Según recientes estimaciones, el transporte genera aproximadamente el 30% de las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel europeo, de las cuales un 20% corresponde al transporte pesado por carretera. Dichas emisiones están generalmente ligadas al elevado consumo de combustible derivado en gran parte a las pobres propiedades aerodinámicas de los vehículos pesados, como camiones. Por ejemplo, el elevado coeficiente de arrastre o resistencia aerodinámica de los camiones es causado por una geometría roma, impuesta por las restricciones prácticas de capacidad de carga, que provoca el desprendimiento masivo del flujo en la parte trasera, y da lugar a una estela turbulenta intensa y a una región de recirculación de baja presión en la base. Tal es el efecto de esta región de estela cercana, que su contribución al valor del arrastre suele ser estimada en más de un 25%. A pesar de su importancia, distintas limitaciones normativas (ya derogadas) y reticencias a modificaciones geométricas por parte de fabricantes, han limitado el desarrollo de estos sistemas y su instalación en la base de tráileres, desaprovechando así una oportunidad de conseguir un ahorro de combustible fundamental y de las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas.

No obstante, en los últimos años, en vista de la necesaria transición ecológica y de cara a mitigar la dependencia energética exterior, se viene realizando un esfuerzo importante para fomentar el desarrollo de sistemas de control de estos vehículos, especialmente en la parte trasera, en vista de su potencial poco explotado tradicionalmente. En este sentido, el Grupo de Mecánica de Fluidos e Interacción Fluido-Estructura de la Universidad de Jaén, en colaboración con fabricantes nacionales de carrocerías industriales, viene trabajando en el desarrollo de sistemas pasivos de mejora aerodinámica, que acoplados en la parte trasera de los camiones permitirían alcanzar ahorros del consumo de combustible cercanos al 10%. Las acciones contempladas en el presente proyecto proporcionarán un avance en el desarrollo de dichas soluciones, desde su prueba a escala relevante en laboratorio, hasta posibles mecanismos de protección y comercialización.

De forma concreta, se plantea adoptar soluciones optimizadas de carácter innovador y eficaces para la reducción del arrastre y mejora del balance energético del camión, y de bajo coste y sin necesidad de homologación al tratarse de sistemas pasivos compactos, como cavidades rígidas y flexibles, o de forzado por ventilación pasiva, de consumo energético externo nulo. En concreto, el diseño de estos sistemas de control está basado en un enfoque mixto de metodologías de sensibilidad y optimización topológica, e interacción fluido-estructura, puestas a punto en proyectos anteriores del grupo, y validados mediante simulación numérica y ensayos en túnel de viento con modelos simplificados. Los resultados previos del grupo, han puesto de manifiesto reducciones del arrastre superiores al 10% en condiciones de flujo cruzado cuando se utilizan cavidades de perfiles curvos o paneles flexibles. Así pues, estos sistemas permiten adaptarse adecuadamente a las condiciones cambiantes del flujo cruzado y en procesos de aceleración, muy frecuentes en condiciones de conducción reales y a menudo obviadas en los estudios.

Los trabajos contemplados en este proyecto están orientados a aumentar la madurez tecnológica de estos sistemas probados exitosamente en laboratorio y con simulación numérica, en una colaboración estratégica con fabricantes nacionales de carrocerías de camiones. En particular, en una primera fase, el proyecto contempla pruebas detalladas a escala en túnel de viento industrial, junto al diseño, fabricación y prueba de prototipos piloto y operacionales a escala real, con ensayos controlados en circuito y carretera, para medir su incidencia real en el consumo de combustible y resistencia aerodinámica. Adicionalmente, se plantea el diseño de detalle de los sistemas para su potencial explotación, previa protección de la innovación y de los desarrollos del proyecto. Finalmente, de cara a alcanzar objetivos de comercialización y explotación, se están llevando a cabo acciones de valorización de los resultados, como la vigilancia tecnológica y la definición de estrategias de comercialización de posibles soluciones finales.

Por todo ello, este proyecto desarrollado en la Universidad de Jaén y financiado por la AEI podría suponer un avance considerable en el desarrollo de la tecnología actual, con soluciones de bajo coste y carácter compacto, lo cual evitaría una costosa inversión adicional para su homologación en virtud de la directiva EU 2015/719, aumentando así su atractivo para la adopción en flotas de vehículos de distintas empresas con tamaño y capacidad económica diversa. De confirmarse los resultados previos, el ahorro económico de estos sistemas podría valorarse en torno a miles de euros anuales por vehículo, en vista de la reducción del consumo energético o de combustible, y de las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas. Así pues, se contribuiría sustancialmente a nivel global a mitigar el cambio climático, suavizando los efectos sobre el calentamiento global, la propagación de infecciones o variación de índice pluviométrico.