Propuesta de diseño de un prototipo de carenado mediante ingeniería asistida por computadora considerando parámetros aerodinámicos y estructurales para una motocicleta eléctrica

Abstract

El crecimiento de la urbanización ha generado un aumento en el uso de transporte motorizado, lo que ha intensificado problemas como la congestión vial, el impacto ambiental y riesgo en la salud y seguridad. Actualmente, el campo automotriz es responsable de más del 10% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero (GEI). Como respuesta a esta problemática, los fabricantes han desarrollado diversas soluciones, teniendo el papel principal los vehículos eléctricos como una alternativa sostenible. Las motocicletas eléctricas han mostrado un crecimiento en ventas en los últimos años en Ecuador; sin embargo, su crecimiento de se limitada por factores como la falta de infraestructura y regulaciones gubernamentales. Los fabricantes se enfocan en la aerodinámica como un aspecto clave para mejorar la eficiencia, para optimizar su diseño, se emplean herramientas como túneles de viento o simulaciones computacionales, siendo este último una opción más accesible. Este estudio propone el diseño de un carenado para una motocicleta eléctrica utilizando software CAD/CAE, basado en el proceso IDes. Se desarrolló tres propuestas, evaluando su desempeño aerodinámico bajo las condiciones de la provincia de Loja. Los resultados indicaron que el diseño 3 obtuvo el mejor desempeño, con un coeficiente de arrastre promedio de 0.283 y un coeficiente de sustentación de -0.273, sometido a distintas velocidades. Desde el punto de vista estructural, se seleccionó la resina epoxi con fibra de vidrio S preimpregnado unidireccionalmente, por su equilibrio entre propiedades mecánicas y costo. La simulación demostró una deformación máxima de 0.35339 mm bajo diversos esfuerzos. Además, en el análisis modal, a 78.022 Hz, el carenado presentó una deformación de 15.788 mm con una amplitud máxima de 6.5 Hz, validando su capacidad para soportar las condiciones dinámicas de la motocicleta sin comprometer su estructura.