (separación de piezas de una chapa) o acuñación.
  • Embutición: obtención de cuerpos huecos a partir de chapa plana.
  • Deformación por flexión entre matrices: curvado, plegado o arrollado.
Los materiales utilizados en la estampación en frío son dúctiles y maleables, como el acero de baja aleación, las aleaciones de aluminio (preferentemente al magnesio, sin cobre), el latón, la plata y el oro.
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Extrusión


La extrusión es un procedimiento para conformar metales y aleaciones, haciendo que salgan esos metales a través de una matriz mediante una presión aplicada al metal.
Se realiza a altas velocidades. El punzón golpea a la parte de trabajo más que aplicar presión.
Grandes reducciones y altas velocidades de producción, de aquí su alta importancia comercial.
De aquí se fabrican tuberías, perfiles, envases. Pudiéndose decir de él que le da a las piezas un acabado excelente.





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Forjado


La forja, es un proceso de conformado por deformación plástica que puede realizarse en caliente o en frío y en el que la deformación del material se produce por la aplicación de fuerzas de compresión.
Este proceso de fabricación se utiliza para dar una forma y unas propiedades determinadas a los metales y aleaciones a los que se aplica mediante grandes presiones. La deformación se puede realizar de dos formas diferentes: por presión, de forma continua utilizando prensas, o por impacto, de modo intermitente utilizando martillos pilones.
Hay que destacar que es un proceso de conformado de metales en el que no se produce arranque de viruta, con lo que se produce un importante ahorro de material respecto a otros procesos.





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Fundición



Es el proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica.
El proceso más común es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido.
La fundición en arena consiste en colar un metal fundido, típicamente aleaciones de hierro, acero, bronce, latón y otros, en un molde de arena, dejarlo solidificar y posteriormente romper el molde para extraer la pieza fundida.
Para la fundición con metales como el hierro o el plomo, que son significativamente más pesados que el molde de arena, la caja de moldeo es a menudo cubierta con una chapa gruesa para prevenir un problema conocido como "flotación del molde", que ocurre cuando la presión del metal empuja la arena por encima de la cavidad del molde, causando que el proceso no se lleve a cabo de forma satisfactoria.





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Inyección


Es un proceso semicontinuo que consiste en inyectar un polímero, cerámico o un metal1 en estado fundido (o ahulado) en un molde cerrado a presión y frío, a través de un orificio pequeño llamado compuerta. En ese molde el material se solidifica, comenzando a cristalizar en polímeros semicristalinos. La pieza o parte final se obtiene al abrir el molde y sacar de la cavidad la pieza moldeada.
El moldeo por inyección es una técnica muy popular para la fabricación de artículos muy diferentes. Sólo en los Estados Unidos, la industria del plástico ha crecido a una tasa de 12% anual durante los últimos 25 años, y el principal proceso de transformación de plástico es el moldeo por inyección, seguido del de extrusión. Un ejemplo de productos fabricados por esta técnica son los famosos bloques interconectables LEGO y juguetes Playmobil, así como una gran cantidad de componentes de automóviles, componentes para aviones y naves espaciales.
Los polímeros han logrado sustituir otros materiales como son madera, metales, fibras naturales, cerámicas y hasta piedras preciosas; el moldeo por inyección es un proceso ambientalmente más favorable comparado con la fabricación de papel, la tala de árboles o cromados. Ya que no contamina el ambiente de forma directa, no emite gases ni desechos acuosos, con bajos niveles de ruido. Sin embargo, no todos los plásticos pueden ser reciclados y algunos susceptibles de ser reciclados son depositados en el ambiente, causando daños al medio ambiente.
La popularidad de este método se explica con la versatilidad de piezas que pueden fabricarse, la rapidez de fabricación, el diseño escalable desde procesos de prototipos rápidos, altos niveles de producción y bajos costos, alta o baja automatización según el costo de la pieza, geometrías muy complicadas que serían imposibles por otras técnicas, las piezas moldeadas requieren muy poco o nulo acabado pues son terminadas con la rugosidad de superficie deseada, color y transparencia u opacidad, buena tolerancia dimensional de piezas moldeadas con o sin insertos y con diferentes colores.





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Laminado


Consiste en modificar la sección de una barra de metal al pasar entre dos cilindros, obteniéndose un espesor menor. Es el método más barato y más eficiente para reducir el área transversal de una pieza de material, de tal manera que el espesor final sea uniforme a lo largo de todo el producto.Las palanquillas o tochos se calientan con el fin de proporcionar ductilidad y maleabilidad para el proceso de la laminación en caliente. Después se pasa entre una serie de rodillos metálicos colocados en pares que lo aplastan hasta darle la forma y tamaño deseados. La distancia entre los rodillos va disminuyendo a medida que se reduce el espesor.





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Mecanizado con arranque de viruta


El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos de desbaste (eliminación de mucho material con poca precisión; proceso intermedio) y de acabado (eliminación de poco material con mucha precisión; proceso final cuyo objetivo es el de dar el acabado superficial que se requiera a las distintas superficies de la pieza). Sin embargo, tiene una limitación física: no se puede eliminar todo el material que se quiera porque llega un momento en que el esfuerzo para apretar la herramienta contra la pieza es tan liviano que la herramienta no penetra y no se llega a extraer viruta.





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Sinterizado


Es el tratamiento térmico de un polvo o compactado metálico o cerámico a una temperatura inferior a la de fusión de la mezcla, para incrementar la fuerza y la resistencia de la pieza creando enlaces fuertes entre las partículas.
En la fabricación de cerámicas, este tratamiento térmico transforma un producto en polvo en otro compacto y coherente. La sinterización se utiliza de modo generalizado para producir formas cerámicas de alúmina, berilia, ferrita y titanatos.
En la sinterización las partículas coalescen por difusión al estado sólido a muy altas temperaturas, pero por debajo del punto de fusión o vitrificación del compuesto que se desea sinterizar. En el proceso, se produce difusión atómica entre las superficies de contacto de las partículas, lo que provoca que resulten químicamente unidas.

Fases de la sinterización
Para la fabricación de una pieza mediante sinterizado se siguen las siguientes etapas:
  • Obtención del polvo
  • Preparación del polvo
  • Compactación
  • Sinterización
  • Acabado de la sinterización





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Tratamientos Térmicos


Es el conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, etc., de los metales o las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la dureza, la resistencia y la elasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los cerámicos.

El tratamiento térmico en el material es uno de los pasos fundamentales para que pueda alcanzar las propiedades mecánicas para las cuales está creado. Este tipo de procesos consisten en el calentamiento y enfriamiento de un metal en su estado sólido para cambiar sus propiedades físicas. Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil. La clave de los tratamientos térmicos consiste en las reacciones que se producen en el material, tanto en los aceros como en las aleaciones no férreas, y ocurren durante el proceso de calentamiento y enfriamiento de las piezas, con unas pautas o tiempos establecidos.
Para conocer a que temperatura debe elevarse el metal para que se reciba un tratamiento térmico es recomendable contar con los diagramas de cambio de fases como el del hierro-carbono. En este tipo de diagramas se especifican las temperaturas en las que suceden los cambios de fase (cambios de estructura cristalina), dependiendo de los materiales diluidos.

Los tratamientos térmicos han adquirido gran importancia en la industria en general, ya que con las constantes innovaciones se van requiriendo metales con mayores resistencias tanto al desgaste como a la tensión. Los principales tratamientos térmicos son:
  • Temple: Su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior Ac (entre 900-950 °C) y se enfría luego más o menos rápidamente (según características de la pieza) en un medio como agua, aceite, etcétera.
  • Revenido: Sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad. El revenido consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima y velocidad de enfriamiento.
  • Recocido: Consiste básicamente en un calentamiento hasta la temperatura de austenización (800-925 °C) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. También facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas.
  • Normalizado: Tiene por objetivo dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento previo al temple y al revenido.





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Trefilado


Consiste en el estirado del alambre en frío, por pasos sucesivos a través de hileras, dados o trefilas de carburo de tungsteno cuyo diámetro es paulatinamente menor. Esta disminución de sección da al material una cierta acritud en beneficio de sus características mecánicas.
Dependiendo de la longitud y el diámetro de las barras a trabajar, varían las reducciones que se pueden llegar a obtener mediante este proceso. A las barras de hasta 15 mm de diámetro o mayores, se les suele dar una ligera pasada para mejorar el acabado superficial y las tolerancias dimensionales reduciendo su diámetro hasta 1,5 mm. En otros tamaños más pequeños, se puede llegar a conseguir reducciones del 50%, y en otros alambres de hasta el 90% en pasadas sucesivas, partiendo en un estado del material de recocido y antes de que necesite un nuevo recocido con el fin de eliminar su acritud. Se fabrican alambres de hasta 0,025 mm y menores, variando el número de hileras por los que pasa el alambre y con varios recocidos de por medio.
La disminución de sección en cada paso es del orden de un 20% a un 25% lo que da un aumento de resistencia entre 10 y 15 kg/mm2. Pero alcanzado cierto límite, variable en función del tipo de acero, no es aconsejable continuar con el proceso de trefilado pues, a pesar que la resistencia a tracción sigue aumentando, se pierden otras características como la flexión.
Las ventajas que aporta el trefilado propias del conformado en frío son las siguientes: buena calidad superficial, precisión dimensional, aumento de resistencia y dureza, y por supuesto la posibilidad de producir secciones muy finas.

Proceso
Las diferentes operaciones que se realizan durante este proceso son:
  • Patentado: tratamiento térmico que consiste en calentar el alambre hasta 950 °C, y una vez alcanzada dicha temperatura; enfriarlo bruscamente en un baño de plomo a 500 °C. Este tratamiento tiene por objeto dar al alambre una estructura dúctil que permite el trefilado.
  • Decapado: consiste en preparar y limpiar el material, eliminando el óxido que puede haberse formado en las superficies del material, en laminaciones anteriores. Normalmente se hace mediante ataques químicos y posteriormente se realiza una limpieza con agua a presión.
  • Trefilado: los lubricantes y diferentes máquinas son los factores principales. Se suele utilizar de lubricantes la parafina y el grafito en solución coloidal o finamente dividido.
  • Acabado: una vez que ya ha salido el material de la hilera, se le somete a operaciones de enderezamiento, eliminación de tensiones y, a veces, algunos tratamientos isotérmicos para conseguir mejoras en las características mecánicas del producto.





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Bibliografía



Wiki
Pedacitos
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miércoles, 30 de octubre de 2013

Solicitaciones mecánicas de los materiales

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Introducción


La mecánica desde el punto de vista Físico (estática, cinemática y dinámica), estudia las fuerzas y los movimientos considerando que los cuerpos que las sufren son rígidos (indeformables).
En la práctica se observa que los cuerpos rígidos no existen, sino que todos se deforman más o menos cuando se les aplican fuerzas.
Por ello la ingeniería, además de la mecánica-física aplicada a las máquinas e instalaciones, estudia la deformación de los cuerpos, considerándola como una parte de la mecánica aplicada denominada RESISTENCIA DE MATERIALES.

RESISTENCIA DE MATERIALES
Es pues, la parte de la mecánica que estudia la deformación de los cuerpos cuando sufren la acción de fuerzas externas. El objeto de la RESISTENCIA DE MATERIALES es doble:
  • Conocidas unas fuerzas, determinar las dimensiones del material que pueda soportarlas.
  • Conocido un material (con su forma y dimensiones), determinar la fuerza o fuerzas que puede soportar.
Normalmente el problema a resolver es de tipo a), lo que ocurre en el diseño o proyecto de máquinas, instalaciones, estructuras resistentes, edificios, etc

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Clases de esfuerzos


Según la deformación que sufre un cuerpo, las fuerzas que provocan se clasifican en:
  • Tracción.
  • Compresión.
  • Flexión
  • Cortadura o cizallamiento.
  • Torsión.
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Tracción

Es el esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.
Lógicamente, se considera que las tensiones que tiene cualquier sección perpendicular a dichas fuerzas son normales a esa sección, y poseen sentidos opuestos a las fuerzas que intentan alargar el cuerpo.

Un cuerpo sometido a un esfuerzo de tracción sufre deformaciones positivas (estiramientos) en ciertas direcciones por efecto de la tracción. Sin embargo el estiramiento en ciertas direcciones generalmente va acompañado de acortamientos en las direcciones transversales; así si en un prisma mecánico la tracción produce un alargamiento sobre el eje "X" que produce a su vez un encogimiento sobre los ejes "Y" y "Z".
La relación entre la tracción que actúa sobre un cuerpo y las deformaciones que produce se suele representar gráficamente mediante un diagrama de ejes cartesianos que ilustra el proceso y ofrece información sobre el comportamiento del cuerpo de que se trate.
Son muchos los materiales que se ven sometidos a tracción en los diversos procesos mecánicos. Especial interés tienen los que se utilizan en obras de arquitectura o de ingeniería, tales como las rocas, la madera, el hormigón, el acero, varios metales, etc. Cada material posee cualidades propias que definen su comportamiento ante la tracción. Algunas de ellas son:
  • elasticidad (módulo de elasticidad)
  • plasticidad
  • ductilidad
  • fragilidad




Fórmulas



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Compresión
Es la resultante de las tensiones o presiones que existe dentro de un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen del cuerpo, y a un acortamiento del cuerpo en determinada dirección.

Los ensayos practicados para medir el esfuerzo de compresión son contrarios a los aplicados al de tracción, con respecto al sentido de la fuerza aplicada. Tiene varias limitaciones:
  • Dificultad de aplicar una carga concéntrica o axial, sin que aparezca pandeo.
  • Una probeta de sección circular es preferible a otras formas.
El ensayo se realiza en materiales:
  • Duros.
  • Semiduros.
  • Blandos.





Aquí podemos observar lo que ocurre cuando comprimimos un material frágil al ser comprimido.


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Tracción y compresión
En general, cuando se somete un material a un conjunto de fuerzas se produce tanto flexión, como cizallamiento o torsión, todos estos esfuerzos conllevan la aparición de tensiones tanto de tracción como de compresión. Aunque en ingeniería se distingue entre el esfuerzo de compresión (axial) y las tensiones de compresión.
A partir del ensayo se determinan las dimensiones de las piezas de máquinas y estructuras resistentes.
Los metales se comportan de igual forma a tracción que a compresión, siempre y cuando sea a piezas cortas. La compresión en las piezas largas (esbeltas), genera un nuevo fenómeno llamado “pandeo”.
Otros materiales como el hormigón, tienen un comportamiento diferente a tracción que a compresión, por lo que es necesario realizar los dos ensayos para estudiar su comportamiento.



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Flexión
Es el tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término "alargado" se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las otras. Un caso típico son las vigas, las que están diseñadas para trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas.
El rasgo más destacado es que un objeto sometido a flexión presenta una superficie de puntos llamada fibra neutra tal que la distancia a lo largo de cualquier curva contenida en ella no varía con respecto al valor antes de la deformación. El esfuerzo que provoca la flexión se denomina momento flector.

Las vigas o arcos son elementos estructurales pensados para trabajar predominantemente en flexión. Geométricamente son prismas mecánicos cuya rigidez depende, entre otras cosas, del momento de inercia de la sección transversal de las vigas.
Una placa es un elemento estructural que puede presentar flexión en dos direcciones perpendiculares.





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Cortadura o Cizalladura
La cortadura (cizalladura o tensión cortante) es el esfuerzo que soporta una pieza cuando sobre ella actúan fuerzas contenidas en la propia superficie de actuación. Un ejemplo de esfuerzo de cortadura sería el que soportan los roblones después de colocados.
Generalmente, el esfuerzo de cortadura no se presenta aislado, suele ir acompañado de algún otro esfuerzo. En el caso de los roblones, por ejemplo, están sometidos además de a la tensión de cortadura, a otra tensión de tracción necesaria para mantener unidas dos chapas metálicas.





Fórmulas

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Torsión
Es la solicitación que se presenta cuando se aplica un momento sobre el eje longitudinal de un elemento constructivo o prisma mecánico, como pueden ser ejes o, en general, elementos donde una dimensión predomina sobre las otras dos, aunque es posible encontrarla en situaciones diversas.
La torsión se caracteriza geométricamente porque cualquier curva paralela al eje de la pieza deja de estar contenida en el plano formado inicialmente por las dos curvas. En lugar de eso una curva paralela al eje se retuerce alrededor de él (ver torsión geométrica).
El estudio general de la torsión es complicado porque bajo ese tipo de solicitación la sección transversal de una pieza en general se caracteriza por dos fenómenos:
  • Aparecen tensiones tangenciales paralelas a la sección transversal. Si estas se representan por un campo vectorial sus líneas de flujo "circulan" alrededor de la sección.
  • Cuando las tensiones anteriores no están distribuidas adecuadamente, cosa que sucede siempre a menos que la sección tenga simetría circular, aparecen alabeos seccionales que hacen que las secciones transversales deformadas no sean planas.
El alabeo de la sección complica el cálculo de tensiones y deformaciones, y hace que el momento torsor pueda descomponerse en una parte asociada a torsión alabeada y una parte asociada a la llamada torsión de Saint-Venant. En función de la forma de la sección y la forma del alabeo, pueden usarse diversas aproximaciones más simples que el caso general.







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Video-resumen


Bibliografía


Información
Resistencia de materiales
Tracción y compresión

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domingo, 20 de octubre de 2013

Carrocerías de vehículos. Tipos y componentes.

Índice:





Historia de la carrocería del automóvil


La historia del Automóvil puede considerarse que se inició el 23 de Octubre de 1769, con la primera prueba realizada por Nicolás José Cugnot sobre un carromato que disponía de un motor de vapor. Desde esa fecha hasta nuestros días, la evolución sufrida por el automóvil ha sido constante, de modo que en nada se parecen los vehículos actuales: cómodos, rápidos, seguros y silenciosos, a aquellos iniciales que acababan de derivar directamente de los carruajes movidos por tracción animal.



Evolución de la carrocería
La carrocería típica de principios de 1900 tenía paneles prensados de acero, fijados al bastidor de madera. La firma Weymann de París cubría sus bastidores con cuero y lona acojinada. Estas carrocerías Weymann eran livianas y llamativas.



La carrocería de acero Budd para el Dodge de 1919 fue un gran avance. Para demostrarle al público su resistencia, las primeras fotos publicitarias mostraban al Dodge colocado sobre su techo, para demostrar que éste no se aplastaba bajo el peso del vehículo.



En los autos Auburn y Cord de 1929 aparecieron bastidores de acero con refuerzos en forma de X, los cuales no tardaron en popularizarse. El componente en forma de X le daba resistencia adicional y reducía las flexiones del chassis, mejorando así su manejo.



La combinación de bastidor de madera y paneles de metal duró alrededor de 10 años. Luego aparecieron bastidores de madera reforzados con acero, los cuales le proporcionaban mayor rigidez a la carrocería del automóvil. Este bastidor, llamado madera armada, se usó por primera vez para retener los paneles de acero de la carrocería del modelo Hupmobile de 1911. La carrocería Hupp, creada por Edward Budd, rápidamente se convirtió en el diseño tradicional de aquellos tiempos: el sedán al descubierto.
A partir del año de 1900 aparecieron los sedanes cerrados, pero no se vendían mucho ya que costaban alrededor de un 50 por ciento más que los vehículos al descubierto. Para proteger a los pasajeros en estos vehículos al descubierto, varias compañías de accesorios de automóviles ganaron grandes cantidades de dinero fabricando y vendiendo capotas plegables y de tipo de toldo.
El sedán cerrado se volvió más económico y más atractivo poco después de la Primera Guerra mundial, gracias a Budd, quien ideó formas de reducir los costos de producción. En 1919 la Dodge presentó el primer auto cerrado con un bastidor de acero y paneles de carrocerías también hechos del mismo metal.
En 1924 tuvo lugar el desarrollo de lacas de secamiento rápido que podían aplicarse por rociadura. Este fue el desarrollo que más contribuyó a la iniciación de la producción de automóviles en gran escala. Hasta entonces, se les daba acabado a las carrocerías de los automóviles con pintura y barniz, los cuales tardaban semanas enteras en secarse. Algunos veteranos recuerdan aquellos días cuando se alineaban autos nuevos por kilómetros enteros a lo largo de la Avenida Woodward de Detroit en espera de que el barniz dejara de estar pegajoso. Mientras tanto, las líneas de producción se movían con gran lentitud. Simplemente, no había espacio en las filas para colocar más automóviles.
La laca redujo el tiempo de secamiento, primero a días y luego a horas. Fue desarrollada por la firma Duco y se usó por primera vez el modelo Oakland de 1924. La Oakland fue la división original de la General Motors que luego habría de convertirse en la Pontiac.

Carrocería de una sola pieza
Cierta tarde del mes de octubre de 1915, un ingeniero especializado en carrocerías de automóviles de Detroit, cuyo nombre era H. Jay Hayes, estaba brindando una charla ante la conferencia anual de la Sociedad de Ingenieros de Automovilismo de los Estados Unidos. Hayes representaba ala Ruler Auto Co. y estaba precisamente describiendo el desarrollo de la carrocería de los automóviles.
Durante una pausa de su charla, alguien del público preguntó en voz alta: "¿Qué puede usted decirnos sobre la teoría de combinar la carrocería y el bastidor en una sola unidad?"
Esta pregunta llamó la atención de todo el público presente. Todo el mundo quiso escuchar la respuesta de Hayes. Se había estado hablando de la combinación del bastidor y la carrocería en una sola unidad durante casi 10 años, pero ninguna compañía fabricante había logrado crear un método práctico para transformar esta teoría en una realidad.
Durante 15 minutos Hayes habló sobre las ventajas de la carrocería de una sola pieza. Explicó a sus colegas que, para superar las dos desventajas principales de la combinación de la carrocería y el bastidor en una sola pieza (que eran el exceso de costos y las vibraciones de la carrocería), era necesario producir autos algo más pequeños y livianos.
Hayes luego dejó caer una bomba al anunciar que la semana siguiente su compañía pondría en venta nada menos que 3,000 vehículos con carrocerías de una sola pieza. Se trataba de un automóvil llamado Ruler Frameless.br> Tal como Hayes lo había prometido, los vehículos aparecieron en el mercado sin un bastidor. En vez de éste, se les dio forma tubular a los miembros de la carrocería con el objeto de proporcionarle al metal la rigidez necesaria para prescindir de un bastidor. El motor y los componentes de la suspensión estaban colocados sobre una plataforma.

La Lotus presentó a principios de la década de 1960 un chasis dotado de una sola viga de acero, la que actuaba como una "espina dorsal"



El uso de carrocerías intercambiables permitía hacer de un McGuire cuatro vehículos distintos.



Otros acontecimientos notables
He aquí otros hechos de importancia en la evolución de la carrocería:
  • En 1897, un auto llamado Hugot salió a la calle con una carrocería de mimbre. No transcurrió mucho tiempo antes de que este auto desapareciera del mercado.
  • Desde el año de 1900, comenzaron a ser reemplazados los paneles de madera de las carrocerías por paneles de aluminio y acero. En aquellos tiempos la lámina de aluminio era mucho más costosa que la de acero, y los soportes vaciados de aluminio resultaban más caros todavía. Fue debido a esto que surgió la primera casta de automóviles cuyas carrocerías de lámina de acero se fabricaban masivamente, mientras que se crearon autos con carrocerías con paneles de aluminio sólo para un pequeño número de clientes que podían pagar su alto costo.
  • El primer Cadillac de todos, el modelo de 1902, tenía guardafangos de cuero.
  • En el año 1903, fue lanzado al mercado un auto llamado Bates, el cual ofrecía una mejora notable en lo referente a la forma en que se fijaba la carrocería a los rieles del bastidor. Los ingenieros equiparon la viga transversal trasera del bastidor con unas bisagras, a fin de que la carrocería pudiera fijarse con dos pernos de seguridad deslizantes, Bastaba con extraer los dos pernos, para que fuese posible desplazar fácilmente hacia atrás la carrocería, con el objeto de que los mecánicos tuvieran un mejor acceso a los componentes inferiores del vehículo.
  • En 1905, se popularizaron las dos puertas laterales abisagradas. Los modelos con cuatro puertas se hicieron populares en 1913, aunque en 1910 ya había automóviles de cuatro puertas.
  • En 1922, el Auburn apareció con el primer bastidor en forma de X. Esta estructura aumentó notablemente la rigidez torsional de los automóviles y redujo también las vibraciones.
  • Fueron muchos los ingenieros diseñadores que se burlaron de la patente que se le concedió a John Joseph McGuire, de Yonkers, New York, el 24 de octubre de 1922. Pero ésta rápidamente se convirtió en una de las ideas más geniales relacionadas con las carrocerías de automóviles. El vehículo de McGuire, basado en la carrocería asegurada con pernos del auto Bates de 1903, era un modelo que podía adquirir diferentes configuraciones. En cuestión de minutos, la carrocería instalada en el chasis podía desarmarse para ser quitada y substituida por una carrocería diferente: limosina, sedán cerrado de cuatro puertas, sedán de turismo al descubierto de cuatro puertas, cupé de dos puertas o un "roadster" de dos puertas.
  • La primera ranchera con carrocería de madera que se produjo fue el modelo Star de 1923. El primer modelo de producción en serie con carrocería totalmente de acero fue el Chevrolet de 1934,
  • Conocidos al ser lanzados al mercado como pantalones, los guardafangos como faldones se usaron por primera vez en un auto de carrera Stutz de 1928, el que fue conducido por Frank Lockhart.
  • Se le puede atribuir ala Chrysler la creación del primer convertible moderno de techo duro, cuando esta firma presentó su modelo de 1946, Pero el primer convertible de techo duro retráctil fue construido por B,B. Ellerbeck, en el año de 1931.
  • El Kaiser Darrin y el Chevrolet Corvette comparten el honor de ser los primeros autos de producción en serie con carrocería de fibra de vidrio -esto ocurrió en el año 1953-; pero la Ford construyó un prototipo de fibra de vidrio mucho antes, en el año de 1938.
  • La Lotus presentó su chasis de tipo de "espina dorsal" en el modelo Elan de 1962. Una caja central de acero soportaba el motor, el eje de mando y la suspensión. La carrocería de fibra de vidrio se adhería a este bastidor de acero.
  • La Lotus anunció recientemente sus planes para producir una carrocería formada por módulos como los de un panal de abejas, la que estará fabricada en una sola pieza, y en la que se emplearán los materiales más livianos y resistentes que existen en la actualidad, como son las resinas reforzadas por fibras de carbón y Kevlar, Según los ingenieros de la Lotus, este tipo de carrocería eliminaría por completo los ruidos y las vibraciones.


Evolución de la fabricación de la carrocería del automóvil
En los primeros años, los automóviles tomaron como modelo a los vehículos de tracción animal (carruajes), conservando de estos la estructura de un chasis base o largueros sobre los que se montaba la carrocería junto a los elementos mecánicos que lo hacían moverse, girar, frenar, etc..



Las carrocerías no se mejoraron en un principio en la misma proporción en que lo hicieron las partes mecánicas, limitándose a transformaciones de tipo estético. El primer avance importante experimentado por las carrocerías fue la sustitución de los largueros de madera que formaban el chasis primitivo por largueros de chapa de acero que admitían mucho mejor los crecientes aumentos de potencia. Estos revestimientos de acero fueron aumentando con el tiempo, evitándose en principio las formas redondeadas, ya que al no estar desarrollada la técnica de la embutición las chapas debían deformarse a mano. No obstante, la chapa laminada se empleó inicialmente para paneles y piezas exteriores, siendo fundamentalmente de madera el chasis y la configuración interior. Con la invención del motor de combustión interna de cuatro tiempos (Nikolas August Otto, 1876) la época del motor de vapor llego a su fin en los automóviles.

  • Ford modelo T
  • Este automóvil fue el más popular de su época con 15’5 millones de vehículos vendidos.
    El modelo T incluía novedades que otros vehículos de la competencia no ofrecían como era el volante situado en el lado izquierdo de gran utilidad para la entrada y salida de los ocupantes, también incorporaba grandes adelantos técnicos como el conjunto bloque del motor, carter y cigüeñal en una sola unidad, utilizando para ello una aleación ligera y resistente de acero de vanadio.



  • Gran salto en la fabricación del automóvil
  • Durante varios años se iban batiendo los propios records del año anterior. Las ventas sobrepasaron los 250.000 vehículos en 1914. Por su parte, siempre a la caza de la reducción de costes y mayor eficiencia, Henry Ford introdujo en sus plantas en 1913 las cintas de ensamblaje móviles para el modelo (T), que permitían un incremento enorme de la producción. Dicho método, inspirado en el modo de trabajo de los mataderos de Detroit, consistía en instalar una cadena de montaje a base de correas de transmisión y guías de deslizamiento que iban desplazando automáticamente el chasis del automóvil hasta los puestos en donde sucesivos grupos de operarios realizaban en él las tareas encomendadas, hasta que el coche estuviera completamente terminado. El sistema de piezas intercambiables, ensayado desde mucho antes en fábricas estadounidenses de armas y relojes, abarataba la producción y las reparaciones por la vía de la estandarización del producto.
    Esta iniciativa es seguida por otros fabricantes americanos.



    En 1927 apareció la primera carrocería construida completamente con una estructura de acero, aunque con algunos refuerzos de madera, y a partir de los años 30 las grandes compañías de automóviles adoptaron el uso de la chapa de acero para la construcción total del vehículo, iniciando su producción de forma masiva. El incremento de la producción motivado por el aumento de la demanda del mercado condujo a una mejora en la calidad de los automóviles.



  • La evolución de las carrocerías continua...
  • Un hito histórico en la evolución de la carrocería se marcó en 1934 al presentarse comercialmente los primeros vehículos autoportantes, con una carrocería completamente fabricada con chapas de acero, sin ningún elemento de madera. Se trataba del Citroën Traction Avant



    • El panel del techo aportó consistencia con el formato del cajeado, la definición de los marcos de parabrisas y el canal vierteaguas.
    • Los montantes delantero, central y trasero dieron rigidez y resistencia al resto de la estructura autoportante carente de chasis independiente al formar cuerpo entre el techo y el suelo.
    • Los largueros bajo puerta, en sus múltiples y variados tipos realizan la función de unir el piso con los montantes.

Distintos tipos de configuraciones de carrocerías y chasis a lo largo de la historia del automóvil. Evoluciones, fechas, vehículos representativos de las mismas, responsables de diseño y fabricación
  • Carrocería con chásis independiente.
  • Es el sistema más antiguo de los empleados en el automóvil y, conceptualmente, el más sencillo. Es además, la técnica utilizada hasta la aparición de la carrocería autoportante.
    en la actualidad, esta concepción se emplea en los vehículos todoterreno e industriales, así como en aquellos cuya carrocería es de materia plástica, reforzada con fibras. Los armazones, o bastidor propiamente dicho, están constituidos por dos vigas longitudinales o largueros de longitud variable, unidos entre sí por travesaños dispuestos transversalmente o en diagonal.

  • Carrocería autoportante.
  • Es la carrocería adoptada por la mayoría de los turismos actuales. Está formada por un gran número de piezas de chapa, unidas entre sí mediante puntos de soldadura por resistencia eléctrica y al arco. Ciertas piezas, como puertas, portones, capós y aletas delanteras van unidas con tornillos. Incluso, existen varios modelos que llevan atornillados los frentes y, en algunos casos, las aletas traseras.

    • Características principales
      • Soporta todos los conjuntos mecánicos y se autosoporta.
      • Los elementos atornillados participan en menor medida en la distribución de esfuerzos.
      • Las piezas que deben soportar los mayores esfuerzos se contruyen en chapas de mayor grosor.
      • Son estructuras más ligeras, pero a la vez más rígidas, estables y flexibles.
      • Son más económicas y precisas, debido al alto grado de automatización existente en su fabricación, lo que permite su tirada en grandes series.
      • Presentan mayor facilidad de reparación por el hecho de llevar atornilladas las piezas que, por lo general, resultan dañadas con mayor frecuencia. Esto permite que se puedan sustituir o desmontar fácilmente y en menos tiempo. Además, pueden pintarse independientemente, evitando tiempos aadicionales de enmascarado del vehículo.

    • Elementos principales.
      • Elementos exteriores: conforman la carrocería exterior. Son perfectamente visibles sin desmontar ningún accesorio o pieza. Se pueden dividir en elemenos con una función primordialmente estética, cuya misión es cerrar huecos y determinar la línea externa de la carrocería, y elementos estructurales, como los pilares y los estribos, cuya función es soportar cargas y distribuir los esfuerzos.



      • Elementos interiores: la mayor parte de los componentes que forman la carrocería son elementos interiores. Suelen quedar ocultos por las piezas exteriores, accesorios, tapizados y guarnecidos que recubren o revisten la carrocería.
        La mayor parte de estas piezas son elementos estructurales, que soportan los esfuerzos estáticos, generados por el peso del vehículo y de la carga, y los dinámicos, generados por el movimiento (aceleracioness, frenadas, trazado de curvas, etc.)



  • Tubular
  • La carrocería tubular o Superleggera ("Superligera"), es un tipo de carrocería utilizado en vehículos clásicos deportivos de mediados del siglo XX. Fue creada por el carrocero italiano Touring en 1937.
    Esta técnica utiliza como estructura del vehículo una red de finos tubos metálicos soldados, recubierta después con láminas metálicas, frecuentemente de metales exóticos tales como Aluminio o Magnesio.
    Esta técnica consigue una carrocería de gran rigidez y resistencia con muy poco peso. Por otra parte, la fabricación es muy cara y laboriosa.
    La técnica todavía se utiliza en modelos deportivos hechos a mano.
Clasificación de las carrocerías según su forma y diseño.
Esta clasificación se establece por la forma de la carrocería, por el número de puertas, por los sistemas de tracción, la ubicación del grupo motopropulsor y la capacidad para el transporte de pasajeros, entre otras. De esta forma, se distingue entre turismo (berlina, todoterreno, familiar, deportivo,...etc), vehículos industriales y vehículos especiales.

Berlina o sedan: la diferencia entre estos dos tipos de carrocerías, es que en la berlina, la luneta trasera está incluida en el portón del maletero, mientras que en el sedán, la luneta trasera esta fija y es independiente del portón.

Coupé: Es un tipo de carrocería de dos o tres volúmenes y dos puertas laterales. Un cupé se denomina fastback o tricuerpo (notchback), según el ángulo que forma la luneta trasera con la tapa del maletero o del motor. Los cupés, junto con los descapotables, forman el grupo de los automóviles deportivos. Entre las siguientes fotos se puede apreciar un antiguo Ford Model A Coupé y un Auto Union 1000 coupé, precursor de Audi, con techo corredizo de lona, 2 puertas sin pilar tipo hardtop y carrocería semi-fastback, coche muy avanzado en su época y muy popular no solo en su país natal sino también en Brazil y Argentina.

Crossover: En la clasificación de automóviles es el término usado en América del Norte para referirse a un vehículo deportivo utilitario, es decir un automóvil todoterreno construido mediante un chasis monocasco.

Descapotable o cabriolet: Un descapotable, convertible o cabriolet tiene un techo que se puede quitar y/o guardar. Se pueden desmontar el techo y la ventana trasera.

Deportivo: Es un automóvil todoterreno con carrocería monocasco diseñado para ser utilizado mayoritariamente en asfalto. Los deportivos utilitarios suelen ser más altos que el vehículo del que se derivan y pueden presentar detalles visuales tomados de los todoterrenos, tales como barras frontales de protección o ruedas de repuesto externas en el portón trasero.

Roadster: Nombre aplicable a descapotables con la minima protección del viento y los elementos.

Familiar o tourer: Un familiar, rural, rubia, ranchera o estanciera es un automóvil con el techo elevado hasta el portón trasero, que sirve para acceder a la plataforma de carga.
Los fabricantes suele utilizar los términos correspondientes en otros idiomas: «Break» en Francia, «Kombi», «Tourer» o «Touring» en Alemania y Suecia, «Station Wagon» en inglés norteamericano y «Estate» en inglés del Reino Unido.
Dado que los términos familiar y station wagon tienen, para ciertos compradores, cierto estigma de designar a vehículos aburridos, algunos fabricantes han creado nombres alternativos, más sugerentes y estimulantes, para sus versiones familiares. Cabe destacar que el Volvo 240 Familiar ha salido en innumerable de películas en Hollywood, estrella por si solo.

Todoterreno: No confundir un automóvil todoterreno con un vehículo deportivo utilitario, un automóvil todoterreno es un tipo de vehículo diseñado para ser conducido en todoterreno. Estos automóviles surgieron como necesidad en las guerras de principios del siglo XX, y fueron adaptados para uso civil y aprovechados para realizar travesías, vigilar zonas protegidas y moverse en terrenos ásperos o resbaladizos.

Pick up, pick un de cabina doble: Es de un vehículo automóvil menor que el camión,1 2 empleado generalmente para el transporte de mercancías, un término que hoy en día se aplica informalmente a distintos tipos de automóviles, en concreto pickups, automóviles todoterreno, furgonetas, monovolumenes, y familiares. En algunos sistemas legales, se hace una distinción entre automóviles y camionetas.

Furgoneta o minivan: Una furgoneta (o pickup) tiene una plataforma de carga descubierta por detrás del habitáculo. La plataforma de carga puede ser cubierta en algunos modelos con una lona o con una estructura de fibra de vidrio. Microbus: Es el nombre de una furgoneta con ventanas y con un máximo de nueve asientos, incluido el asiento del conductor, y con un habitáculo con terminación de un automovil, diferenciándose de minibuses por la falta de espacio para estar de pie en el interior. El nombre fue acuñado por los fabricantes de automóviles alemanes en los años 50 para diferenciarlos de los modelos de transporte de carga. Su chasis deriva principalmente de un vehículo comercial o se desarrollan en paralelo con estos. Su largo total ronda entre los 4.0 a 5.0 metros mientras que la versión de mayor distancia entre ejes acomoda hasta 15 pasajeros sentados y miden hasta 6 metros de largo.

Autobus: es un vehículo diseñado para el transporte de personas. Generalmente es usado en los servicios de transporte público urbano e interurbano, y con trayecto fijo. Su capacidad puede variar entre 10 y 120 pasajeros.

Camiones: Es un vehículo motorizado para transporte de bienes. A diferencia de los coches, que suelen tener una construcción monocasco, muchos camiones se construyen sobre una estructura resistente denominada chasis (bastidor).
En la mayoría la estructura está integrada por un chasis portante, generalmente un marco estructural, una cabina y una estructura para transportar la carga.
Hay camiones de todo tipo y de muchos tamaños: pequeños (ordinarios), medianos (camiones todoterreno de 200 toneladas usados en minería) y extragrandes («trenes de carretera»).

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Distribución de volúmenes en un vehículo y su clasificación en base a ella


Monovolumen
Un monovolumen es una carrocería en la que no se diferencia más de un volumen. La zona del motor, la cabina y el maletero están completamante integrados. Generalmente, un monovolumen es más alto que una berina tradicional (1.60 a 1.80 metros contra 1.40 a 1.50 metros).



Los monovolúmenes grandes y algunos compactos (desde 4.40 metros en adelante) tienen frecuentemente tres filas de asientos, mientras que los más pequeños sólo tienen dos filas.

Dos volúmenes
Carrocería en la que se distinguen dos volúmenes independientes: Un volumen para el capó con el motor y otro volumen para el habitáculo y el compartimento de carga.

Los dos volúmenes tienen normalmente Quinta Puerta, aunque hay algunas excepciones (ver el estilo "Fastback").



Dos volúmenes y medio.
Esta designación fue inventada por algunos comentaristas del mundo del automóvil para designar a vehículos con un esbozo de tercer volumen.

Los "Dos volúmenes y medio" tienen, casi siempre, Quinta Puerta.

Tres volúmenes.
Carrocería en la que se distinguen tres volúmenes: Un volumen para el capó con el motor, otro volumen para el habitáculo y un tercero para el compartimento de carga.

Los tres volúmenes son, casi siempre, Sedanes. Algunas raras excepciones a esta regla son en SEAT Toledo de primera generación y el (en inglés) Daihatsu Applause.



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Métodos de identificación de un vehículo. Normativa


Introducción
El número de bastidor, número de identificación o número VIN (del inglés Vehicle Identification Number) permite la identificación inequívoca de todo vehículo a motor. Este número va impreso o remachado en una placa y puede ir situada en diferentes partes del automóvil (borde inferior del parabrisas del coche, en el vano del motor, en la puerta del conductor, etc.), va a permitir proteger los vehículos de robos, manipulación o falsificación.

Hasta 1980 no había una norma clara que identificase los vehículos de una forma homogénea por parte de todos los fabricantes, sino que cada cual tenía su regla para poder identificar cada vehículo que salía de sus factorías. No fue hasta 1980, cuando la aparición del estándar ISO 3779 sirvió para definir un VIN o código de bastidor de 17 cifras y letras, que no incluyen las letras I, O y Q, y que permitió a todos los fabricantes seguir un mismo criterio a la hora de identificar sus vehículos.

El número VIN, que contiene el WMI, VDS y VIS, está compuesto de distintas partes o secciones. Dependiendo del origen del vehículo su nomenclatura es distinta. El estándar ISO 3779 es el empleado en la Unión Europea, mientras que en Estados Unidos y Canadá se emplea otro sistema distinto.

En la siguiente tabla se representan en resumen las distintas secciones que conforman al número VIN:



Información incluida en el VIN
Para Europa, los 17 caracteres que componen el VIN ofrecen la siguiente información:
  • la primera cifra indica el país de fabricación. Así, por ejemplo si se tiene la numeración del 1 al 4 indica que el vehículo fue fabricado en Estados Unidos, el 2 en Canadá, el 3 en México, o bien pueden aparecer también letras si la procedencia es de otros países, como J para Japón, K para Corea, S para Inglaterra, W para Alemania, Y para Suecia, Z para Italia, entre otros (para más información, ver Apartado 3 de este Tutorial "WMI o Identificador Mundial del Fabricante");
  • la segunda cifra indica la marca según la siguiente codificación: Audi (A), BMW (B), Buick (4), Cadillac (6), Chevrolet (1), Chrysler (C), Dodge (B), Ford (F), GM Canada (7), General Motors (G), Honda (H), Jaguar (A), Lincon (L), Mercedes Benz (D), Mercury (M), Nissan (N), Oldsmobile (3), Pontiac (2 o 5), Plymounth (P), Saab (S), Saturn (8), Toyota (T), Volvo (V) (para más información, ver Apartado 3 de este Tutorial "WMI o Identificador Mundial del Fabricante");
  • la tercera cifra indica el fabricante del vehículo (para más información, ver Apartado 3 de este Tutorial "WMI o Identificador Mundial del Fabricante");
  • las cuatro siguientes identifican el modelo y se asignan en la homologación, según sean las características del vehículo, tipo de chasis, modelo de motor, entre otros;
  • el octavo carácter indica los sistemas de retención que dispone el vehículo: pretensores en los cinturones, número de airbag, etc.;
  • el noveno es un dígito de control o de verificación, que se obtiene con la asignación de valores a las letras del abecedario omitiendo la I, O, Q y Ñ según la norma 3779 de la Organización Internacional para la Estandarización como se muestra la siguiente tabla:



Este número es multiplicado por el valor asignado de acuerdo al peso de vehículo y a través de una ecuación preestablecida se obtiene el número que va en esta posición (ver un ejemplo de cómo calcular este dígito de control en el Apartado 4 de este Tutorial);
  • el décimo, informa del año de fabricación. Desde 1980 a 2000, se indicaba por una letra: 2000 (Y), 1999 (X), 1998 (W), 1997 (V). De 2001 a 2009 por un número: 2001 (1), 2002 (2), 2003 (3). En 2010 la lista se reiniciará cíclicamente;
  • el undécimo identifica la planta en la que fue ensamblado el vehículo;
  • el resto identifica el vehículo individual. Puede tratarse de un simple número o un código del fabricante que indique particularidades como las opciones instaladas, el tipo de motor, transmisión u otras, o ser simplemente la secuencia en la línea de producción del vehículo de acuerdo al fabricante.
En los siguientes apartados se profundiza un poco más en la explicación e información de cada uno de los anteriores campos.

WMI o Identificador Mundial del Fabricante
El WMI (World Manufacturer Identifier) identifica al fabricante del vehículo, empleando este identificador mundial del fabricante o código WMI.

Como ya se ha dicho, el primer dígito del WMI indica el país o región en la cual está situado el fabricante. En la práctica, cada uno se asigna a un país de fabricación. En la siguiente tabla se observan las asignaciones a los países más comunes en la fabricación de automóviles:



Pero la anterior tabla no es la única utilizada. La Sociedad de Ingenieros de Automoción (SAE) de los Estados Unidos asigna un código WMI a los países y a los fabricantes. La tabla siguiente contiene una lista de WMI de uso general, aunque hay muchos otros asignados:



Decir tiene que en Estados Unidos y Canadá, para los casos especiales de fabricantes que construyan menos de 500 vehículos por año (<500) se utiliza el noveno (9) dígito, como el tercer (3) dígito y el décimosegundo (12), décimotercero (13) y décimocuarto (14) dígito del VIN para realizar una segunda parte de la identificación. Algunos fabricantes utilizan el tercer (3) dígito como código para una categoría de vehículo (por ejemplo: turismo, 4x4, industrial, etc.), o una división dentro de un fabricante, o ambas cosas. Por ejemplo, el código 1G está asignado, según el WMI, a General Motors en los Estados Unidos y dentro del mismo fabricante. Así, el 1G1 representa los vehículos de pasajeros de Chevrolet (que es una marca de General Motors); 1G2, vehículos de pasajeros de Pontiac (que es una marca de General Motors); y 1GC, camiones de Chevrolet (que es una marca de General Motors).

VDS o Descriptor del Vehículo
El VDS o descriptor del vehículo está incluido en el VIN ocupando los lugares desde el cuarto (4º) hasta el noveno (9º) dígito. Estos códigos identifican el modelo del vehículo y se asignan, según resulte de la homologación realizada del vehículo, dadas las características del propio vehículo, su tipo de chasis o modelo de motor, entre otros. Cada fabricante tiene un sistema único para usar este campo.

Como ya se ha dicho antes, el noveno es un dígito de control o de verificación. Para su determinación, en el cálculo de este dígito de verificación se procede de la siguiente manera:
  • En primer lugar, se debe encontrar el valor numérico asociado a cada letra en el VIN (las letras I, O y Q no se permiten) según los valores que quedan representados en la siguiente tabla:


  • En segundo lugar, se debe determinar el factor multiplicador del valor de cada dígito y para cada posición en el VIN excepto el que ocupa la novena (9) posición (dado que es la posición objeto de este cálculo, la posición que ocupa el dígito de verificación y es lo que se quiere calcular), tal y como se muestra en la siguiente tabla:



  • En tercer lugar, se debe multiplicar los números y los valores numéricos de las letras por su factor asignado en la tabla anterior, y sumar todos los productos resultantes. A continuación, dividir la suma de los productos por 11. El resto es el dígito de verificación. Si el resto resulta de valor 10, entonces el dígito de verificación es la letra X.

Como aplicación de lo anterior se puede desarrollar el siguiente ejemplo donde se pretende calcular el dígito de control:

Consideremos el siguiente VIN hipotético: 1M8GDM9A_KP042788, donde se trata de calcular el noveno (9) dígito que está representado por el guión bajo (_).



La suma de los 16 productos es 351. Al dividirse por 11 da un resto de 10, así que el dígito de verificación es "X" y el VIN completo sería 1M8GDM9AXKP042788.

Contraseña de Homologación
La Contraseña de Homologación aparece en la Tarjeta ITV de los vehículos que es expedida por una estación ITV española. También aparece en el Certificado de Conformidad si el vehículo es importado, y cuyo documento es muy recomendable disponer de él si se pretende legalizar el vehículo importado en España.

La estructura de una contraseña de homologación es la siguiente:

e6*93/81*0023*00, donde:
  • e: significa Unión Europea;
  • 6: identifica el país de homologación, según la lista adjunta:
    • 1 Alemania
    • 2 Francia
    • 3 Italia
    • 4 Países Bajos
    • 5 Suecia
    • 6 Bélgica
    • 9 España
    • 11 Reino Unido
    • 12 Austria
    • 13 Luxemburgo
    • 17 Finlandia
    • 18 Dinamarca
    • 21 Portugal
    • 23 Grecia
    • 24 Irlanda
  • 93/81: es la directiva de aplicación (también puede ser 92/53);
  • 0023: es el número de homologación;
  • 00: número de modificación o de la revisión desde la homologación inicial.


Zonas de la carrocería autoportante


Zonas de la carrocería autoportante:
En la carrocería autoportante se pueden distinguir tres zonas en función de su cometido y comportamiento en caso de impacto. La parte central, llamada habitáculo o célula de seguridad y las dos zonas extremas, la parte frontal y la trasera. La principal diferencia entre estas zonas es su capacidad de deformación. La parte centrales una zona muy rígida y por lo tanto muy resistente a la deformación. Las zonas delantera y trasera son“fácilmente” deformables de manera programada, con el fin de disipar la energía generada en un impacto y proteger así a los ocupantes.

Célula de seguridad
La célula de seguridad está diseñada como un elemento de protección de los ocupantes en caso de accidente. La célula debe presentar la máxima rigidez y resistencia posible alos esfuerzos que sobre ella puedan actuar y que tender a deformarla. La célula de seguridad se compone de:
  • Chapa salpicadero: Separa el habitáculo del compartimento motor. Su misión principal es impedir la entrada de conjuntos mecánicos al habitáculo encaso de colisión frontal.Está unida mediante soldadura a la zona delantera del piso del habitáculo, al túnel central y a los pilares delanteros, constituyendo la pieza de unión entre ambos.Aumenta la resistencia a la torsión de la célula y la protección en caso de impacto lateral.
  • Túnel central: El túnel central recorre el piso del habitáculo por su parte central en todo su largo desde la parte delantera a la trasera. Refuerza la resistencia a la flexión en sentido longitudinal del habitáculo. Las traviesas o refuerzos transversales refuerzan la resistencia a la flexión en sentido transversal. Además, el túnel central y las traviesas sirven de zona de anclaje para asientos y cinturones de seguridad.
  • Piso del habitáculo: Se trata del elemento más rígido de la carrocería, púes ha de soportar los elevados esfuerzos que sobre el recaen. Normalmente el piso se encuentra dividido en dos mitad es, situadas a ambos lados del túnel central. Se completa, transversalmente,con los anclajes de los asientos delanteros y traseros y, en algunos casos, con una traviesa central entre los pilares centrales.
  • Estribos bajo puertas: Se sitúan de forma longitudinal al vehículo, a ambos lados del piso del habitáculo.Están formados por diferentes piezas interiores y exteriores con el fin de aumentar su resistencia. En la parte delantera del habitáculo, los estribos se unen a los pilares delantero y central, en la trasera al pilar central y a las aletas traseras. Son un elemento fundamental en la protección de los ocupantes en caso de colisión lateral.
  • Puertas: Las puertas deben presentar un perfecto ajuste a pilares, estribos y montantes de techo. Sus bisagras, resbalones y cerraduras están reforzados.
    Las puertas incorporan barras de protección lateral interiores de acero o aluminio.
  • Pilares: Los pilares deben soportar y transmitir esfuerzos tanto en sentido longitudinal como transversal al vehículo. Tanto por su forma de construcción como por los sistemas de unión a los componentes de la célula de seguridad están orientados a dotar al conjunto de una elevada resistencia. Además, los pilares centrales y traseros ande soportar los esfuerzos que actúan sobre los anclajes de los cinturones de seguridad. Para ello están dotados de refuerzos soldados (los pilares fabricados por la técnica de hidroconformación no precisan los refuerzos soldados => reducción del peso).
    En caso de colisión los pilares han de de distribuir la energía de la colisión por toda la carrocería estos esfuerzos por toda la carrocería.En caso de vuelco los pilares deben evitar la disminución del espacio de supervivencia.
  • Techo: El techo está formado por una chapa de gran superficie, generalmente plana. Se suele reforzar mediante traviesas.

Parte frontal
La parte frontal de la carrocería está diseñada para, en caso de colisión, absorber la energía de movimiento del vehículo convirtiéndola en la deformación programada. Este proceso también se describe como disipación de la energía del choque. La deformación programada de la parte frontal permite que la parte frontal pueda llegar a comprimirse entre 40 y 70 cm (según las características de diseño del vehículo)La parte frontal se compone de:
  • Largueros delanteros: Son los elementos más importantes para la disipación de la energía producida en un impacto frontal. Los espesores de chapa utilizados en este tipo de piezas pueden ser variados. También es frecuente encontrar largueros formados por chapa tipo tailored blank para lograr diferentes niveles de resistencia a lo largo del larguero. La unión de los largueros al piso habitáculo ha de impedir la penetración de los largueros a través de la chapa salpicadero. Los largueros deben transmitir la parte de la energía sobrante que no puedan disipar por deformación a la estructura de la célula de seguridad para que pueda ser disipada por la carrocería en su conjunto.
  • Subchasis/traviesa delantera: En algunos vehículos, la sujeción de los conjuntos mecánicos se realiza a través de un subchasis o cuna motor; en otros, la mecánica se fija directamente a los largueros y a la traviesa delantera.Ambas estructuras refuerzan la parte frontal del vehículo y, en caso de golpes no frontales, distribuyen la energía hacia el lado que no recibió el impacto.
  • Pases de rueda: Son los elementos que alojan las ruedas. Están formados por la unión de una gran cantidad de chapas. Deben soportar los esfuerzos recibidos del sistema de suspensión.
  • Aletas delanteras: Dan el aspecto exterior a los laterales de la parte frontal. Son elementos dereducida resistencia mecánica (chapa de acero o aluminio de reducido espesor,plástico).

Parte posterior
La trasera comprende todas aquellas piezas de la carrocería situadas por detrás del pilar posterior. La energía de colisión se disipa a través de los largueros traseros y del piso maletero. También se diseña con zonas de deformación programada con especial atención a la protección del depósito de combustible.

Carrocería autoportante monocasco y con elementos desmontables
La carrocería autoportante unida por soldadura o monocasco se caracteriza por la reducción al mínimo de piezas desmontables de la carrocería, que son:
  • Puertas
  • Capó
  • Tapa maletero
La carrocería autoportante con elementos desmontables permite desmontar fácilmente aquellas piezas que suelen recibir golpes con más frecuencia. Únicamente las piezas cosméticas exteriores, que no soportan los esfuerzos estructurales, pueden ser desmontables, ya que si no la estructura del vehículo perdería resistencia. Elementos desmontables pueden ser:
  • Aletas delanteras y traseras
  • Techo habitáculo
  • Pasarruedas


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Bibliografía



Historia de la carrocería 1 2 3 4
Evolución de la carrocería 1 2
Tipos de carrocerías 1 2 3
Carrocería autoportante
Identificación de vehículos 1 2 3
Diapositivas 1 2

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