Acústica: soluciones inteligentes para más eficiencia, confort y dinámica

Para poder asegurar una conducción confortable y a la vez eficiente, los ingenieros de construcción acústica ligera buscan soluciones para aumentar el confort con componentes acústicamente efectivos, así como también para conseguir ventajas en cuanto a peso y espacio mediante conceptos de materiales inteligentes. El cliente obtiene con ello una ventaja funcional con menos peso, y con ello más satisfacción con menos consumo y emisiones de CO2. Minimizar ruidos molestos exige casi siempre utilizar materiales más pesados, de propiedades aislantes y amortiguadoras. De este modo pueden minimizarse las vibraciones superficiales. Cuando hoy día se fabrican componentes de motores que superan exigencias crecientes en cuanto a eficiencia y que son cada vez más ligeros gracias a nuevos materiales –por ejemplo las cajas del cigüeñal se fabrican de aluminio–, se ahorra material al aislar los molestos ruidos de la combustión. Se demandan medidas inteligentes para mantener el confort de marcha. Los ingenieros de acústica intentan resolverlo, entre otras cosas, mediante un refuerzo selectivo de la caja del cigüeñal. La medida denominada «nervado» minimiza selectivamente las emisiones molestas, manteniendo no obstante una caja del cigüeñal muy ligera en su conjunto. Además, se cubre parte del motor con una cápsula acústica. Estos componentes de absorción o amortiguación ocupan poco espacio, son ligeros y reducen al mismo tiempo de forma especialmente efectiva la emisión sonora. La absorción e insonorización directamente en el motor tiene ventajas adicionales desde el punto de vista de la eficiencia: si se reduce el ruido molesto directamente en el foco de emisión, no es necesaria la siempre más costosa y difícil insonorización posterior del habitáculo interior. Se ahorra así material y peso y se reduce el consumo.

Otro medio de la construcción acústica ligera para aumentar el confort y la eficiencia consiste en integrar las funciones acústicas en piezas del vehículo ya existentes. En la estructura inferior utilizada en los actuales modelos BMW para mejorar la aerodinámica, un material LWRT (Light Weight Reinforced Thermoplast) sustituye al polipropileno empleado hasta ahora como soporte, que era más pesado y debía dotarse de un material absorbente que ocupaba espacio adicional. En la nueva estructura inferior, la función absorbente ya está integrada en la superficie del soporte. Se ahorra así peso y espacio, al tiempo que se aumenta claramente la superficie de absorción. La nueva estructura, con solo de dos a ocho milímetros de espesor, es significativamente más fina que la anterior, que llegaba a un máximo de 30 milímetros, y además solo pesa la mitad que la anterior estructura compuesta de soporte y absorbente adicional.

Mientras la construcción acústica ligera ayuda a cuidar acústicamente el vehículo y a aumentar el confort, los sistemas activos como el diseño acústico activo se ocupan de que pueda percibirse el motor durante la aceleración con un sonido dinámico. Pues la dinámica de movimiento es también un fenómeno auditivo. Con el diseño acústico activo, los ingenieros pueden crear el sonido óptimo para el carácter del vehículo, o incluso satisfacer los deseos auditivos individuales del conductor.

«Para crear la imagen sonora deseada, refinamos el carácter natural del motor con un sistema electroacústico, de modo que la aceleración se convierte en una experiencia auditiva muy particular que produce una satisfacción aún mayor».

(Albert Kaltenhauser, Director de Sonido Aéreo, Acústica y Vibraciones

Presentado en 2009 en un prototipo MINI para motores de gasolina, el diseño acústico activo ayuda ya también a los motores diésel a conseguir un sonido deportivo imposible hasta ahora para los vehículos de este tipo. El despliegue de potencia deportiva de los modernos motores diésel y su alto par precisamente al arrancar y acelerar entran en contradicción con la percepción acústica de los vehículos diésel. Los causantes de los característicos ruidos de un motor diésel –parecidos a un claveteo– son los impulsos de encendido, más llamativos por su principio de funcionamiento. Este tipo característico y no deseado de acústica del motor diésel se reduce al mínimo en el Grupo BMW gracias a la construcción acústica ligera inteligente. Sobre esta base encuentra además su espacio el diseño acústico activo, que favorece un sonido más deportivo. Las prestaciones del automóvil, objetivamente sorprendentes, pueden así hacerse también audibles.

Para que se produzca una experiencia auditiva especial y un vehículo diésel suene verdaderamente deportivo, los diseñadores deben adecuar de forma óptima el sonido al vehículo y a la potencia de su motor. Demasiado sonido con una potencia reducida provocaría una sensación negativa. El sonido del motor debe provocar siempre una experiencia de conducción armónica. El reto consiste sobre todo en ajustar la dosis sonora correcta en todas las situaciones de conducción y en crear un carácter sonoro genuino. Un sistema activo permite unos ajustes esencialmente más selectivos y precisos que la clásica configuración acústica en la carrera de aspiración o en el sistema de escape.

«Incluso pequeños cambios en el sonido del vehículo pueden tener un gran efecto, pues el oído humano evalúa inconscientemente el entorno acústico como un analizador de alto rendimiento, y todos los cambios quedan registrados continuamente en el cerebro».

(Dr. Alfred Zeitler, experto en psicoacústica)

El vehículo de prueba optimizado acústicamente mediante diseño acústico, basado en un BMW 635d, posee un carácter sonoro propio y muy dinámico. El ruido típico del diésel ha desaparecido, y en su lugar, el conductor percibe un sonido espléndido y deportivo. En todo el margen de revoluciones se despliega un sonido armónico, agradable y rico en matices, haciendo audible el enorme par motor a bajas revoluciones y transmitiendo la emoción de conducir a muchas rpm. El diseño acústico activo proporciona por fin al motor diésel el sonido que merecen sus prestaciones.