Ascend, acrónimo de Acciona Solar Car ENgineered by Deakin, nació con el objetivo de competir en la decimosexta edición de la Bridgestone World Solar Challenge, que ha tenido lugar en Australia del 22 al 29 de octubre. Este prestigioso evento científico–deportivo reúne a equipos de todo el mundo formados por estudiantes y patrocinados por empresas de la industria. Los participantes diseñan los vehículos solares con los que después compiten en una carrera de más de 3.000 kilómetros a través del desierto de Australia, desde Darwin hasta Adelaida. El certamen se celebra cada dos años, pero la edición de 2021 se tuvo que cancelar debido a la pandemia, por lo que este año ha sido el primero desde 2019. La Bridgestone World Solar Challenge 2023 ha contado con la participación de 43 equipos procedentes de 23 países.
Además de participar en la competición, el vehículo Ascend ha puesto de manifiesto los grandes logros que se pueden alcanzar mediante la colaboración entre educación e industria, ha demostrado las habilidades de la próxima generación de ingenieros y ha puesto a prueba los propios límites de la innovación.
Cuatro años de colaboración
Más de mil estudiantes de diversas facultades de la Universidad de Deakin han trabajado en el proyecto desde 2019. Uno de los primeros retos que tuvieron que superar fue el parón del coronavirus, teniendo que improvisar talleres y laboratorios caseros para poder seguir avanzando durante los meses de estrictas restricciones a la movilidad derivadas de la pandemia. Alumnos y profesores de la Universidad de Deakin y trabajadores de Acciona Energía han puesto en común sus conocimientos en campos como la aerodinámica, la electromecánica, la impresión 3D o la computación para crear un vehículo únicamente propulsado por energía solar durante cuatro años de esfuerzo colectivo.
El compromiso de Acciona Energía con el proyecto trasciende el apoyo económico. La compañía ha participado de forma activa en todo el proceso, ha brindado a los estudiantes la posibilidad de trabajar en proyectos reales y les ha ofrecido acceso a expertos de la industria. Los estudiantes implicados han dedicado semanas, meses e incluso años al proyecto. Algunos de ellos han desarrollado su proyecto de fin de carrera en torno a él, mientras que otros incluso se han incorporado al equipo profesional de Ascend, que consta de veinte estudiantes y diez miembros de la universidad.
Uno de los “veteranos” es Angus McDonald (en la foto), un estudiante de 25 años que ha estado presente desde los primeros diseños hasta las pruebas en carretera. Hoy es jefe de ingeniería mecánica, ha sido el encargado de afrontar el desarrollo de la transmisión del coche que se imprimió en 3D y, además, ha participado en la competición como piloto.
Cuenta Angus que uno de los primeros desafíos fueron los controladores del motor, es decir, la comunicación entre la fuente de energía y el motor. El equipo también tuvo que solventar problemas como el recalentamiento de las piezas. Además, se llevaron a cabo distintas pruebas de dinámica de fluidos por ordenador para afinar la aerodinámica y el chasis antes de probarlo en carretera. “Lo que más me emocionaba era ver a los estudiantes llegando al taller cada día con nuevas ideas y formas de resolver los retos”, explica.
En las últimas semanas antes de la carrera, Angus y el resto de su equipo trabajaron contrarreloj para poner el coche a punto, especialmente los equipos de a bordo. El calor es uno de los grandes retos a la hora de competir en el desierto, para lo cual desarrollaron un sistema de ventilación que garantizara el bienestar del piloto en la cabina con aire procedente del exterior.
El reto: Bridgestone World Solar Challenge 2023
La World Solar Challenge es la carrera más importante de su género en todo el mundo, y también la más antigua, ya que comenzó a celebrarse en 1987. Las vastas llanuras desérticas del outback australiano se convierten cada año en el escenario de un reto que reúne a medio centenar de vehículos solares en distintas categorías ante una audiencia global de más de veinticinco millones de personas.
El certamen consta de tres categorías:
• Challenger: donde prima la aerodinámica y los vehículos compiten por ser los más veloces –en palabras de McDonald, los coches son apenas unos paneles solares y un motor.
• Cruiser: en la que se evalúan la eficiencia energética y la funcionalidad de los vehículos; aquí participan los vehículos concebidos como modelos de calle y con un posible futuro comercial, tal como es el caso de Ascend.
• Adventure: una categoría no competitiva que incluye todos los vehículos solares que no entran en las anteriores o que no reúnen todos los requisitos.
La edición de este año dio un giro inesperado el cuarto día de la carrera, cuando ninguno de los competidores de la categoría Cruiser –incluido el Ascend– consiguió cumplir con los tiempos mínimos establecidos debido a los fuertes vientos. A pesar de ello, las cifras del diseño del vehículo son, en sí mismas, una demostración de los logros de los estudiantes que lo han desarrollado.
El prototipo final
El objetivo de los estudiantes que diseñaron el Ascend era crear un coche que se conduzca y se comporte como un gran turismo y que combine la resistencia para una travesía por el desierto con la comodidad de conducción.
El prototipo final de Ascend mide cuatro metros y medio de largo por dos de ancho, con cinco metros cuadrados de placas solares. El vehículo incluye una batería de 60 kWh, diseñada para ofrecer una autonomía de entre unos 1.500 y 1.600 kilómetros con una velocidad media de 75 km/hora, y una velocidad punta de 130 km/hora. Estas cifras se consiguen gracias al uso de materiales ligeros como la fibra de carbono y unos neumáticos sostenibles de baja resistencia y menores emisiones de CO2 que los de un vehículo convencional.
La carrocería se imprimió en 3D con polvo de nailon mediante la tecnología Multi-Jet Fusion, que proporciona un rendimiento sólido y unos índices de producción mucho más rápidos que las tecnologías tradicionales de impresión en 3D. Para reforzar la carrocería y aligerarla se utilizaron compuestos de fibra de basalto y eco–resinas. La fibra de basalto se fabrica a partir de roca volcánica, se funde y posteriormente se cose o teje en telas. Utilizar estos materiales en un entorno real ha permitido a los investigadores de la Universidad de Deakin comprobar su rendimiento.
El coche está equipado con una matriz solar de cinco metros cuadrados que convierte la luz solar en energía eléctrica, alimentando el motor eléctrico del vehículo. Los paneles se han recubierto con una forma de teflón que impide que el polvo se acumule y reduzca la eficiencia de los paneles solares. Las células solares son flexibles y se adaptan a las curvas del coche, ofreciendo una capacidad de generación de energía de más de 1.500 vatios, un 29% más que la energía solar convencional en el mismo espacio.
El Ascend tiene un diseño elegante y aerodinámico cuyo fin es minimizar la resistencia al aire y maximizar la eficiencia energética, cubriendo largas distancias con un consumo mínimo de energía. La cuidadosa selección de materiales y el análisis de tensiones garantizan la resistencia y ligereza de los componentes. Por ejemplo, el chasis pesa menos de 85 kg. El uso de montantes delanteros de titanio impresos en 3D con diseño generativo y brazos de suspensión de aluminio fresados con CNC se combinan para que Ascend pese la mitad que un coche normal.
Este coche solar ha demostrado su viabilidad en el mundo real, la importancia de la colaboración entre industria y universidad para resolver problemas y el potencial que tienen las mentes más jóvenes para desarrollar soluciones innovadoras que podrían transformar el mundo. El proyecto ha permitido a los estudiantes trasladar su aprendizaje académico a un auténtico desafío industrial, lo que constituirá una gran experiencia a efectos de su futura carrera profesional. Además, este proyecto les ha dado la oportunidad de experimentar y probar diferentes soluciones aplicadas a la movilidad, concienciándoles de la importancia de que innovación y sostenibilidad vayan de la mano.
