Diseño de la rigidez del chasis: la columna vertebral de la dinámica automotriz moderna

Diseño de la rigidez del chasis: la columna vertebral de la dinámica automotriz moderna

Un coche puede tener un gran motor, una suspensión sofisticada y neumáticos de altas prestaciones, pero si su chasis no ofrece una rigidez estructural adecuada, todo lo anterior se diluye. En el diseño automotriz moderno, la rigidez del chasis es mucho más que un valor de ingeniería: es el eje sobre el que gira el rendimiento dinámico, la seguridad pasiva, el confort y la longevidad del vehículo.


Cuando hablamos de diseño de la rigidez del chasis, nos referimos a la forma en que los ingenieros estructuran y refuerzan el bastidor de un vehículo para minimizar deformaciones bajo cargas dinámicas. Este diseño no solo afecta a la experiencia de conducción, sino que también influye directamente en aspectos tan diversos como el aislamiento acústico, el peso total del vehículo, la eficiencia energética o incluso el comportamiento en un impacto.

En 2012, Toyota y Subaru lanzaron conjuntamente el GT86/BRZ, un coupé deportivo ligero que priorizaba la agilidad por encima de la potencia. Uno de los pilares técnicos de su éxito fue el trabajo específico en la rigidez torsional del chasis. El equipo de ingenieros realizó más de 200 iteraciones en el diseño del bastidor para lograr una distribución óptima de rigidez entre la parte delantera y trasera. El resultado fue un chasis que permitía una comunicación directa con el conductor, eliminando flexiones parásitas, y generando un comportamiento noble, progresivo y altamente predecible. Sin necesidad de añadir potencia, el coche se convirtió en una referencia dinámica en su segmento.
​
Otro ejemplo, em Mazda CX-60, Este SUV, basado en la nueva plataforma de tracción trasera de Mazda, incorpora un túnel de transmisión reforzado y múltiples refuerzos en la parte trasera para resistir los esfuerzos inducidos por la propulsión longitudinal. La rigidez torsional aumentó un 40% respecto al CX-5, lo que permitió montar suspensiones más firmes sin pérdida de confort.

O bien, con el Alfa Romeo Giulia, con un enfoque claro en la deportividad, Alfa trabajó obsesivamente la rigidez en el diseño de su chasis, con cifras cercanas a los 50.000 Nm/° en rigidez torsional. Esto, sumado a la distribución 50:50 y al uso de aluminio en torretas y subchasis, le permitió competir dinámicamente con modelos como el BMW Serie 3, incluso en las variantes Quadrifoglio con más de 500 CV.
​

¿Qué es la rigidez del chasis exactamente?

Desde un punto de vista técnico, la rigidez del chasis se puede dividir principalmente en dos tipos:

1. Rigidez torsional: capacidad de resistir la deformación cuando se aplica un par de torsión (por ejemplo, al tomar una curva).
2. Rigidez flexional (o longitudinal/transversal): capacidad de resistir flexiones verticales o laterales.
   
   
   

Un chasis con baja rigidez permite que distintas partes del vehículo se desplacen de forma relativa entre sí, provocando una respuesta retardada o incoherente en la conducción. Además, puede generar ruidos, fatiga estructural a largo plazo y fallos de precisión en los sistemas de asistencia.



El proceso de diseño para lograr una rigidez óptima combina decisiones de geometría, materiales y técnicas de unión.

• Geometría estructural: las formas trianguladas, los refuerzos transversales, las torretas altas en suspensión y el uso de bastidores cerrados (en lugar de abiertos) son claves.
• Materiales: aceros de ultra alta resistencia (UHSS), aleaciones de aluminio o incluso materiales compuestos (en modelos de gama alta) permiten aumentar la rigidez sin penalizar el peso.
• Técnicas de unión: el uso de soldadura por puntos, adhesivos estructurales y remaches autoperforantes mejora la conexión entre paneles, aumentando la rigidez global.

En modelos eléctricos, el diseño de la batería como elemento estructural ha abierto una nueva era: lo que antes era una “caja” ahora forma parte de la rigidez general del vehículo, reduciendo el peso total de refuerzos adicionales.
​

Claves poco conocidas: lo que no te cuentan sobre rigidez

• Exceso de rigidez no siempre es positivo: si bien una rigidez alta mejora la respuesta, también puede transmitir más vibraciones o hacer que los componentes sufran mayores esfuerzos si no se equilibra con el diseño de suspensiones.
  
  
  
• El parabrisas como elemento estructural: en algunos modelos, el parabrisas pegado actúa como componente estructural que suma rigidez, especialmente en descapotables o cabrios.
  
  
  
• Rigidez vs. modularidad: diseñar plataformas modulares (como la MQB de VW o TNGA de Toyota) implica retos adicionales para garantizar rigidez equivalente en distintos tipos de carrocería.
  ​
  
  

En el desarrollo actual, el CAE (Computer Aided Engineering) es indispensable. Se emplean simulaciones de elementos finitos (FEM) para analizar comportamientos bajo carga, puntos de concentración de tensiones, modos de vibración, y deformaciones. Estas herramientas permiten optimizar la rigidez incluso antes de construir un primer prototipo físico. Sin embargo, la validación final sigue exigiendo pruebas reales, como las de torsión en bancos de rigidez, donde se aplica un par de fuerza mientras se mide el ángulo de deformación del bastidor.

La investigación en materiales inteligentes y estructuras activas podría revolucionar el diseño de chasis en la próxima década. Imagina refuerzos que se endurecen o flexibilizan en función del tipo de conducción, o elementos de memoria de forma que absorben energía en un impacto y luego recuperan su forma original. Además, con el auge de las baterías estructurales en vehículos eléctricos (como está explorando Volvo), el chasis dejará de ser una estructura independiente y se convertirá en una sinergia entre bastidor, batería y carrocería portante.

El diseño de la rigidez del chasis es una de las competencias técnicas más estratégicas del desarrollo automotriz moderno. No solo define cómo se comporta un coche, sino cómo se siente, cómo envejece y cómo se percibe por parte del conductor. Desde la precisión de la dirección hasta la respuesta de una frenada de emergencia, todo depende de una base sólida.

Para diseñar vehículos con sentido estratégico y ventajas competitivas , el libro “Domina el negocio del automóvil: Guía completa de estrategia y diseño de coches” es una lectura esencial para quienes quieran elevar el diseño técnico a un nivel empresarial.
​