Cámara central

Todos los Porsche salen del mismo sitio: el Centro de Desarrollo de Weissach, una pequeña ciudad a las afueras de Stuttgart. Ya sean deportivos con corazón eléctrico o con motor de combustión, destinados a la carretera o al circuito de carreras, su proceso de desarrollo está protegido del mundo exterior. Christophorus ha tenido acceso a las cámaras secretas distribuidas en las 100 hectáreas de la sede. 

   

Modelos Porsche 718 Cayman
Consumo combinado de combustible:  10,9–8,1 l/km
Emisiones de CO2 combinado: 249–185 g/km (datos de 12/2020)

Todos los datos técnicos pueden variar según los países.

Materialización de la idea

Primero con arcilla, después con piezas de plástico fresadas o procedentes de distintos procedimientos de prototipado rápido: paso a paso, la construcción de maquetas da forma a las ideas del departamento de diseño. «Hacemos tangibles las ideas», reza el lema interno de los expertos en fabricación de maquetas. Al principio solo se trata de mostrar las proporciones de un futuro modelo, para lo que se utiliza una gran diversidad de materiales plásticos. Sin embargo, la primera visualización siempre se hace con la típica arcilla de modelar de color marrón. Lo más destacable de este material es la velocidad con la que se pueden modificar las formas. Esto requiere una gran habilidad artesanal. En un proceso de desarrollo posterior se perfecciona la forma elegida.

Es una tarea crítica, ya que la piel exterior de un coche tiene un efecto decisivo en su aerodinámica. Por ello, antes de la aprobación final del diseño se utilizan las llamadas carrocerías de flujo, donde las juntas, conductos de aire, pasos de rueda y otros detalles se corresponden casi exactamente con el que será el estado final de la serie. En el túnel de viento contiguo tienen lugar los siguientes pasos del desarrollo.

Diseño

El diseño consiste en desarrollar ideas y llevarlas rápidamente a un nivel que permita tomar decisiones. Los esbozos, ya sea en papel o en una tableta, son indispensables para ello. Al dibujo bidimensional debe seguirle una forma tridimensional, primero con la ayuda de un software de diseño en el espacio virtual y finalmente como maqueta física. El hecho de que los diseñadores, constructores de maquetas y expertos en aerodinámica compartan un mismo edificio favorece tanto la comunicación como la confidencialidad. En el estudio de diseño no se crea únicamente la forma de una carrocería, también se idean espacios interiores, que incluyen desde las dimensiones básicas hasta los detalles de la costura de un asiento. Y en todos estos procesos, las decisiones finales también se toman a partir de modelos físicos, por lo que los artesanos clásicos también trabajan en el diseño.

Otros expertos del departamento idean y comprueban lo que en general se conoce como experiencia de usuario, donde también entran en juego los mundos virtuales de Porsche Connect. Al final, la armonía que une la forma con la técnica, el exterior con el interior, se consigue gracias a una marcada cultura del diálogo. Muestra de ello es la oficina del jefe de diseño, donde el clásico escritorio ha sido reemplazado por una larga mesa donde se reúnen todas las disciplinas.

Fundición

Incluso dentro de Weissach, solo unos pocos empleados saben que desde 1971 la empresa tiene su propia fundición en el Edificio 1, justo detrás de la antigua entrada principal. Todos los días laborables, a la una y media, empieza la acción: después de fundir, acondicionar y comprobar la mezcla de metales –que los técnicos llaman aleación– se procede al moldeado. El metal fundido a más de 700 grados se introduce en los moldes de arena. Las herramientas para la producción de estos moldes se han desarrollado y fabricado en el propio taller de maquetas. Las piezas que el maestro fundidor y sus ayudantes recuperan de los moldes unas veces son carcasas para motores eléctricos del tamaño de un tambor de lavadora, otras, piezas afiligranadas de carrocería. En su mayoría son componentes para coches que todavía no existen. Gracias a la fundición propia, los prototipos se pueden poner a prueba en una fase muy temprana del desarrollo con componentes que cumplen los estrictos criterios de calidad de la fabricación en serie en todos los aspectos.

Esto no sería posible con un proceso de impresión en 3D que se limitara a unos pocos materiales, porque Porsche está modificando constantemente aleaciones especiales para componentes sometidos a grandes esfuerzos. Así, una pequeña variación en una aleación puede tener un efecto positivo en la resistencia a los impactos sin que ello deba aumentar el peso del vehículo. Gracias a la fundición interna, este conocimiento del material queda en cualquier caso dentro de la empresa.

Medición de superficies frontales

El objetivo de todo desarrollo aerodinámico es que la corriente de aire fluya perfectamente por todos los rincones de la carrocería. Esta cualidad se expresa mediante el coeficiente de resistencia al aire, más conocido como valor cw. Para calcularlo a partir de los datos de medición del túnel de viento, es necesario registrar con precisión la zona frontal del vehículo. La resistencia al aire y, por tanto el consumo de combustible o de energía del vehículo dependen decisivamente de la zona frontal.

Para determinar esta superficie con una desviación de solamente un uno y medio por mil, hace falta un equipo especial: el sistema de medición de superficies frontales. Funciona igual que unas sombras chinescas: una barra lumínica formada por luces LED verdes recorre lentamente dos veces la parte frontal del vehículo y, en una pantalla situada perfectamente en paralelo detrás del coche, se va mostrando el contorno. Una cámara de video filma la pantalla y un ordenador junta todas las imágenes en una sola. Con esta, un programa de procesamiento de imágenes calcula finalmente la superficie frontal.

Cámara climática

40 grados bajo cero, como en el Ártico, o 90 grados positivos, como en el interior de un coche aparcado en Arizona: las temperaturas que reinan en las cámaras climáticas de Weissach no son precisamente de confort. Pero durante su desarrollo cada deportivo nuevo tiene que soportar varias veces estas condiciones en la sala climatizada.

Y no solo se somete a temperaturas extremas, sino que también debe pasar pruebas de resistencia adicionales. Por ejemplo, después de pasar una noche entera a 18 grados bajo cero, un técnico rocía los cristales con agua utilizando una pistola de pintura y, a continuación, pone en marcha el motor. Después de un tiempo establecido, el parabrisas debe quedar descongelado. Otras pruebas tienen como objetivo asegurar que la gran pantalla central sea siempre fácil de leer, incluso a más de 40 grados positivos y con luz solar directa, generada por un sol artificial; o que las manijas de las puertas no se bloqueen a 40 grados bajo cero. Al lado, en el túnel de viento climatizado y sobre un banco dinamométrico, se puede simular la conducción a temperaturas extremas, como a través del famoso Paso Towne en el Valle de la Muerte (con un 6 % de desnivel a lo largo de 27 kilómetros). Durante la simulación se sienta al volante un conductor experimentado del banco de pruebas. Los vehículos eléctricos pasan casi las mismas pruebas que sus hermanos con motor de combustión.

Túnel de viento aeroacústico

Mediciones realistas en un prototipo secreto a 300 km/h. Este fue, a grandes rasgos, el requisito más importante para el túnel de viento que entró en funcionamiento en 2015. La clave está en un sistema de cinta intercambiable que mueve la superficie debajo del vehículo. Esto permite reproducir de forma realista el viento que corre por debajo del suelo del coche y los pasos de rueda. Pero para los ocupantes no solo son decisivas la carga y la descarga aerodinámica o la resistencia del aire, sino también el ruido del viento. Este aspecto gana importancia a medida que crece la implantación de susurrantes motores eléctricos.

Actualmente, una de cada seis mediciones realizadas por los expertos de Porsche se centra en la aeroacústica. Para ello, al lado y encima del vehículo se crea un campo de medición con unos 600 micrófonos para generar una especie de fotografía acústica que puede utilizarse para localizar con precisión las fuentes de ruido molestas. La corriente de aire sobre el espejo exterior es particularmente delicada. Si no se consigue el nivel óptimo, los técnicos en aerodinámica, junto con los especialistas en acústica, expertos en carrocería, ergonomistas y diseñadores acuden al centro de control para encontrar una solución. Estos hombres y mujeres altamente cualificados trabajan en el túnel de viento aeroacústico y otros túneles de viento más pequeños las 24 horas del día.

Nave de pruebas de propulsión

Cada vez hay más vehículos eléctricos en Weissach. La mitad de los 18 bancos de pruebas de la nueva nave que entró en funcionamiento en 2019 sirven para comprobar motores y transmisiones más o menos electrificados. Una especialidad es el banco de pruebas de compuestos de alto voltaje desarrollado por la propia empresa. En él se puede comprobar el sistema de propulsión completo, es decir, los motores para los ejes delantero y trasero, la electrónica de potencia asociada, la transmisión y la futura batería de serie de alta tensión. Esta se encuentra en una cápsula de seguridad climatizada debajo del banco de pruebas, ya que se comprueba con los típicos ciclos de test de Porsche en todo el espectro de rendimiento.

Igual de importante es el comportamiento de recarga, sobre todo cuando se trata de tomar y liberar mucha corriente muy rápidamente. Para ello, la nueva nave de pruebas está equipada con las distintas tecnologías de recarga que se utilizan en el mundo. Los nueve bancos de pruebas de combustión también están diseñados para la sostenibilidad: un sistema de suministro flexible permite comprobar combustibles basados en energía eléctrica sin huella de carbono, los llamados «e-fuels». Por cierto, que Porsche no tiene bancos de pruebas especiales para el deporte del motor. Los empleados están acostumbrados a que en un banco de pruebas haya una futura propulsión de serie y, al lado, otra de carreras.

Integración de la electrónica

La llamada «casa de pruebas» no es ninguna casa, sino una planta en el centro de integración electrónica. Sin embargo, este término está justificado: bajo un mismo techo, los especialistas prueban toda la electrónica, desde los elevalunas hasta los sistemas de asistencia al conductor, para asegurarse de que funcionan perfectamente. Para que esto sea posible, en una fase temprana, antes de que el primer prototipo ruede por la carretera, los desarrolladores utilizan bancos de pruebas con hardware in the loop. La unidad de control y otros componentes, como los faros o el volante, están conectados a un potente ordenador del tamaño de un armario. Este ordenador simula una conducción real para la unidad de control, incluyendo situaciones peligrosas y reacciones del conductor.

Con ello se registra exactamente cómo reacciona la unidad de control, por ejemplo, si controla la función deseada correctamente y con la suficiente rapidez. Pero los perfeccionistas de la casa no tienen suficiente con esto. Para saber si la interacción de los componentes electrónicos a bordo funciona correctamente, ponen todas las unidades de control en un vehículo de laboratorio. Este vehículo no va a ningún sitio, pero tiene todas las unidades de control ya conectadas al árbol de cableado original. Solo lo que ya se ha dado por bueno en la casa de pruebas tiene cabida en el ensayo real.

Garaje para prototipos

Un gran momento en el largo camino hacia la producción en serie es cuando el prototipo por fin puede desplazarse sobre sus propias ruedas. Actualmente hay más de 1.900 vehículos en desarrollo de Porsche sometidos a distintos grados de camuflaje y normas de confidencialidad. En Weissach se dividen en tres niveles: los «muletos» o simples portadores del motor; los vehículos de fase constructiva, que se caracterizan por ir camuflados durante las salidas de pruebas; y los vehículos de pre-serie. Todos están registrados digitalmente. Los que requieren camuflaje llevan un transpondedor para poder entrar en los aparcamientos para prototipos. Los empleados que acceden a estos refugios de futuros tesoros también necesitan una autorización verificada electrónicamente.

El más antiguo de estos aparcamientos está situado justo al lado de la puerta principal del Centro de Desarrollo. Dispone de 255 plazas en ocho niveles, pero se ha quedado pequeño. Por ello, en la localidad vecina de Hemmingen un aparcamiento de varias plantas igualmente protegido proporciona 120 plazas adicionales. Pero como tampoco es suficiente, se está construyendo un nuevo parking para prototipos. Dispondrá de 1.147 plazas en 15 niveles y alrededor de 400 columnas de carga. Con ello se genera espacio para áreas de presentación en las superficies de estacionamiento de Weissach para que, por ejemplo, los ingenieros realicen los llamados exámenes de puesta en marcha o liberaciones para ensayos. Cuando los vehículos de pre-serie –los prototipos más avanzados– han completado sus exigentes trayectos, a menudo les esperan otras tareas. Por ejemplo, son utilizados como «muletos» de desarrollos posteriores.

Competición

Desde el ABS y la aerodinámica hasta la caja de cambios de doble embrague, el turbo y la tecnología de 800 voltios, el deporte del motor ha llevado innumerables tecnologías a la fabricación en serie. El acelerador de la ingeniería de competición es la presión competitiva, pues hay que lograr resultados medibles lo antes posible. Además, los ingenieros se benefician del hecho que sus ideas no tienen que ser producidas en grandes cantidades.

Descubren materiales exóticos y diseñan soluciones elaboradas. Pero la compañía también aprovecha su experiencia en las carreras en disciplinas menos conocidas, como la logística. Como los eventos competitivos son muy frecuentes y se celebran por todo el mundo, nunca se puede utilizar ni un tornillo que no tenga la vida útil comprobada. Por ello, los expertos en logística han desarrollado el Porsche Racing System apoyado en SAP. Se registra cada detalle, por ínfimo que sea, como los datos del motor de un limpiaparabrisas para un modelo específico. También se pueden consultar todas las herramientas del equipo de Fórmula E de TAG Heuer Porsche, la caja de cambios de repuesto de un coche GT o los recambios de los coches históricos de Le Mans. Ya sea para uso interno o la competición de clientes, el Departamento de Deportes del Motor no deja de investigar y asesorar. La fabricación en serie se beneficia del potencial del equipo de deportes del motor no solo con la vista puesta en el futuro, sino también de forma espontánea. Por ejemplo, cuando surge una idea bajo gran presión de tiempo o cuando hay que resolver tareas logísticas exigentes.

Johannes Winterhagen
Johannes Winterhagen

Artículos relacionados