Módulo 4.2 – Carrocería

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Este capítulo se compone de seis partes o módulos, de las que la última es un resumen repaso del tema completo.

Aunque el tema central es la carrocería, se mencionan otros contenidos técnicos.

Algunos se habrán visto en anteriores capítulos y otros se tratarán a fondo en los siguientes.

La carrocería del automóvil es lo que se ve desde el exterior, bueno parte de esta, pues sus componentes abarcan todo el coche, de hecho, es en la carrocería donde asienta todo lo demás que conforma el automóvil.

El programa de este capítulo 4 se ve a continuación, completo el de la parte o módulo 2 (4.2) que se va a desarrollar y resumidos los restantes.

Programa capítulo 4

Módulo 4.1

  • Elementos y funciones de la carrocería y su relación con la estructura e implantaciones
  • Geometría de suspensión y dirección relacionada con la carrocería

Módulo 4.2

  • Concepto de estructura de carrocería genérica en carruaje de pasajeros
  • Estructuras de carrocería derivada … de los carruajes de tiro animal
  • Tipos de estructuras de carrocería 
    • Bastidor independiente; atornillado o soldado al monocasco
    • Monocasco con plataforma
    • Monocasco autoportante
    • Monocasco portante con subchasis (incluye corto)
    • Tubular
    • Túnel central o espina dorsal
  • Las diferentes estructuras de carrocería en colisión frontal media … y la seguridad pasiva terciaria
  • Colisión con daños estructurales (“bancada”)
  • Reparación de colisión con daños estructurales «bancada»
  • Puntos de referencia de la geometría de la estructura de la carrocería y alteración por colisión
  • Estructura de carrocería en automóviles descapotables

Módulo 4.3

  • Tipos de carrocería por su forma exterior y línea

Módulo 4.4

  • Aerodinámica del automóvil

Módulo 4.5

  • Procesos de construcción del automóvil
  • Dimensiones y materiales de construcción
  • Plataforma común y diseño modular

Módulo 4.6

  • Resumen repaso

Concepto de estructura de carrocería genérica en carruaje de pasajeros

El automóvil tiene su origen en los vehículos de tiro animal, carruajes, que podían ser de pasajeros o carga.

Los de pasajeros debían cumplir algunas particularidades como aportar más confort de marcha.

Hay varias formas de diseño de los carruajes de pasajeros para aislar lo más posible el mal estado del camino de los pasajeros.

Se basa en intercalar algo con función de “colchón” entre las ruedas que siguen la orografía del terreno y el habitáculo donde viajan los pasajeros, este efecto “colchón” es la suspensión.

Para que esta introducción nos lleve a los tipos de estructuras de carrocería del automóvil, vamos describir las de los carruajes de forma que sea intuitiva la evolución del carruaje al automóvil, que se desplaza por sí mismo:

  • Partimos de un carruaje de pasajeros que vamos a ir despiezando
  • Bastidor independiente; es un soporte bajo el vehículo con suficiente robustez para transitar sobre pisos en mal estado, llevando en su interior a ocupantes más su equipaje
  • Carrocería (monocasco); es el habitáculo que denominamos monocasco, es decir es un conjunto
  • Anclaje entre bastidor independiente y carrocería (monocasco, es en este caso el habitáculo con el pescante para los conductores y un maletero detrás); los anclajes son elementos de unión que podrían ser tornillos quedando ambos elementos acoplados, bastidor y monocasco
  • Ejes con las ruedas; el delantero asienta sobre un pivote para poder girar como dirección
  • Suspensión por ballestas (dobles), son láminas flexibles de acero; están entre los ejes y el bastidor independiente. Su flexibilidad permite hacer cierto efecto de “colchón” que mejora el confort de los ocupantes
  • Las ballestas están fijadas por arriba en el bastidor independiente y por debajo en los ejes
  • Para acceder al interior del habitáculo (monocasco) hay una plataforma o escalón con una ballesta para hacer más cómoda la entrada y salida

Este sistema de suspensión permite poder circular a más velocidad manteniéndose las ruedas en contacto con el suelo, lo que reduce los rebotes, que además de mejorar el confort disminuye el riesgo de volcar.

Se puede hacer la suspensión de otras formas, vamos a ver tres, la explicada y dos más.

Estructuras de carrocería … derivada de los carruajes de tiro animal

Seguimos con el carruaje de pasajeros y queremos buscar como lograr más confort de marcha, aislando lo mejor posible los movimientos de las ruedas del habitáculo (monocasco), viendo los vehículos de lado:

Imagen superior izquierda:

  • La suspensión es como la explicada; ballestas longitudinales dobles, son dos invertidas, que asientan entre los ejes y el bastidor independiente que está fijado al habitáculo de la carrocería, monocasco
  • El escalón de acceso está fijado al bastidor independiente

Imagen superior derecha:

  • Es diferente; los ejes delantero y trasero asientan sobre el bastidor independiente, el delantero lo hace por medio del pivote de giro del eje como dirección, y el acoplamiento entre el bastidor independiente y el habitáculo (monocasco) se hace con las ballestas longitudinales dobles como intermediarias
  • El efecto “colchón”, suspensión, se produce entre el bastidor independiente – ruedas y habitáculo (monocasco) por medio de las ballestas
  • El escalón de acceso está acoplado al habitáculo (monocasco)

Imagen inferior:

  • Vemos una suspensión que combina las dos anteriores; hay ballestas dobles entre los ejes y el bastidor independiente y también entre este y el habitáculo (monocasco)
  • Se supone que este sistema aporta más flexibilidad a la suspensión, mejor confort de marcha
  • El escalón de acceso lo vemos fijado al bastidor independiente  

El bastidor independiente se denomina así al no necesitar nada más para que el vehículo se desplace al ser arrastrado.

Se puede sustituir el habitáculo por una caja de carga, plataforma o lo que se necesite, solamente se ha de mantener el pescante para poder guiar el tiro animal.

Tipos de estructuras de carrocería

Bastidor independiente atornillado o soldado al monocasco

El automóvil, que prescinde del tiro animal al contar con un motor para su desplazamiento autónomo, derivó de los carruajes que hemos visto, por lo que su tecnología incipiente es similar en la carrocería para irse adecuando a las nuevas necesidades.

Es algo parecido a lo que está pasando con los automóviles de propulsión eléctrica, con baterías o pila de combustible de hidrógeno, los primeros de ambas tecnologías han derivado de automóviles térmicos, las siguientes evoluciones van siendo progresivamente más específicas para sus sistemas de propulsión, mejorando sus aportaciones de movilidad sin emitir contaminantes por su propulsión al circular.

Empezamos la transición del carruaje al automóvil, bastidor independiente.

Bastidor independiente atornillado (es un Buick de la década de 1950):

  • El bastidor independiente es una estructura de largueros y travesaños muy robusta y rígida, es decir no se deforma progresivamente:
    • Es el soporte de todos los demás componentes del automóvil
    • Se podría circular solamente con el bastidor independiente, las ruedas y sistema de propulsión, adaptando un asiento para que el conductor controle los mandos del vehículo; volante de dirección, acelerador, freno, embrague y palanca de cambios
    • Esta estructura permite diferentes versiones en las que se prescinde de partes del monocasco, que veremos enseguida
    • Tiene unas tuercas o zonas roscadas para el acoplamiento del monocasco de la carrocería
  • Monocasco de la carrocería; es un esqueleto de elementos que conforma su estructura, sin consistencia, pues esta la aporta el bastidor independiente:
    • Los paneles interiores y exteriores se acoplan al monocasco; puertas, capo delantero y trasero, techo, suelo bajo el habitáculo y maletero, separaciones entre las partes delantera y trasera con el habitáculo, aletas …
    • Tiene taladros para el paso de los tornillos de sujeción al bastidor independiente
  • Acoplados mediante tornillos
    • Los tornillos sujetan el bastidor independiente al monocasco por varios puntos, quedando ambos elementos acoplados, aunque la rigidez la aporta el bastidor independiente

Bastidor independiente soldado (UMM Jabato):

  • El bastidor independiente es una estructura de largueros y travesaños muy robusta y rígida, es decir no se deforma progresivamente:
    • Es el soporte de todos los demás componentes del automóvil
    • Se podría circular solamente con el monocasco, las ruedas y sistema de propulsión, adaptando un asiento para que el conductor controle los mandos del vehículo; volante de dirección, acelerador, freno, embrague y palanca de cambios
    • De hecho, este tipo de estructura, sea atornillado o soldado, permite diferentes versiones, pickup, grúa, chasis – cabina y otras muchas más según las necesidades
    • Tiene zonas predeterminadas para acoplar mediante soldadura el monocasco de la carrocería
  • Monocasco de la carrocería; es un esqueleto de elementos que conforma su estructura, sin consistencia pues esta la aporta el bastidor independiente:
    • Los paneles interiores y exteriores se acoplan al monocasco; puertas, capo delantero y trasero, techo, suelo bajo el habitáculo y maletero, separaciones entre las partes delantera y trasera con el habitáculo, aletas …
    • Tiene puntos predeterminados para soldar el monocasco al bastidor independiente
  • Acoplados mediante soldadura
    • En los puntos predeterminados se suelda el monocasco al bastidor independiente quedando ambos elementos acoplados
    • La robustez la aporta el bastidor independiente ya que la estructura del monocasco es para acoplar los demás elementos y conformar el habitáculo

Particularidades de la estructura de carrocería por bastidor independiente

  • Las suspensiones articulan en el bastidor independiente y son de estas características:
    • En el coche de la izquierda de tres volúmenes la suspensión delantera es independiente por dos brazos transversales paralelos, con muelles y amortiguadores
    • La trasera es mediante eje rígido con ballestas longitudinales y amortiguadores
    • El todoterreno de la derecha tiene suspensiones por eje rígido delante y detrás, con ballestas longitudinales y amortiguadores
  • Este tipo de carrocería, atornillado o soldado, es muy robusto, rígido y pesado, lo que implica más consumo y contaminación, menos estabilidad y seguridad activa o primaria
  • Sin zonas de deformación progresiva en caso de colisión, lo que reduce significativamente la seguridad pasiva secundaria
  • Si se produce una colisión muy fuerte se llega a deformar el bastidor independiente, lo que implica que en la reparación se ha de recuperar la geometría de los puntos de anclaje de las articulaciones de suspensión, para contar con el comportamiento original
  • Si no es posible, o para hacerlo se puede alterar la estructura del bastidor independiente (exceso de calor), entonces se ha de sustituir
  • Al final se ven las dos estructuras de carrocería; bastidores independientes y los monocascos acoplados con los paneles interiores

El bastidor independiente ha sido el punto de partida de la carrocería del automóvil, que ha ido dado paso a otros sistemas mejor adaptados a las necesidades de los automóviles.

Se sigue utilizando cuando se requiere mucha robustez o capacidad de carga, es el caso de los todoterreno para uso extremo, camiones …

Monocasco con plataforma

La evolución de la estructura de la carrocería del automóvil ha seguido varios caminos, algunos de estos casi simultáneos.

La estructura de carrocería que vamos a ver a continuación, plataforma, llegó más o menos a la vez de la que veremos justo después, monocasco autoportante.

En ambas se prescinde del bastidor independiente como elemento rígido autónomo de la carrocería.

Vemos la estructura de plataforma simultáneamente en dos automóviles, Renault 4L y Citroën 2 CV.

Plataforma; es una superficie metálica con complementos delante y detrás que sustenta el monocasco:

  • Es también el soporte de otros componentes del automóvil, pero no tiene suficiente robustez para poder circular sin el monocasco, al menos sin refuerzos, entonces sería plataforma portante
  • Dispone de roscas para que se atornille el monocasco sobre la plataforma

Monocasco de la carrocería

  • Es el esqueleto de elementos que conforma la estructura de la carrocería que se asentará sobre la plataforma
  • Los paneles interiores y exteriores se acoplan al monocasco que a su vez está sujeto a la plataforma; puertas, capo delantero y trasero (o portón), techo, suelo bajo el habitáculo y maletero, separaciones entre las partes delantera y trasera con el habitáculo, aletas …
  • Su estructura tiene en la parte inferior pasos para los tornillos que le sujetarán a la plataforma

Acoplados monocasco y plataforma

  • La sujeción entre ambos se hace mediante tornillos quedando acoplados
  • Este acoplamiento es necesario para soportar los esfuerzos, torsiones y flexiones, inherentes a la marcha del automóvil

Particularidades de la estructura de carrocería con plataforma

  • Las suspensiones articulan en la plataforma y según el automóvil puede que también haya puntos que lo hagan en alguna zona más del monocasco
  • No es robusta la plataforma portante por sí misma para circular pues la resistencia es por el conjunto que se forma al quedar acoplada al monocasco
  • Para adaptaciones de carrocerías descapotables hace falta reforzar el monocasco y la plataforma sobre todo en el habitáculo, así como pickup y otras posibles versiones que alteran el monocasco
  • Podría tener zonas deformables progresivas, pero no es lo más probable por ser automóviles de hace ya años
  • En colisión se deforma la zona del impacto y si la estructura del habitáculo está reforzada se mejora la seguridad pasiva
  • Menos peso lo que favorece la seguridad activa (estabilidad) y el consumo
  • Al final vemos las estructuras de carrocería de los dos coches con los paneles interiores

Las suspensiones de estos dos coches son estas:

Renault 4L

  • Delantera independiente con dos brazos transversales paralelos, barras de torsión longitudinales y amortiguadores
  • Trasera; brazos longitudinales con barras de torsión transversales y amortiguadores

Citroën 2 CV

  • Delantera y trasera mediante brazos longitudinales con muelles y amortiguadores horizontales interconectados

Este sistema de carrocería parece una evolución del bastidor independiente con menos peso, se ha utilizado para simplificar el diseño sin excesivos costes y permite una fabricación rápida y versátil.

La podemos ver en un Volkswagen Beetle original.

Monocasco autoportante

Este tipo de carrocería es más o menos simultáneo al anterior, plataforma, y el objetivo principal es el mismo, reducir el peso, a lo que se añade ser una buena base para poder mejorar la seguridad pasiva secundaria, adaptando las diferentes zonas de la carrocería para que absorban energía en caso de colisión manteniendo el habitáculo rígido, al menos hasta impactos de media envergadura, bueno esta ha sido su evolución.

Vemos esta estructura de carrocería sobre dos automóviles simultáneamente, Citroën Traction Avant y Renault 12.

Monocasco de la carrocería

  • Un esqueleto soldado conforma un conjunto, monocasco, que sustenta todos los demás componentes del automóvil, autoportante
  • Los paneles interiores y exteriores se acoplan al monocasco autoportante; puertas, capó delantero y trasero, techo, suelo, separaciones entre las partes delantera y trasera con el habitáculo, aletas …
  • Pesa menos lo que reduce el consumo y mejora la estabilidad
  • Puede contar con zonas deformables y habitáculo rígido para proteger en colisiones
  • En los inicios de esta estructura de carrocería estos detalles no se tenían muy en cuenta, pero su composición permitió ir diseñando las zonas delantera y trasera del monocasco deformables progresivamente y hacer el habitáculo más rígido, para que no se deforme hasta colisiones medias
  • Esto se empezó a valorar por los resultados de las pruebas de colisión, crash test, que determinaban la calidad de protección durante el accidente, seguridad pasiva secundaria

Articulaciones de suspensión

  • Están en puntos determinados del monocasco autoportante y de su posición depende la geometría de suspensión y dirección para la estabilidad, seguridad activa o primaria
  • Algunos de estos puntos de anclaje de las articulaciones de suspensión están en zonas de deformación progresiva (si las tiene el automóvil), sobre todo los de la suspensión delantera, y otros en zonas rígidas (cerca del habitáculo), más en la suspensión trasera

Particularidades de la estructura de carrocería monocasco autoportante

  • Con el monocasco autoportante se pueden diseñar las zonas delantera y trasera para que se deformen progresivamente en caso de colisión
  • La estructura del habitáculo es más rígida para tratar de mantener su forma en accidentes, hasta colisiones de cierta envergadura
  • Con estas dos funciones, zonas deformables y rígida, se logra mejor protección de los ocupantes en colisiones, más seguridad pasiva secundaria
  • En caso de colisión se altera la posición de los puntos geométricos de articulación de las suspensiones, más los que están en zonas deformables, y su recuperación durante la reparación es laboriosa, pues se han de sustituir partes del monocasco autoportante y sobre estas asegurar el correcto emplazamiento de los puntos de apoyo de las articulaciones de suspensión (y dirección)
  • Vemos para terminar las dos estructuras de carrocería de monocasco autoportante en ambos coches, con los paneles interiores incorporados  

Estas son las suspensiones de los dos coches:

Citroën Traction Avant

  • Delantera independiente de dos brazos transversales paralelos, barras de torsión longitudinales y amortiguadores
  • Trasera; eje rígido con tirantes longitudinales, barras de torsión transversales y amortiguadores

Renault 12

  • Delantera independiente de dos brazos transversales paralelos, muelles y amortiguadores
  • Trasera; eje rígido con tres brazos longitudinales (efecto direccional), muelles y amortiguadores

Al ir teniéndose más en cuenta los resultados de protección en seguridad pasiva secundaria, se diseñan las zonas delantera y trasera para que se deformen progresivamente en caso de accidente, absorbiendo gran cantidad de energía, además el habitáculo reforzado soporta los esfuerzos sin alterar su forma, al menos para superar las pruebas de colisión, crash test, que iban tomando más relevancia por su repercusión.

Queda pendiente la laboriosa reparación tras un accidente.

Monocasco portante con subchasis

Hay diferentes formas de llevar a cabo el diseño de este tipo de carrocería, vamos a ver los dos más utilizados y que permiten explicar mejor lo que aportan.

Partimos de la base de que, cuando aparecieron los resultados de seguridad pasiva secundaria del monocasco autoportante ya eran buenos, por lo que lo que se busca es que la reparación sea menos laboriosa.

Lo vemos sobre dos coches Renault, (Súper) 5 y Twingo de primera generación.

Monocasco portante con subchasis “largo” (coche de la izquierda Renault ´Súper´ 5)

  • Un esqueleto soldado conforma un conjunto, monocasco, que sustenta otros componentes del automóvil, portante. Tiene roscas para acoplar los subchasis
  • Los paneles interiores y exteriores se acoplan al monocasco portante
  • La estructura portante con subchasis tiene zonas deformables y habitáculo rígido, eficiente seguridad pasiva. Es ligero con buenos consumos y estabilidad
  • Hay un subchasis delantero y otro trasero, ambos están sujetos por tornillos y silentblocs al monocasco portante, los subchasis tienen todos o parte de los apoyos de las articulaciones de las suspensiones
  • Los anclajes delanteros del subchasis frontal están en el extremo anterior del monocasco portante, zona deformable; en caso de colisión frontal estos anclajes delanteros del subchasis alteran su posición arrastrados por la deformación de esta zona del monocasco portante, por lo que es necesario sustituirle en la reparación, una vez que se han recuperado sus puntos de anclaje en el monocasco portante
  • Al estar la mayor parte de los puntos de apoyo de las articulaciones de suspensión (y dirección) en el subchasis, al poner uno nuevo se recupera la geometría correcta
  • La reposición de los puntos de apoyo del subchasis en el monocasco portante están determinados y son más fáciles de reparar, lo que reduce el tiempo y complejidad de la intervención
  • La suspensión delantera es Mc Pherson con muelles y amortiguadores, las articulaciones de los brazos están en el subchasis y el conjunto telescópico (muelle – amortiguador) apoya en el monocasco portante
  • La suspensión trasera es por brazos longitudinales unidos por tubos concéntricos, barras de torsión transversales y amortiguadores, los dos brazos con los tubos articulan en un soporte que es el subchasis trasero y asienta en el monocasco portante bajo el habitáculo

Monocasco portante con subchasis corto (coche de la derecha Renault Twingo)

  • Es similar al que hemos explicado con este detalle; los anclajes frontales del subchasis delantero están separados de la parte anterior del monocasco portante en la zona deformable
  • En caso de colisión frontal hasta media envergadura, los anclajes delanteros del subchasis corto implicado, al estar separados del impacto no se verán afectados por lo que no será necesaria la sustitución del subchasis
  • Los asentamientos de las articulaciones de suspensión pueden estar en los subchasis o algunos en el monocasco portante
  • Las demás particularidades son similares al monocasco portante con subchasis “normales”
  • La suspensión delantera es Mc Pherson con muelles y amortiguadores, las articulaciones de los brazos están en el subchasis y el conjunto telescópico (muelle – amortiguador) apoya en el monocasco portante
  • La suspensión trasera es un eje torsional con mueles y amortiguadores, el eje articula en el subchasis trasero que apoya bajo el habitáculo, y los amortiguadores en el monocasco autoportante
  • Al final vemos las dos estructuras de carrocería con subchasis en las que se han incorporado los paneles interiores

La tendencia es este tipo de estructura de carrocería, que combina buenas cualidades de seguridad pasiva secundaria con reparación menos compleja.

Con la incorporación de otras tecnologías de propulsión habrá algunas modificaciones estructurales, que han de mantener o mejorar las cualidades de protección, y en lo referente a la reparación tras colisiones habrá que ver como se resuelve, probablemente por la sustitución de partes afectadas.

Tubular y túnel central o espina dorsal

Hay otros tipos de estructuras de carrocería minoritarias, de las que vamos a comentar dos:

Estructura tubular (Mitsubishi Pajero/Montero Dakar)

  • Una estructura de tubos soldados conforma un conjunto similar a un monocasco autoportante, es un sistema complejo y laborioso
  • Se reduce el peso, el habitáculo es rígido y las demás zonas son deformables progresivas
  • Los paneles interiores y exteriores se acoplan a la estructura tubular autoportante
  • Los anclajes de las articulaciones de las suspensiones se hacen en determinados puntos de la estructura tubular
  • En caso de colisión se ha de rehacer la estructura tubular para recuperar la geometría original
  • Es una carrocería de automóviles prestacionales, deportivos y de competición, el que vemos es de estos últimos
  • La suspensión es independiente en las cuatro ruedas por dos brazos paralelos con muelles y amortiguadores

Túnel central o espina dorsal (DeLorean DMC 12)

  • Un soporte longitudinal central en el habitáculo, de alta resistencia, se prolonga por delante y por detrás abierto en dos soportes longitudinales paralelos con zonas deformables
  • La forma del conjunto es de túnel central o espina dorsal
  • En el túnel central o espina dorsal asienta otra estructura tubular ligera para sustentar los paneles interiores y exteriores y demás elementos externos de la carrocería
  • Los anclajes de las articulaciones de las suspensiones se hacen en determinados puntos del túnel central o espina dorsal
  • En caso de colisión, si se han alterado los puntos de anclaje de las articulaciones de las suspensiones se ha de sustituir el túnel central o espina dorsal
  • Es para automóviles prestacionales y deportivos generalmente de dos plazas
  • La suspensión es independiente en las cuatro ruedas mediante brazos transversales con muelles y amortiguadores
  • Al terminar se ven las dos estructuras de carrocería con los paneles interiores

Son estructuras, como se adelantó, minoritarias, sus objetivos son el menor peso posible con alta resistencia para soportar esfuerzos en usos intensivos deportivos o de competición, y ofrecer excelente protección a los ocupantes en caso de colisión.

Son estructuras costosas de diseño, fabricación y reparación, más o menos según su utilización prevista.

Las diferentes estructuras de carrocería en colisión frontal media … y la seguridad pasiva terciaria

Ya hemos visto las estructuras de carrocería más habituales, que se han expuesto cronológicamente.

Ahora las comparamos desde el enfoque de la seguridad pasiva secundaria y terciaria, en esta se valora que se puedan abrir las puertas tras el accidente como primer factor a tener en cuenta.

Bastidor independiente

  • Nula o muy poca deformación, se pueden incluir algunos tramos para que se deformen progresivamente pero no han de afectar al comportamiento
  • No se alteran los anclajes de articulaciones de suspensión y dirección
  • Mínima o nula absorción de energía, casi todos los efectos del golpe llegan a los ocupantes
  • Se producen graves daños a los ocupantes
  • La reparación es sencilla al no haber habido casi daños en la estructura del bastidor independiente
  • Escasa seguridad pasiva secundaria
  • Al no deformarse prácticamente el habitáculo se podrán abrir las puertas, buena seguridad pasiva terciaria

Plataforma

  • Deformación progresiva posible, si se tienen en cuenta en el diseño las estructuras de las zonas delantera, trasera y habitáculo rígido
  • Se alteran los anclajes de suspensión, pues se deforma la zona del golpe de forma progresiva o no según el diseño
  • Se absorbe energía por la deformación, de forma proporcional a la citada deformación progresiva de la parte delantera según el diseño
  • Posible deformación del habitáculo, si no se ha tenido en cuenta en el diseño añadir refuerzos para evitarlo
  • Daños más o menos graves a los ocupantes, según el momento de diseño del automóvil, su duración comercial y si le llegaron a afectar los resultados de crash test
  • Reparación de dificultad media, la plataforma tendría que sustituirse si se ha alterado mucho su estado en las zonas de asentamiento de las articulaciones de suspensión
  • Poca seguridad pasiva secundaria, o más según los objetivos en el momento del diseño
  • Si se deforma el habitáculo se podrían bloquear las puertas lo que implica que la seguridad pasiva terciara sea insuficiente

Monocasco autoportante

  • Deformación más o menos progresiva, según el momento de diseño del automóvil, pues esta estructura hace viable que las zonas delantera y trasera sean deformables progresivamente y el habitáculo sea rígido
  • Se alteran los anclajes de suspensión delantera que están zona que se ha deformado más o menos progresivamente
  • Se absorbe energía de forma proporcional a la capacidad de deformación progresiva de la zona delantera, que somete a menos esfuerzos al habitáculo
  • Habitáculo reforzado pero posible deformación, según cuando se ha diseñado el automóvil
  • Daños más o menos graves a los ocupantes, según sus cualidades de deformación progresiva y resistencia del habitáculo
  • Reparación compleja y laboriosa, pues la alteración de la geometría de los anclajes de las articulaciones de suspensión y dirección requiere tiempo, procesos y medios para su recuperación
  • Más o menos cualidades de seguridad pasiva secundaria, según el momento de diseño del automóvil
  • Si se ha deformado el habitáculo es posible que no se puedan abrir las puertas, en caso de que este reforzado y haya mantenido su forma se podrán abrir, según los que pase se valora la seguridad pasiva terciaria

Monocasco portante con subchasis (normal)

  • Deformación progresiva programada, que absorbe gran cantidad de energía del accidente
  • Se alteran los anclajes de suspensión en el subchasis y monocasco, pues son zonas de deformación progresiva
  • Se absorbe gran cantidad de energía por la deformación progresiva
  • El habitáculo no se deforma, por diseño y soportar menos esfuerzos al haber absorbido energía la zona deformable progresiva
  • Menos daños a los ocupantes, por todo lo expuesto
  • Reparación de dificultad media y se ha de cambiar el subchasis, recuperando sus puntos de anclaje en el monocasco portante
  • Buena seguridad pasiva secundaria
  • Al no deformarse el habitáculo se podrán abrir las puertas, buena seguridad pasiva terciaria

Monocasco portante con subchasis corto

  • Deformación progresiva programada, se absorbe gran cantidad de energía de la colisión
  • No se alteran los anclajes de suspensión en el subchasis ni en el monocasco, pues los anclajes anteriores están separados de la parte delantera y no han llegado a ser afectados
  • Se absorbe gran cantidad de energía por la deformación progresiva
  • El habitáculo no se deforma, por la absorción de energía que le hace soportar menos esfuerzos y estar reforzado
  • Menos daños a los ocupantes
  • Reparación más sencilla al no ser necesario cambiar el subchasis, se ha de reparar lo dañado, pero no ha afectado a los anclajes de las articulaciones de suspensión y dirección
  • Buena seguridad pasiva secundaria
  • El habitáculo no se deforma permitiendo la apertura de las puertas, buena seguridad pasiva terciaria

Tubular

  • Deformación progresiva programada en la estructura tubular delantera afectada
  • Se alteran los anclajes de suspensión en el entramado tubular deformable
  • Se absorbe gran cantidad de energía por la deformación progresiva de la zona delantera
  • El habitáculo no se deforma, por la absorción de energía y estar reforzado
  • Menos daños a los ocupantes
  • Reparación laboriosa para recuperar la geometría original de suspensión
  • Buena seguridad pasiva secundaria
  • Al mantenerse intacto el habitáculo se pueden abrir las puertas lo que da buen resultado en seguridad pasiva terciaria

Túnel central o espina dorsal

  • Deformación progresiva programada de la parte delantera donde asientan las suspensiones
  • Se alteran los anclajes de suspensión en la zona deformable delantera del túnel central
  • Se absorbe más o menos energía por la deformación progresiva, según el diseño
  • El habitáculo no se deforma, pues se ha absorbido energía y está reforzado
  • Menos daños a los ocupantes
  • La reparación requerirá sustituir el túnel central o espina dorsal
  • Seguridad pasiva secundaria buena posible, que depende del momento del diseño pues esta estructura se empezó a utilizar hace bastantes años
  • La seguridad pasiva terciara es buena al no haber deformaciones en el habitáculo

Se deduce que en las estructuras de carrocería que llevan más tiempo, y siguen utilizándose, sus cualidades de seguridad pasiva secundaria y terciaria dependen de cuando se diseñaron para tener más en cuenta los resultados de los crash test.

Las estructuras más recientes ya se han diseñado con la seguridad como uno de los objetivos prioritarios.

Colisión con daños estructurales “bancada”

“Bancada” es el nombre por el que se conoce a un útil de carrocería que se aplica para indicar que un automóvil accidentado ha sufrido daños estructurales.

  • Se representan en este automóvil simplificadamente los apoyos en la carrocería de las articulaciones de suspensión, son dos brazos paralelos transversales. Detrás hay dos brazos longitudinales
  • Se produce una colisión frontal; se deforma la zona delantera alterándose la posición de los anclajes de los brazos de suspensión
  • Al haberse alterado esta posición se dice que la carrocería ha sufrido daños estructurales, lo que requiere para su reparación el útil denominado “bancada”, por eso se suele decir “este coche tiene bancada”  

Hay más puntos geométricos determinados en la estructura de carrocería, pero los que afectan a la seguridad son los relacionados con su comportamiento dinámico, principalmente los de las articulaciones de suspensión y dirección.

Reparación de colisión con daños estructurales “bancada”

Cuando se detecta que los daños de un automóvil tras un accidente son estructurales se ha de reparar en la “bancada”:

  • Se colocan sobre la bancada los útiles que identifican los puntos base de la geometría de la carrocería que no han sido afectados, generalmente en el habitáculo al ser la zona más rígida
  • Se posiciona el automóvil en la bancada asentado sobre los puntos base indicados por los útiles
  • Se detecta la alteración de la posición de los puntos de las articulaciones de suspensión (y dirección)
  • Se procede a la reparación para recuperar la geometría original; sustituyendo las partes dañadas, estirando las zonas deformadas, evitando calentar en exceso las zonas críticas de la estructura para que no se debiliten
  • En resumen, se han de seguir las pautas preconizadas para la reparación según los daños

Si los daños son muy graves puede que no sea factible llevar a cabo la reparación, entonces habría que sustituir la carrocería según cual sea su estructura.

Puntos de referencia de la geometría de la estructura de la carrocería … y alteración por colisión

Hemos comentado que hay muchos puntos de asentamiento de elementos en la carrocería, unos son de articulaciones de suspensión y dirección, otros de elementos abribles que requieren geometría de ajuste, y otros más que necesitan menos precisión.

Puntos base de la estructura de la carrocería

  • En la estructura de la carrocería hay determinados puntos base de referencia de su geometría, que son los que se utilizan en la bancada como asentamiento inicial para la reparación
  • Están los puntos base en las zonas más protegidas de la estructura, no deformable en colisiones de ensayo, en habitáculo es lo más frecuente
  • Tras una colisión estos puntos base de mantienen en su posición
  • Los puntos de anclaje de articulaciones de las suspensiones y de dirección, están muchos de estos en zonas deformables, y se altera su posición

Reparación de la estructura de la carrocería

  • Para la reparación en “bancada” se sitúa el automóvil accidentado sobre esta
  • Se colocan los puntos base de referencia de la estructura de la carrocería sobre los indicadores de posición en la bancada
  • Al hacerlo se detecta la alteración de la posición de los puntos de anclaje de las articulaciones de suspensión y dirección
  • Hay diversas mediciones que comparan la carrocería sin daños de la accidentada, para determinar si la reparación es viable sin alterar el comportamiento de la estructura
  • Si la reparación es posible se han de utilizar los medios y procesos determinados, estiramiento, soldadura, cambio de piezas … preconizados para que el comportamiento sea como antes del accidente
  • También hay otros elementos sustentados en la estructura de la carrocería que precisan ser correctamente posicionados; puertas, capós …

Actualmente los automóviles tienen gran equipamiento eléctrico y electrónico que afecta a todas las zonas de la carrocería.

En caso de accidente se verán afectados gran número de componentes electrónicos, de elevado coste, lo que se ha de sumar a los necesarios para reparar la carrocería y mecánica además de la pintura y acabado final, en el que se incluyen diversos reglajes, ajustes y calibraciones.

Por todo esto es habitual que las compañías de seguros valoren si es mejor dar a un automóvil accidentado como siniestro total, indemnizando al su propietario en lugar de proceder a una reparación laboriosa y cara.

Estructura de carrocería en automóviles descapotables

Los automóviles descapotables carecen de techo y su estructura, lo que deja debilitada la carrocería y en principio más expuesta a flexiones que afectan la seguridad activa o primaria, estabilidad, pasiva secundaria, deformaciones del habitáculo, y pasiva terciaria si la deformación del habitáculo bloquea la apertura de las puertas.

Vemos estos aspectos con las estructuras de carrocería que se han explicado:

  • Vemos los siete automóviles utilizados anteriormente y se procede a quitar el techo, quedando descapotables
  • Bastidor independiente; es suficientemente robusto y no le afecta prescindir del techo. Se puede reforzar el marco del parabrisas más que como refuerzo para protección en caso de vuelco
  • Plataforma; necesita refuerzos en el habitáculo, delante, detrás y por debajo para reducir la posible flexión al circular. Se puede reforzar el pilar delantero y el marco del parabrisas, que además es aporta cierta protección en caso de volcar
  • Monocasco autoportante; necesita refuerzos en diversas zonas de la parte inferior del habitáculo y pilares verticales, incluido el marco del parabrisas como protección en caso de volcar
  • Monocasco portante con subchasis normal y corto; son precisos refuerzos entre el piso del habitáculo y los pilares verticales, además del marco del palabristas como complemento de protección en caso de vuelco
  • Tubular; se añaden refuerzos en las zonas de conexión del habitáculo con la delantera, trasera y los bajos, además del marco del parabrisas como protección antivuelco
  • Túnel central o espina dorsal; se incorporan refuerzos en las zonas de unión del habitáculo con la delantera, trasera y el piso, además del marco del parabrisas como protección en caso de volcar

Si un automóvil descapotable deriva de otra versión con techo, el descapotable pesa habitualmente más por los refuerzos que requiere su estructura para compensar la carencia del techo, menos en el bastidor independiente que no depende del resto de carrocería para su robustez.

En este enlace podrás ver la historia de la carrocería de seguridad pasiva si te interesa el tema.

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