Chasis tubular: flexión, extensión y complexión en ingeniería automotriz

Chasis tubular:flexion, extension y complexion

Anlaísis FEM por Miguel Ángel Cobo

Chasis tubular: flexión, extensión y complexión en ingeniería automotriz

La flexión, extensión y complexión del chasis tubular son aspectos fundamentales en el diseño estructural de vehículos de altas prestaciones, desde prototipos de competición hasta ciertos deportivos de producción limitada. Este tipo de chasis, valorado por su relación rigidez-peso y su adaptabilidad, sigue siendo una arquitectura esencial en entornos donde la precisión estructural y la respuesta dinámica son críticas.


A pesar de los avances en monocascos y estructuras híbridas, los chasis tubulares siguen representando una solución idónea en segmentos donde la modularidad de diseño, la capacidad de ajuste estructural y el bajo volumen de producción juegan a favor.

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Entendiendo la flexión del chasis tubular

En un chasis tubular, la flexión hace referencia a la capacidad del bastidor para absorber cargas verticales que actúan principalmente en forma de momentos flectores sobre sus tubos longitudinales y transversales. Durante una aceleración lateral intensa en curva o un salto con aterrizaje asimétrico, por ejemplo, las fuerzas que afectan al bastidor provocan esta flexión.


La clave está en diseñar una estructura que minimice el alabeo y evite la transferencia excesiva de carga entre ejes. Una flexión excesiva no sólo reduce la precisión del comportamiento del vehículo, sino que además compromete la eficiencia de los sistemas de suspensión, ya que parte de su trabajo lo acaba realizando el propio bastidor, distorsionando el reparto de pesos y la lectura del asfalto.


Se emplean habitualmente aleaciones de acero al cromo-molibdeno (como el 4130), tratadas térmicamente, para garantizar una elevada resistencia específica sin comprometer la capacidad de soldadura. El empleo de estructuras tipo “space frame” permite distribuir los esfuerzos a través de triángulos estructurales, una solución clásica pero sorprendentemente vigente.

Extensión y comportamiento longitudinal bajo cargas dinámicas

La extensión en el chasis tubular está relacionada con su comportamiento ante cargas axiales, particularmente cuando el vehículo experimenta aceleraciones o frenadas longitudinales intensas. Esta elongación puede parecer mínima a simple vista, pero en contextos de competición, donde se analizan deformaciones en décimas de milímetro, puede marcar una diferencia.


Diseñadores experimentados aprovechan software de simulación como LS-DYNA o ANSYS Mechanical para modelar estos escenarios con precisión milimétrica, aplicando condiciones de contorno realistas basadas en la interacción neumático-asfalto. Esta simulación es crítica para evitar fallos por fatiga de las zonas soldadas o conexiones entre tubos, que suelen ser los puntos más vulnerables a la propagación de grietas.


Una curiosidad poco conocida es que, en ciertos campeonatos como el World Rally Championship (WRC), las deformaciones longitudinales controladas del chasis son deliberadamente toleradas para mejorar la tracción en superficies de baja adherencia, algo impensable en turismos de calle.

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La complexión del chasis: más allá del diseño estructural

En la ingeniería del chasis, el concepto de complexión hace referencia a la integridad estructural tridimensional, es decir, cómo responde la estructura en conjunto frente a combinaciones simultáneas de torsión, flexión y compresión. No se trata sólo de calcular la resistencia de cada tubo, sino de entender la arquitectura completa como un sistema dinámico.


Por ejemplo, en el desarrollo del KTM X-Bow o el BAC Mono, se utilizó un chasis tubular híbrido con elementos de fibra de carbono y aluminio anclados al bastidor. Estos vehículos demostraron que una buena complexión estructural permite reducir masas suspendidas sin renunciar a rigidez torsional, alcanzando cifras por encima de los 30.000 Nm/° —un valor excepcional incluso frente a superdeportivos tradicionales.


Este tipo de configuración también permite una enorme libertad en el diseño del habitáculo, la integración de componentes de seguridad como jaulas antivuelco certificadas FIA, o la adaptación a propulsores eléctricos, algo cada vez más explorado en series limitadas como el Ariel HIPERCAR.


Uno de los casos paradigmáticos en el uso de chasis tubular ha sido Radical Sportscars, una empresa británica que desde 1997 ha desarrollado vehículos de track-day y competición con esta arquitectura. Sus modelos, como el SR10, siguen usando un bastidor tubular de acero tratado, con una rigidez específica ajustada para permitir un pilotaje extremo sin comprometer la durabilidad.


Otro ejemplo relevante es el Caparo T1, cuyo desarrollo se inspiró directamente en tecnologías de Fórmula 1. Aunque su chasis central empleaba una célula de fibra de carbono, toda la periferia y subestructuras eran tubulares, demostrando la sinergia entre materiales avanzados y diseños modulares. Ambos casos demuestran cómo el chasis tubular sigue siendo una opción óptima cuando se prioriza el rendimiento, la flexibilidad de diseño y el control estructural preciso. Además, permiten ciclos de iteración más rápidos y económicos frente a los moldes caros del carbono.
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Aunque las plataformas modulares y las carrocerías autoportantes dominan la producción en masa, el chasis tubular sigue siendo una herramienta poderosa en entornos de diseño ágil, prototipado rápido y fabricación personalizada. La posibilidad de calcular y ajustar parámetros de flexión, extensión y complexión mediante análisis de elementos finitos ha llevado su aplicación más allá del motorsport, llegando incluso a proyectos académicos, vehículos eléctricos experimentales y desarrollos de startups.