Mejores ingenieros en la competición

Aunque la razón por la que hacemos esto es obvia, esta semana nos encontramos con un aparte de la biografía que Ashley Vance hizo de Elon Musk (Accionista mayoritario de Tesla y Space X) sobre que buscan en los ingenieros que reclutan para Tesla y Space X. Esto fue lo que respondieron:

Una traducción dice: Buscamos personas con personalidades tipo A, los cazatalentos buscan personas que se destaquen en competencias de construcción de robots o que participen en carreras de carros y han construido vehículos inusuales, el objetivo es buscar individuos apasionados que trabajen bien en equipo y que tengan experiencia en el mundo real doblando metal. Incluso si su trabajo es escribir códigos de computador, deben entender como funcionan las cosas mecánicas. 

Esta es la razón por que estamos haciendo esto, para tener mejores ingenieros capaces de cambiar la senda del desarrollo de tecnología en nuestro país.

Visita al Prodrive Rallycross en Medellín

Durante este fin de semana se realizó la válida del campeonato Prodrive Rally Cross en la pista Riverside en Rionegro. Los miembros de C2Racing estuvimos presentes para conocer más sobre los vehiculos y para conocer el primer circuito permanente que existe en Antioquia hace muchos años. Lo primero es felicitar a la Corporación Ecoparmo y a la FCAD por tremendo montaje, la verdad todo salió impecable. 

Pudimos ver varios vehiculos muy interesantes como el Ford Fiesta de Rally Rocks que conduce Elias Zakzuk y armado por Jean Pierre Macias, la verdad el carro es una obra de arte. Logró un podio aún cuando sus competidores tienen tracción integral y el Fiesta es tracción delantera, Además sufrieron de un recalentamiento en la final. En las otras dos categorías de automóviles había 4 corsas en competición y dos de ellos ganaron sus validas. El más impresionante fue el 41 de Fabian Maya que, siendo su primera carrera en tierra, le ganó a muchos pilotos más experimentados en su Corsa Active. La verdad fue una grán experiencia que nos motiva mucho a competir con nuestro Corsa.

La Simulación Aerodinámica: Entendiendo como el aire nos afecta

Como vimos en nuestra publicación de simulación de tiempo de vuelta, la aerodinámica juega un rol muy importante en como el carro se comporta en la pista. Aquí existe un problema importante, las modificaciones aerodinámicas tienden a ser costosas y realizar varios ensayos en el carro definitivo en la pista es muy complicado. Por esta razón utilizar una herramienta computacional para evaluar el desempeño de las diferentes soluciones aerodinámicas se vuelve muy importante.

El primer problema se vuelve entonces obtener un modelo 3D del Corsa coupé. Buscamos por toda la red, pero no encontramos ningún modelo que pudiéramos usar con un programa de CFD (Dinámica de Fluidos Computacional) Entonces tuvimos que encontrar una forma costo efectiva de obtener un modelo 3D. ¿Que se nos ocurrió? Escanear el corsa, pero esta opción, aunque tecnológicamente increíble, resultaba costosa. Entonces emprendimos la búsqueda de un aliado que contara con un Scanner. La empresa Easy Smile, que fabrica soluciones de ortodoncia sin brackets, vale la pena que le peguen una miradita, tiene un scanner dental que utiliza para digitalizar los modelos de sus pacientes, y ofrecieron prestárnoslo, pero el tamaño del scanner es muy pequeño y no le cabe un Corsa. La solución que encontramos fue un modelo a escala. En eBay encontramos un modelo escala 1:43 de una colección especial que lanzó Opel para sus modelos más vendidos en el mundo.  Inmediatamente pedimos el modelo que valió 20 dólares.

Una vez tuvimos el modelo, procedimos a pintarlo mate con un aerógrafo para que pudiera ser escaneado fácilmente y lo escaneamos.

Una vez tuvimos el modelo 3D pudimos prepararlo y lograr una simulación de CFD con buena precisión que nos permitirá encontrar cual es la configuración aerodinámica óptima para el autódromo de Tocancipá. Temas a evaluar, alerones, difusor, splitter, toma de aire, carenados de llantas, tapa de motor etc. Pronto esperamos mostrarles algunos de los hallazgos de esta herramienta.  Miren este Link para más información de lo que vamos a evaluar. http://noticias.espanol.autocosmos.com/2015/02/06/5-elementos-clave-en-la-aerodinamica-de-los-autos-de-carrera

Estas herramientas de CFD son increíblemente útiles para evaluar diferentes propuestas de diseño y sus impactos en el comportamiento del carro. También tenemos previsto usarlas para mejorar el flujo de aire en la culata del motor, esperamos en futuras entradas mostrarles como lo hacemos.

La Simulación de tiempo de vuelta, ¿Cuales son los parametros que influyen en el desempeño del Carro?

Mientras el carro está en el taller, esta semana estuvimos dedicados a moler números, para esto es que estamos estudiando, ¿no? Espero no estar demasiado pesado con esto, pero es sumamente útil a la hora de preparar un carro de carreras. Es fundamental saber que este análisis aplica solo para un Corsa, y que en otros carros tendrá otras condiciones y conclusiones diferentes. 

Para definir cuál es la mejor estrategia para hacer más rápido nuestro Corsa, hemos utilizado la simulación cuasi-estática de tiempo de vuelta. Es un programa que se llama Bosch-Lapsim y que hasta 2009 tuvo una versión gratuita bastante útil, que guardamos como un tesoro.

En este programa pudimos crear un modelo del autódromo de Tocancipá y pudimos evaluar cuales factores eran los que mejor afectaban el tiempo de vuelta de nuestro Corsa. Aquí es importante que hagamos una súper aclaración, los tiempos de vuelta que predecimos no son exactamente reales, el modelo que sacamos de Tocancipá lo sacamos de un autódromo que se puede descargar en www.rfactorcentral.com y que después exportamos a Lapsim usando el plugin de motec para rfactor. Es una aproximación decente que nos va a dar tendencias. Pero esta herramienta se va a volver aún más útil cuando tengamos información del circuito medida con la adquisición de datos de nuestro Corsa en la pista con las llantas Michelin que exige el CNA.

Con este modelo podemos hacer variaciones que nos permiten enfocar nuestros esfuerzos y prioridades en la puesta a punto del vehículo.

Por ejemplo, queríamos saber cuánto tiempo de vuelta aporta cada caballo de potencia en el motor. Por esta razón hicimos un barrido manteniendo todos los parámetros iguales y pudimos evaluar cuanto la potencia del motor mejora el tiempo de vuelta.

Evaluando esta gráfica encontramos una mejoría de alrededor de: 0.12s/hp osea que cada caballo que mejoremos el motor logramos .12s de mejoría en el tiempo de vuelta.

También evaluamos los efectos de la aerodinámica, mirando cuanta penalidad nos supone el arrastre y cuanta ventaja nos trae la sustentación negativa o downforce. Esto será un buen insumo para evaluar las diferentes opciones de alerones, splitters, difusores, tomas de aire etc. en la aerodinámica del carro y el tiempo de vuelta. En esta página encuentran una descripción muy interesante de los términos y coeficientes que estamos mencionando aca. 


El carro Stock tiene un coeficiente de arrastre de 0.36 y un coeficiente de downforce de -0.13 aproximadamente, esto quiere decir que el carro efectivamente se tiende a levantar cuando la velocidad aumenta. Esto es bastante normal en los vehículos de este tipo. Evaluamos que pasaba si aumentábamos el coeficiente de Downforce Cl, y si aumentábamos el coeficiente de drag Cd. Esto fue lo que encontramos.

En el coeficiente de downforce encontramos una pendiente de -4.2, esto quiere decir que si incrementamos el coeficiente de downforce en 0.1 vamos a bajar el tiempo de vuela en .42s Obviamente esto es más fácil dicho que hecho y es bastante complejo de lograr, sobretodo sin incrementar el arrastre o cd. Pero podemos ver que mejorar en 0.1 este coeficiente equivale a mejorar aproximadamente 4hp en la potencia del motor.

Si analizamos el arrastre, encontramos que la penalidad es cara, y que se vuelve más cara entre menor potencia tenga el motor. Con un motor de 83hp (stock), tenemos una pendiente de 11.6, esto quiere decir que si incrementamos el coeficiente de arrastre en 0.1, vamos a perder 1.16 segundos de tiempo de vuelta. Esto es el equivalente de perder casi 10hp de motor. 

Cuando la potencia incrementa encontramos una pendiente de 7.6 lo que quiere decir que por cada 0.1 que incrementemos el Cd perdemos .76 s, o el equivalente de 7hp de motor.

Otro análisis que realizamos, que es muy importante es la sensibilidad al peso. Esta es importante para entender cuanto podemos ganar o perder al hacer nuestro vehículo más pesado o liviano.

Encontramos una pendiente de .015, lo que quiere decir que perdemos o ganamos .1s de tiempo de vuelta por cada 6 kg que alivianamos o hacemos más pesado el vehículo. Que quiere decir esto: que cada 8kg de peso que le aumentamos al carro, equivalen a 1hp de potencia que perdemos. Esta tabla es muy importante para tomar la decisión si usar un motor 1.4 o 1.6 ya que tanto en las carreras de Medellín como las de Bogotá este cambio de cilindrada trae un lastre. En Medellín este lastre es de 40Kg y en Bogotá, para el CNA el lastre es de 60Kg. Según este análisis, encontramos que en reglamento de Medellín se penaliza el tiempo de vuelta en 0.6s y en el de Bogotá se penaliza en 0.9s. En el caso de Medellín, si el cambio de 1.4 a 1.6 aporta más de 5hp al motor vale la pena, en el caso de Bogotá este cambio debe aportar más de 7.5hp. Según nuestra investigación la diferencia  entre el motor de 1.6L del corsa tiene 9hp más que el 1.4, por esta razón el motor 1.6 es el más indicado para competir en esta categoría.

En conclusión, vemos que la potencia es muy importante para que nuestro Corsa sea rápido en Toncancipá, pero lo que ganemos en potencia se puede perder muy fácilmente si generamos arrastre aerodinámico y si el vehículo es muy pesado. Tener agarre aerodinámico (downforce) trae ventajas muy importantes, que se pueden medir hasta en segundos, pero tenemos la restricción del drag que esta genera, si no hacemos una aerodinámica muy eficiente, lo que ganemos se puede perder muy fácilmente en drag. También vemos que pasar a motor 1.6L tiene todo el sentido del mundo y será  la dirección con nuestro Corsa.

Avanza la carrocería.

El carro esta en manos del Latonero, quien esta trabajando duramente en reparar los daños en la carrocería. Mientras tanto, el equipo de carrocería esta enfocado en tres cosas, primero en encontrar las partes que necesitamos para reparar el carro. En este caso tuvimos que buscar un vólco completo con naves y parales ya que el original esta bastante magullado. Encontramos este de un carro siniestrado, muy afortunados. Estamos buscando la tapa del baúl que puede ser comprada o a modo de préstamo para realizar los moldes para su fabricación en fibra de vidrio.

También conseguimos un capot para hacerlo en fibra de vidrio que es más liviana y más fácil de modificar que la lámina de acero. En este momento estamos preparando la pieza para que la podamos moldear. 

El equipo también esta trabajando en aerodinámica, para entender mejor los flujos de aire alrededor del carro y para optimizar el comportamiento del mismo. Para esto usamos el análisis de Dinámica de Fluidos Computacional. Partimos de un modelo 3D, después les contamos como lo hicimos, y  modelamos en el PC todas las implicaciones de los cambios que hagamos en el flujo de aire alrededor del carro y su efecto en el comportamiento del vehículo. Aquí les muestro unos pequeños avances de ese trabajo.

Esperen más avances la semana entrante sobre como avanzan los diferentes equipos de trabajo. Vamos avanzando con muchas ganas y dedicación.

Como "ñapa", también esta semana logramos un hito importante, fue la primera vez que encendimos el motor de nuestro Corsa, teníamos bastante miedo de que no funcionara ya que el carro lleva un buen tiempo parado. Fue difícil desactivar el Chevy Star pero nuestros amigos de Autolarte nos dieron muy buenas indicaciones para poner a funcionar nuestro carro. Suena un poco desafinado, pero recordemos que próximamente estaremos haciéndole un tuning completo a la inyección.

Llegaron los juguetes!!!

Esta semana, aprovechando un viaje a Estados Unidos, conseguimos algunas piezas que serán muy útiles para nuestro equipo en la preparación del carro. Tenerlas aquí va a ser útil ya que una de nuestras metas es lograr que el carro esté en pista rápidamente y poder usar algunos de los eventos que se realizarán en el segundo semestre de este año como laboratorio. Les vamos a mostrar una lista rápida y más adelante verán la instalación.

Nos llegó el quick-relase del timón, este es marca Longacre y es de tipo estriado.

El Timón también es marca Longacre, este es del mismo diámetro que el original del Corsa. 

Para el sistema de Inyección Electrónica, escogimos el EMS-4 de AEM es un sistema muy completo para vehículos de competición. Para esto tenemos también el sensor de AFR de banda ancha que será muy útil a la hora de construir los mapas de inyección con todas las modificaciones del motor. También conseguimos el regulador de presión para la inyección y un filtro de espuma de altísimo flujo.

La caja para poder ubicar la batería dentro del habitáculo del piloto.

Para la puesta a punto del carro y el set-up conseguimos unas básculas longacre que serán muy útiles en el proceso de desarrollo. También un buen medidor de presión de llantas, herramienta fundamental para puesta a punto y un medidor de profundidad de labrado para monitorear el desgaste de las llantas.

Todos los implementos de seguridad y de acceso rápido para el capot y el baúl.

Faltan muchas cosas, pero vamos armando el equipo y el carro, les iremos contando más sobre el proyecto según el avance.

Empezamos!

Les queremos dar la bienvenida al Proyecto C2Racing, es un Proyecto conjunto entre la empresa C2R Engineering y la Universidad EIA en Medellín, Colombia para lograr una meta común, tener ingenieros con mejores capacidades de desarrollo de tecnologías y con un mejor dominio práctico de todas las herramientas de simulación y manufactura avanzadas disponibles en la actualidad.

Desde hace ya varios años C2R ha venido realizando proyectos de ingeniería avanzada para clientes en lo que considera las 3 puntas del tridente de la industrialización, Automotriz, Biomédico y Aeroespacial, donde ha podido mostrar que utilizando las tecnologías avanzadas 3D de diseño y manufactura se pueden realizar productos que agregan valor y se diferencian desde lo técnico. Y ha podido mostrar que esta tecnología está al alcance de las empresas en el país. El objetivo macro de C2R es hacer en Colombia tecnología de clase mundial y uno de los pilares fundamentales para esto es contar con ingenieros y personal técnico en capacidad de asumir los retos técnicos con creatividad, practicidad y trabajo en equipo.

La Universidad EIA es una de las más importantes instituciones en formación de ingenieros en la ciudad y el país, formando profesionales con un altísimo nivel técnico y una capacidad destacada de Innovación, por la cual han recibido numerosos premios. Hace un tiempo la universidad viene buscando maneras de ofrecer más aplicaciones prácticas de Ingeniería a los estudiantes y es aquí donde la alianza para este proyecto de vuelve interesante.

Entonces, ¿Cómo podemos complementar una excelente formación académica con más experiencias prácticas de una forma que sea atractiva para los estudiantes? Una buena respuesta es el Automovilismo. Este deporte tiene la particularidad de que la ingeniería y el desarrollo del vehículo juegan un rol fundamental en el desempeño en carrera. Un excelente piloto con un carro lento  tendrá muchos problemas para ser exitoso. Los carros son sistemas de ingeniería altamente complejos que representan muchas de las disciplinas y conocimientos que se adquieren a lo largo de una formación de ingenieros.

¿Qué vamos a hacer? Vamos a tomar un siniestro de Chevrolet Corsa 1.4 Coupé que obtuvimos como siniestro con el apoyo de Sura, y lo vamos a convertir en un vehículo de competencia, capaz de participar en la categoría super turismo del Circuito Ciudad de Medellín, El Campeonato Nacional de Automovilismo y las 6 horas de Bogotá (Nuestra meta ambiciosa en 2017).

¿Para que este blog? Queremos mostrar a los gomosos de los vehículos, todos los desarrollos que hacemos para el carro, mostrar el paso a paso de su construcción preparación y optimización. Mostrar el increible talento y la caja de herramientas con la que cuentan los ingenieros EIA y lo que se puede lograr cuando los estudiantes aprenden haciendo en un entorno empresarial. Queremos compartir nuestros aciertos y, como pasa en todos los procesos de innovación, nuestros errores. Queremos que todos los lectores de este blog hagan parte del equipo C2Racing!

¿En qué vamos? Tenemos ya un espacio asignado en la universidad donde será nuestro taller, aquí las imágenes: Les mostraremos todo el proceso de adecuación de nuestro espacio.

También tenemos un carro, este Corsa coupé azúl siniestrado que hoy está en el taller de latonería en proceso de reparación para servir como base para un súper turismo. Se preguntarán, ¿porque un Corsa? Queríamos utilizar un vehículo que se hubiera comercializado a gran escala en américa latina, que fuera una plataforma económica y para el que fuera fácil conseguir repuestos para corregir las eventualidades que seguramente sucederían en carrera. También queríamos construir una plataforma de kits que se puedan ofrecer a las personas que quieran ser automovilistas y de esta forma obtener fondos que nos permitan más proyectos de desarrollo del vehículo haciendo cada vez más competitivo el paquete. Tenemos también especial un interés en buscar alianzas con las diferentes empresas del país y de la ciudad que tengan vínculos con el sector automotriz y de tecnología para hacer visibles sus productos y desarrollos.

Esperamos contar con la periódica visita en este blog, con los comentarios y sugerencias que quieran hacer y que nos acompañen en todos los procesos de desarrollo e ingeniería que realicemos. Gracias y esperamos contar con ustedes durante este proceso!