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Diseño de interiores, ¿cómo incrementar autonomía y confort?

Con el desarrollo de la tecnología para la puesta en circulación de los vehículos autónomos, la movilidad será más una experiencia que un desplazamiento. En un futuro no muy lejano podremos viajar en vehículos que conducen solos, mucho más seguros y permitiendo al conductor disfrutar del viaje de una forma diferente. Esto implicará importantes cambios en el interior con un nuevo concepto de habitáculo.

Saturday, August 15, 2020
By Caroline Borot

La filosofía de los nuevos habitáculos es totalmente distinta, y los diseños se adaptarán a los nuevos comportamientos de los ocupantes para cuando los vehículos dejen de estar diseñados exclusivamente para ser conducidos. El interior dejará de ser un espacio de conducción y pasará a ser un espacio habitable donde los ocupantes podrán tener un tiempo para si mismos y disfrutar observando el exterior, relajarse o trabajar.

Y es que con la llegada de los vehículos híbridos, eléctricos y autónomos, es necesario contemplar nuevas exigencias de confort para proporcionar una experiencia óptima a los pasajeros.

Para encontrar el equilibrio adecuado entre confort y consumo energético es necesario identificar y contemplar todos los parámetros que les afectan.

La reducción del consumo energético de todos los sistemas es uno de los grandes retos. Lo primero que hay que encontrar es un equilibrio entre el el consumo energético y el confort.

Gestión térmica: autonomía frente a confort

El consumo energético en la cabina de pasajeros depende de la temperatura interna y externa, del aislamiento térmico, del volumen del interior de la cabina, de la forma de reciclado del aire, del índice de ocupación y de los equipos térmicos.

Por otra parte, el confort térmico de los ocupantes depende de su morfología, del nivel de actividad, de la ropa, la radiación, la convección con el aire y la humedad. Es necesario tener en cuenta un gran número de parámetros y cada uno de ellos afecta a los otros. La comprobación de una gran cantidad de escenarios en condiciones reales resultaría muy prolongada, costosa y conllevaría grandes retrasos. Además, una simulación que no tuviera en cuenta todas las interacciones arrojaría resultados erróneos. Por eso es necesario contemplar todos los parámetros y sus interacciones para estimar correctamente el confort térmico y el consumo energético.

Flujo de aire y distribución de la temperatura (cortesía de Ford Company)

Bienestar a bordo

Desafíos como la seguridad, la comodidad y la ergonomía son factores clave para el éxito del diseño del interior de los vehículos. Los fabricantes y proveedores de automóviles deben adaptarse a estas necesidades y ofrecer el mejor producto posible.

El diseño interior cambiará durante el desplazamiento, existirá la posibilidad de sentarse cara a cara o mantener una disposición clásica. Además, con la democratización de la práctica de compartir vehículo, el confort tiene que ser cada vez más individualizado.

Habitualmente, las empresas utilizan voluntarios humanos y analizan la distribución del mapa de presiones para someter a prueba y certificar todos los parámetros ligados al confort estático y dinámico. Estas técnicas tienen inconvenientes, porque los asientos tienen que adaptarse a diversas medidas antropométricas.

Los modelos humanos digitales y la confección de prototipos virtuales de asientos han sido utilizados por LEAR durante todo el proceso de diseño para sentar virtualmente a los modelos humanos y comprobar su postura. Asimismo, se simula el inflado de cojines de aire para comprender cómo afectan a la postura del modelo humano sentado, optimizándose el diseño de cojines de aire para garantizar una correcta postura del ocupante.

Asiento del modelo humano en el prototipo de asiento Lear. Cortesía de LEAR

Soluciones de ESI para el diseño del interior del vehículo

Con ESI Interior Solution es posible realizar una estimación de la comodidad de asiento y las prestaciones dinámicas. Haciendo uso de un modelo de núcleo único, se puede predecir la función de transferencia de asiento ocupado y el confort estático.

Los equipos de ingeniería pueden, desde la fase inicial del ciclo de desarrollo, analizar el confort térmico de los ocupantes, contemplando asientos con calefacción o ventilación, así como el sistema HVAC global de la cabina de pasajeros. Se puede predecir de forma realista el comportamiento térmico de los asientos y la cabina, y la comodidad de los ocupantes, gracias a modelos humanos integrados en el software, incluyendo modelos térmicos humanos y criterios de bienestar térmico. Una vez creado un modelo fiel, pueden predecirse mediante técnicas de CFD el movimiento del aire y la fluctuación de temperatura en el interior de la cabina. Todo ello nos proporciona información continuamente actualizada para asegurar los correctos intercambios térmicos entre el asiento, el ocupante y la cabina de pasajeros.

Con ESI Interior Solution, los ingenieros pueden verificar de manera virtual, antes de que se construya cualquier prototipo real, dónde estará situado el punto H, punto ergonómico que se utiliza para pruebas de seguridad como el latigazo cervical.

Pueden optimizar el diseño del asiento (en cuanto a material o forma) gracias a un proceso sencillo y lograr el punto H objetivo. Interior Solution reproduce de forma virtual los protocolos de asiento con un maniquí HPM1 o HRMD y tiene en cuenta los efectos de la fabricación para garantizar un asiento preciso.

Protocolo de latigazo cervical interior ESI

A posteriori realiza una iteración automática de las propiedades materiales para alcanzar el objetivo del punto H con la tolerancia definida por el usuario. Varias normas internacionales, como la SAE J 826 para la ubicación del punto H, están plenamente integradas en ESI Interior Solution.

Tachi-S ha adoptado ESI Interior Solution para reducir el número de pruebas reales y disminuir los costes para la certificación del latigazo cervical, ajustandose a la norma JNCAP en su prototipo de asiento.

Pruebas reales y virtuales de latigazo cervical con ESI Interior Solution (cortesía de Tachi-S)

Caroline Borot

Head of Marketing Strategy, Product Marketing, and Business Development for ESI Group’s Engineering Solutions

Caroline Borot currently serves as the Head of Marketing Strategy, Product Marketing, and Business Development for ESI Group’s Engineering Solutions. After joining ESI group in 2000, Caroline has served several positions from technical support management, project management, and product manager on a variety of manufacturing and engineering products. Previously, Caroline worked in an SME software company as technical support and pre-sales function. Caroline is ingénieur civil des mines with a background in Material & Mechanical Engineering.