Aerodinámica y peso; antes y en la actualidad

Tabla de contenidos

La evolución del automóvil con el paso del tiempo ha ido afectando a todos sus componentes y al diseño.

Entre los aspectos más relevantes relacionados con el consumo de combustible hay dos importantes; aerodinámica y peso.

En este artículo indicamos los valores del coeficiente de penetración aerodinámica Cx pues el otro factor relacionado que determina la resistencia al avance es la superficie frontal o área maestra y afecta a la habitabilidad, por lo que nos quedamos con la forma que lleva al Cx.

El Cx aumenta sus efectos exponencialmente con la velocidad, es en carretera o autopista cuando se notan su influencia en el consumo.

El peso tiene más relevancia cuando se ha de circular a diferentes velocidades, con frecuentes avances y paradas, es en tráfico urbano o congestionado cuando más influye.

También en las subidas de pendientes.

En este artículo se van a ver varios automóviles con diferentes formas de carrocerías y años, citando sus Cx y pesos para ir valorando la evolución hasta la actualidad.

Con las imágenes y los datos que incluyen ya se entiende la evolución, que complementamos con comentarios adicionales para situar mejor las sucesivas aportaciones y el porqué de las alteraciones de las variaciones en los dos datos analizados, aerodinámica y peso.

Estos dos datos varían en las gamas en función de muchos factores; tamaño de las ruedas, equipamientos, opciones y otras más, por lo que se incluyen los valores que corresponden a modelos medios de la gama, si hay más de uno.

Identificación de las representaciones en las imágenes

Cx, peso, implantación técnica, seguridad activa o primaria, seguridad pasiva secundaria, seguridad pasiva terciaria y confort

En los coches que se van a ver para las explicaciones se incluyen imágenes de los temas tratados o relacionados.

En esta primera diapositiva se explica lo que se quiere representar con cada imagen como resumen para llegar a las conclusiones de calidad de forma aerodinámica (Cx) y peso (Kg).

Cx coeficiente de penetración aerodinámica

Se representa por la forma del perfil de la carrocería, aunque no siempre se cumple que formas aparentemente más aerodinámicas lo sean en realidad, o a la inversa.
Cuanto menor sea el número del Cx mejor calidad de forma aerodinámica
El Cx afecta exponencialmente con la velocidad, por lo que en ciudad sus efectos son escasos para ser importantes en autopista
En realidad, la resistencia aerodinámica al avance depende de dos factores, el Cx y la superficie frontal o área maestra que afecta a la habitabilidad, por lo que este último no le hemos tenido en cuenta, de hecho para comparar la eficacia aerodinámica con el Cx se ha de hacer en coches de la misma categoría por tamaño
El coche de la izquierda tiene un Cx de 0,31 y en el de la derecha sube a 0,35

Peso en kilogramos Kg

Es el peso del automóvil en condiciones de marcha, con el conductor y depósito de combustible lleno
El coche de la izquierda pesa 1315 Kg y el de la derecha 1575 Kg
El peso a velocidad mantenida en llano no tiene demasiados efectos sobre el consumo, pero si cuando se ha de iniciar la marcha o acelerar con frecuencia como sucede en ciudad y tráfico congestionado
También influye en subidas
El coche de la izquierda pesa 1315 Kg y el de la derecha 1575 Kg

Implantaciones técnicas

Es la posición del motor, embrague, caja de cambios, diferencial y ruedas motrices; tracción (delantera), propulsión (traseras) o las cuatro (4×4)
En el coche de la izquierda el motor es longitudinal delantero y es de propulsión, por lo que hay un árbol de transmisión desde la caja de cambios al diferencial trasero
El coche del centro tiene el motor transversal delantero y es de tracción
En el coche de la derecha el motor va en posición longitudinal central y es 4×4
En estos enlaces tienes información de implantaciones y reparto de peso en dos módulos de curso, módulo 1.2 y módulo1.3

La seguridad se compone de tres fases; activa o primaria, pasiva secundaria y pasiva terciaria

Seguridad activa o primaria

Interviene para tratar de evitar el accidente
Se representan el sistema de frenos y el ABS que tiene más derivados; control de tracción, control de estabilidad, control de retención motor …
Desde hace años se están incorporando ayudas avanzadas a la conducción ADAS, informan al conductor de situaciones de peligro pudiendo intervenir sobre los mandos del automóvil si no lo hace a tiempo el conductor

Seguridad pasiva secundaria y terciaria

La pasiva secundaria tiene las funciones de reducir las lesiones físicas durante el accidente y la terciaria agilizar y ayudar en la evacuación y asistencia tras el accidente
De la secundaria se representa la incorporación de los apoyacabezas, primero delante y después en todas las plazas, la estructura de carrocería que tiene zonas deformables (delante, detrás y central bajo el habitáculo) y el habitáculo rígido, rodeado por un marco de alta resistencia para tratar de evitar que se deforme, este es el que se ve en la imagen representado a la estructura de seguridad
También se ven diferentes airbag que estarán según el equipamiento, son estos; frontales del conductor y pasajero delantero, para estos dos también los de rodillas, laterales en las cuatro plazas, de techo (cortina o ventana) que pueden proteger a todas las plazas laterales de cada lado o solamente a las delanteras, airbag en los cinturones traseros para colisión frontal y otro airbag entre las plazas delanteras para colisiones laterales
La seguridad pasiva terciaria se representa por la estructura rígida del habitáculo, que ha de permitir que las puertas no afectadas por la colisión se puedan abrir, y también se incluye desde hace un tiempo el sistema eCall que permite llamar, o lo hace automáticamente, al servicio de emergencias
No se ve en la imagen explícitamente este sistema eCall

Confort

Son muchos los equipamientos de confort que se han ido incorporando con el aumento de peso que suponen
Como representación de todos estos vemos en la imagen el aire acondicionado con sus evoluciones; climatización automática, independiente e individual identificada un panel de mando de climatización en las plazas traseras

Estas son las imágenes que se van a ir representando en los automóviles que veremos sobre los diferentes elementos o sistemas que afectan al Cx o peso.

Durante el paso del tiempo las formas de carrocería ha ido evolucionando, en este enlace lo puedes ver.

Aerodinámica y peso en Renault, de antes a los actuales

Vemos cuatro automóviles de la marca de gama media de utilitarios con carrocería de dos volúmenes:

Renault 4L de 1961

Cx 0,39 y peso 600 Kg
Entonces la aerodinámica no se consideraba y el resultado no es bueno
Este coche no alcanzaba altas velocidades y para el uso previsto en principio no era un factor determinante
El peso si es reducido al no tenerse en cuenta entonces detalles relacionados con la seguridad y ser escaso el equipamiento
Con esta implantación de motor longitudinal central y tracción hubo más modelos, R5, R6, R7 (en España) y R16

Renault (Súper) 5

Cx 0,36 y peso 750 Kg
En realidad se denominaba R5, lo de súper era un complemento para resaltar la evolución con relación al R5 original, ya que el “Súper” tenía el motor transversal delantero aunque la línea era muy parecida a la del anterior modelo
Ya incorpora apoyacabezas en las plazas delanteras
Las líneas algo más redondeadas benefician el Cx y los mejores acabados implican algo más de peso, que todavía es contenido
El motor ya es transversal delantero y tracción

Renault Clío de 2002 y de 2020

Es la evolución del “Súper 5” con líneas cada vez más atractivas y suaves, lo que redunda en lograr mejores valores de Cx, 0,35 (2002) y 0,30 (2020)
El peso es de 930 Kg (2002) y 1178 (2020)
Para lograr reducir el factor Cx, además de la forma de las líneas influye bastante el enrasamiento de los elementos que integran las superficies externas de la carrocería y el carenado de las zonas irregulares como los bajos, entre otros detalles más
El hecho de la tendencia a montar neumáticos más anchos, más por estética que utilidad, perjudica la aerodinámica
El peso sin embargo aumenta, en el de 2002 hemos incluido al sistema antibloqueo de frenos ABS, apoyacabezas en todas las plazas y airbag del conductor
Otra razón de mayor peso es la incorporación de sistemas y diseño para mejorar la seguridad; en el coche de 2020, además del airbag del conductor se suman el del pasajero delantero, los laterales delanteros y los de techo o cortina, estructura de carrocería de seguridad, que también se tenía en cuenta en el coche de 2002 aunque no se ha incluido
Se mantiene la implantación de motor transversal delantero y tracción

Aerodinámica y peso en Citroën de antes a los actuales

Esta ha sido una marca innovadora desde hace muchos años, vamos a ver algunos de sus representantes más conocidos de antaño y sus modelos actuales:

Citroën 2CV de 1948

Automóvil diseñado para uso rural con tecnología muy interesante.

Cx 0,51 y peso 600 Kg
Los objetivos de poder circular por pisos muy bacheados sin que afecte al confort se logra, pero sus prestaciones y comportamiento en carretera son escasos y este último es peculiar, entre otras cosas por los excesivos balanceos y oscilaciones
No hay equipamiento, solo lleva lo necesario, en los primeros modelos solo lo imprescindible
La implantación es de motor, de poco par y potencia, delantero longitudinal por delante del eje y tracción

Citroën DS21 de 1955

Cx 0,31 y peso 1315 Kg
Excelente resultado aerodinámico, es un tema vital para la marca, de hecho uno de sus modelos posteriores se denominó Cx
El peso no es muy contenido para la época y en esto influye algo la sofisticada suspensión hidroneumática que equipaba
La implantación es de motor longitudinal delantero por detrás del eje y tracción
Es la evolución del modelo Traction Avant de 1934, un hito para la marca

Citroën C5 de 2004

Cx 0,29 y peso 1385 Kg
Ya se aprecian las aportaciones del paso de los años; ABS (y sus derivados), aire acondicionado y airbag frontales y laterales delanteros además de los de techo
Durante sus primeros años equipaba suspensión hidroneumática que dejó de montarse en modelos posteriores
La implantación es de motor transversal delantero y tracción

Citroën C5 de 2021

Cx 0,26 y peso 1750 Kg
Con más equipamientos de seguridad; ABS (y sus derivados), sistemas ADAS, airbag frontales, laterales y de rodillas delanteros, de techo, laterales traseros ¿y de cinturones en estas plazas?
Y también más equipamiento de confort; climatización automática independiente entre lados y delante – atrás …
Implantación de motor transversal delantero y tracción

Aerodinámica y peso en BMW y Audi de antes a los actuales

Empezamos con los coches de la izquierda que son BMW:

BMW serie 3 de 1982, 2012 y 2019

En realidad el coche de 1982 no se denominaba serie 3, sino por la cilindrada, pero se ha incluido por ser la base de los siguiente modelos incluidos su evolución como serie 3.

Cx y pesos respectivamente de 0,33, 0,26 y 0,25, 1090 Kg, 1495 Kg y 1535 Kg
Las mejoras en Cx son por los diseños de la forma y demás aspectos que influyen en los resultados, aunque como se ve ya no se gana demasiado
Los pesos han ido progresivamente aumentando, por los mejores equipamientos en seguridad activa o primaria (ABS y sus derivados) y secundaria por estructura de carrocería y más airbags
En el coche de 2012 se representan los frontales de conductor y pasajero, laterales delantero y de techo o cortina
En el coche de 2019 se ven además el airbag de rodillas del conductor, lateral en las plazas traseras y ¿en los cinturones traseros?
También el peso se incrementa por mejoras en confort, lo vemos con el aire acondicionado, que evoluciona a climatizador automático, incluyendo también salidas y panel de mandos para las plazas traseras
Se aprecia como la implantación técnica de motor longitudinal y propulsión se mantiene en los tres coches, con un detalle muy valorado por la marca, el motor se ha ido desplazando hacia atrás para mejorar el reparto de pesos entre ejes

Continuamos con los coches de la derecha que son Audi:

Audi 100 de1983, A6 de 2007 y de 2021

En estos coches vemos evoluciones similares a las que ya se han comentado, por lo que nos centramos en las que aportan más información.

El Cx es 0,30 (Audi 100), 0,29 (A6 de 2007) y 0,24 (A6 de 2021), lo que implica una valorable evolución, partiendo ya de un buen dato
Sin embrago, el peso se ha ido incrementado, en lo que influyen los mejores equipamientos en seguridad y confort
Como curiosidad, vemos en el Audi 100 resaltado en rojo el asiento delantero, volante y una polea junto a la caja de cambios, todo unido por un cable flexible de acero, es el sistema procon ten, que mecánicamente separa el volante del conductor en caso de colisión frontal a la vez que retrasa el asiento
Se mantiene la implantación de motor longitudinal delantero por delante del eje y tracción, observando que desde el modelo de 2007 el voladizo del motor por delante del eje se ha reducido, disminuyendo algo la gran asimetría de reparto de pesos de anteriores versiones que sobrecargaba las ruedas delanteras

Aerodinámica y peso en Ford y Fiat de antes a los actuales

Las imágenes superiores son de dos modelos Ford:

Ford Sierra de 1982

Cx 0,32 y peso 1236 Kg
El equipamiento es el habitual entonces y lo mismo la seguridad
Es la implantación tradicional de la marca en coches de esta gama por esas fechas, motor longitudinal delantero y propulsión

Ford Mondeo de 2020

Cx 0,26 y peso 1707 Kg
Mejor aerodinámica y más peso por los equipamientos en confort y seguridad, entre estos las ADAS
La implantación es de motor transversal delantero y tracción

Los dos coches de las imágenes inferiores son Fiat 500:

Fiat 500 de 1957 y de 2020

Aunque se denominan igual no tienen nada que ver, el de 2020 (está desde 2007) es una reedición para tratar de aprovechar el “tirón” comercial de hacer una réplica estética actualizada técnicamente de un coche mítico sobre todo en Italia.

El Cx y peso del 500 de 1957 es 0,38 y 500 Kg, el del 500 de 2020 de 0,30 y 980 Kg
El peso ha aumentando ostensiblemente por el mejor equipamiento en casi todo; se representan los aspectos que se han visto para otros coches en seguridad y confort
La implantación del modelo de 1957, motor longitudinal trasero por detrás del eje y propulsión, pasa en el de 2020 (desde 2007) al más habitual actualmente de motor transversal delantero y tracción

Aerodinámica y peso en Jaguar y Lamborghini de antes a los actuales

Estos son automóviles deportivos de alta gama y vemos primero los coches de las imágenes superiores que son modelos de Jaguar:

Jaguar Type E de 1961

Cx 0,44 y peso 1170 Kg
El valor del Cx es superior al que se espera por las formas, pero se explica por varios detalles entre el que destaca en esta vista la escasa inclinación del parabrisas
La implantación es de motor longitudinal delantero y propulsión

Jaguar Type F de 2021

Cx 0,34 y peso 1595 Kg
Mejora la aerodinámica, sin llegar a valores excepcionales por las ruedas anchas y los alerones o spoiler que mejoran la estabilidad pero aumentan la resistencia aerodinámica al avance
El superior peso se explica por los requerimientos de la seguridad, activa o primaria, pasiva secundara y terciaria, incluyendo las ADAS, además de los equipamientos de confort
Se mantiene la implantación del modelo anterior, con el motor más hacia atrás para mejor reparto de pesos entre ejes

Seguimos con los coches de las imágenes inferiores que son tres modelos Lamborghini:

Lamborghini Countach de 1974

Cx 0,42 y peso 1200 Kg
El valor del Cx no es bueno por los alerones o spoiler integrados, ruedas muy anchas y grandes tomas de aire que provocan turbulencias
La implantación es la utilizada en modelos muy prestacionales, deportivos con dos plazas, motor longitudinal central y propulsión

Lamborghini Murciélago de 2002

Cx 0,33 y peso 1650 Kg
Se logra mejorar la aerodinámica con sistemas activos, modifican la posición de los alerones o spoiler, cuando se abren desde cierta velocidad mejoran la estabilidad empeorando la aerodinámica
El mayor peso, además de por los equipamientos de seguridad y confort, es en parte por contar con las cuatro ruedas motrices, que se podría incluir como factor de mejora de la seguridad activa o primaria, aunque en realidad su principal objetivo es mejorar las prestaciones al repartir los elevados valores de par y potencia entre las cuatro ruedas, aprovechando al máximo la adherencia de los neumáticos en aceleración y curvas
La implantación se mantiene con motor longitudinal central y, en este caso 4×4

Lamborghini Aventador de 2020

Cx 0,35 y peso 1575 Kg
La aerodinámica puede ser algo peor por más intervención de los alerones o spoiler, ruedas bastante anchas y mayores entradas de aire para refrigeración de diferentes elementos técnicos; motor, caja de cambios automatizada …
El peso con buen equipamiento de seguridad y confort además de 4×4, se puede reducir por incluir más materiales ligeros, carbono, titanio …
Es la misma implantación de motor longitudinal central y 4×4

Aerodinámica y peso en Mercedes y Mini de antes a los actuales

En las imágenes superiores vemos dos modelos de Mercedes:

Mercedes 220 SE de 1959

Cx 0,38 y peso 1345 Kg
El valor del Cx no esta mal para la época y las formas más bien cuadradas
El peso no es alto para el tamaño y tipo de coche, al no contemplarse como actualmente aspectos de seguridad
La implantación es de motor longitudinal delantero y propulsión

Mercedes clase E de 2020

Cx 0,26 y peso 1800 kg
Excelente valor aerodinámico que demuestra que el diseño está muy elaborado, y muy probablemente dispone de control del flujo de entrada variable de aire para la refrigeración del motor y la climatización, aerodinámica activa
El peso es elevado por las necesidades de seguridad y equipamientos de confort
La implantación es como en los modelos Mercedes desde gama media de motor longitudinal delantero y propulsión, con el motor algo más hacia atrás para mejorar el reparto de pesos

En las imágenes inferiores se representan tres modelos Mini, el original y dos desde la incorporación de la marca en BMW:

Mini de 1959

Cx 0,42 y peso 620 kg
El objetivo del diseño era poder llevar en un coche lo más pequeño posible a cuatro ocupantes con algo de equipaje, no más que una bolsa, y se logró con 3,05 metros de longitud
Las formas cuadradas ya dan la idea de que no es buena la aerodinámica, detalle que no se cumple siempre
La implantación es de motor transversal delantero y tracción, con la particularidad de que el engrase del motor y caja de cambios con el diferencial es conjunta

Mini de 2008 y de 2020

Cx y pesos 0,35 y 1140 Kg (2008), 0,30 y 1440 Kg (2020)
El más reciente tiene mejor aerodinámica por más enrasamiento de los componentes exteriores y más zonas carenadas
El mayor peso del más moderno se debe, como ya se ha repetido, por las mejoras en seguridad activa o primaria, incluyendo las ADAS, seguridad pasiva secundaria y terciaria y confort
La implantación de los dos más modernos es también de motor transversal delantero y tracción, pero ya con lubricación independiente para el motor y caja de cambios con el diferencial

Aerodinámica y peso en Volkswagen de antes a los actuales

Los vemos sobre cuatro coches, el Beetle y tres generaciones del Golf:

Volkswagen Beetle de 1961

Cx 0,46 y peso 740 Kg
El valor del Cx es mayor del que sus líneas parecen indicar
Poco peso al no tener casi equipamiento ni diseño específico de seguridad
La implantación es de motor longitudinal trasero por detrás del eje y propulsión

Volkswagen Golf de 1980, 1991 y 2020

Cx y pesos 0,45 y 840 Kg (1980), 0,32 y 1100 Kg (1991) y 0,275 y 1500 Kg (2020)
Se aprecian las variaciones del Cx y pesos por lo que ya se ha comentado; mejoras aerodinámicas y más equipamientos de seguridad y confort; ABS y sus derivados, estructura de carrocería de seguridad, más airbag, climatización más evolucionada …

Esto es lo que estamos viendo en todas los coches analizados, y los que siguen.

Aerodinámica y peso en Opel y Peugeot

Los dos coches de las imágenes superiores son Opel:

Opel Omega de 1986 e Insignia de 2020

Cx 0,38 y pesos 0,20 y 1295 Kg (Omega) y 0,25 y 1580 Kg (Insignia)
Ya sabemos las razones de mejor aerodinámica en el Insignia, ya era valor bueno en el Omega entonces, y el mayor peso por los equipamientos en seguridad y confort
La implantación del Omega es de motor longitudinal delantero y propulsión y la del Insignia motor transversal delantero y tracción

Los coches de las imágenes inferiores son dos Peugeot:

Peugeot 504 de 1968 y 508 de 2018

Cx 0,44 y pesos 0,20 y 1200 Kg (504) y 0,26 y 1540 Kg (508)
Se repiten las mismas razones de mejor aerodinámica, en este caso con bastante mejora, y peso mayor al tener más seguridad y confort
La implantación pasa de motor longitudinal y propulsión en el 504 a motor transversal y tracción en el 508

Aerodinámica y peso en Seat de antes y actuales

Lo vemos sobre cuatro coches, uno de la época de versiones de modelos Fiat, otro con Seat independiente basado en tecnologías de modelos anteriores y dos más ya con VAG:

Seat/Fiat 127 de 1972

Cx 0,41 y peso 710 Kg
Como corresponde a la época el Cx es alto ya que no se trabajaba demasiado, y el peso bajo por el poco equipamiento y no contemplar mucho en el diseño la seguridad
La implantación técnica de motor transversal delantero y tracción es la primera vez que se utilizaba en la marca

Seat Ronda de 1982

Cx 0,38 y 950 Kg de peso
Es un modelo de Seat independiente, separada ya de Fiat
En realidad se basa en el anterior Fiat/Seat Ritmo del que toma casi todo menos el motor
Este está fabricado por el grupo VAG y se denominaba “System Porsche” como gancho comercial
Por entonces la aerodinámica y la seguridad se valoraban menos que en años posteriores, lo que permite un peso contenido y un Cx medio
La implantación es como el Seat/Fiat Ritmo del que deriva, motor transversal delantero y tracción

Seat Ibiza de 2007 y 2020

Cx y pesos 0,32 y 1170 Kg (2007) y 0,325 y 1140 (2020)
En Cx se mantiene, lo que indica que no había mucho que hacer entre los años que se llevan estos modelos, sin incrementar costes
El menor peso del modelo de 2020, con más equipamientos en confort y seguridad, incluyendo ADAS, se podría explicar en parte por la utilización de motores “down size ”, de menor cilindrada o número de cilindros, y puede que por materiales más ligeros, teniendo en cuenta que no aumente el precio final

La implantación sigue siendo de motor transversal delantero y propulsión.

Este automóvil corresponde técnicamente al Volkswagen Polo, Skoda Fabia y Audi A1, salvando las distancias de imagen de cada marca y sus objetivos comerciales.

Aerodinámica y peso en familiar, monovolumen y SUV

Son tres tipos de automóviles en los que se busca más espacio, sobre todo en el monovolumen, en el SV, además cierta capacidad de circular por zonas más o menos difíciles sin llegar a ser todoterreno, bueno esa era la idea original con 4×4, que ha ido evolucionando para quedarse con dos ruedas motrices y la forma de la carrocería, eso sí, algo más alta.

Vemos un representante actual de cada uno de estos coches:

Skoda Superb Combi de 2021 (familiar)

Cx 0,26 y 1477 Kg de peso
Buen Cx y el peso no es excesivo para contar con buen equipamiento en confort y seguridad incluidas ADAS
Motor transversal delantero y tracción

Toyota Previa de 2021 (monovolumen)

Cx 0,29 y 1621 Kg de peso
Para el tipo de automóvil y su excelente equipamiento en confort y seguridad son valores bastante buenos, lo que indica elaborados estudios de diseño
El motor es transversal delantero y tracción
Como curiosidad, las primeras versiones tenían motor longitudinal horizontal bajo el habitáculo, con propulsión o 4×4

Hyundai Santa Fé (SUV)

Cx 0,34 y 1834 Kg de peso
El Cx es aceptable para este tipo de automóvil y el peso es elevado por varias razones, el tamaño y altura además de ser en este caso 4×4 con muy buen equipamiento en confort y seguridad
El motor es transversal delantero y 4×4, tracción permanente y propulsión autoconectable

La moda de los SUV ha ido quitando terreno a los tradicionales familiares, y también a los monovolumen que llegaron después.

Es en realidad una moda, pues sus capacidades para circular fuera de carretera no son muy buenas (salvo pocas excepciones y con limitaciones), y con riesgos técnicos si se hace con cierta frecuencia, la mayoría no tiene 4×4.

Con este artículo hemos querido dar una idea de las evoluciones con el paso del tiempo en los dos aspectos que se han valorado, Cx y peso.

Más mejoras apreciables en el Cx son muy costosas, y reducir el peso con más equipamientos también, pues hacen falta materiales ligeros de elevado precio.

Y esto sin hablar de coches híbridos, eléctricos o de pila de combustible de hidrógeno, en los que el Cx si puede ser bueno, pero el peso se incrementa comparado con automóviles equivalentes de motor térmico.

Otros enlaces

Aerodinámica del automóvil