La empresa alemana de autos de lujo Audi está trabajando en la producción en serie de suspensiones con resortes de plástico reforzado para seguir reduciendo el peso de sus vehículos y por ende el consumo de combustible.

Cada reducción de peso no suspendido mejora el confort y el manejo, y en este sentido resulta especialmente interesante el proyecto que lidera Joachim Schmitt, dedicado a un componente que en principio no parece tener nada de especial, pero que soporta cargas muy severas: el muelle o resorte helicoidal. Este proyecto aspira a sustituir los convencionales resortes fabricados en acero por otros realizados en plástico reforzado con fibra de vidrio (FRP).

El resorte de FRP desarrollado por Schmitt junto al titular de la patente SOGEFI es muy diferente a uno de acero convencional. De un color verde brillante, el diámetro del elemento que forma el resorte es mucho mayor, y el resorte completo tiene menos espiras. Pero por encima de todo, este tipo de resorte es mucho más liviano.

"Cada uno de los resortes de acero de la suspensión delantera de un Audi A4 pesa 2,66 kilogramos, mientras que el muelle de FRP pesa sólo 1,53 kilogramos", dijo el ingeniero Schmitt. "Una reducción superior al 40 por ciento, aunque funciona igual de bien".

Si se diseña con este propósito en mente, un resorte hecho de plástico reforzado con fibra de vidrio es capaz de absorber muy bien las cargas de torsión. El núcleo del resorte consta de fibras de vidrio enlazadas en forma de hélice impregnadas con resina epoxi. Una máquina envuelve este núcleo, de apenas unos pocos milímetros de diámetro, con fibras adicionales entrelazadas en ángulos alternos de 45 grados respecto al eje longitudinal. Las cargas torsionales se convierten en estas fibras en cargas de tracción y compresión.

La fase siguiente en la producción del "alambre" con el que se fabrica el resorte consiste en enrollar con este componente de fibra de vidrio mientras todavía está blando un núcleo de una aleación metálica con un bajo punto de fusión. Este núcleo sería el negativo del resorte terminado. El material FRP se endurece en un horno calentándolo a una temperatura de más de 100 grados, de forma que el núcleo metálico se derrite. Este es el proceso utilizado actualmente para fabricar prototipos. Más adelante, el proceso a gran escala será mucho más rápido y más eficiente, alcanzando el millón de resortes anuales.

Los nuevos resortes de FRP debutarán antes de finales de 2012 en el Audi R8 e-tron de propulsión eléctrica. Durante 2013, se introducirán paso a paso en modelos Audi de gran volumen, de tamaño medio y grande.

Actualmente se están llevando a cabo ensayos y ciclos de pruebas maratón en dispositivos especiales, cada uno de los cuales impone cargas en el resorte equivalente a unos 300.000 kilómetros, el promedio que realiza un cliente con su vehículo.

"Al principio, muchos de mis colegas dudaban del éxito del proyecto", dice Schmitt. "Pero desde el principio, el material FRP está demostrando ser una excelente elección".

Otra de sus ventajas, dice Schmitt, es que "es absolutamente inmune a la corrosión, incluso si resulta golpeado por piedras que saltan de la carretera, y también resiste a productos químicos, como los que se utilizan para la limpieza de las ruedas".

Adicionalmente, "la fabricación de resortes de FRP consume menos energía que la de los resortes de acero, y su utilización reduce el peso de un vehículo como el actual Audi A4 en unos cuatro kilogramos", dice Scmitt. "Un notable paso hacia delante.

En pocos años los ingenieros esperan mejorar los métodos de producción para aumentar la capacidad de carga del material FRP, de forma que el espacio necesario para montar un resorte de este material no sea mayor que el que hoy en día necesitan los de acero.

En cuanto al inusual color verde brillante, los ingenieros de desarrollo también han abordado este tema. "Si añadimos cierta cantidad de grafito a la mezcla de FRP, se tiñen de color negro", dice Scmitt. "¡Y para los conductores más entusiastas, ya trabajamos en resortes de colores azul y rojo!".