PROCESO DE PRUEBAS
Antes de que un componente Jaguar se modele, corte, funda o prense, habrá pasado por cientos de horas de optimización con herramientas de ingeniería virtual altamente avanzadas. Los avanzados programas de dinámica de fluido computacional (CFD) e ingeniería asistida por ordenador (CAE) pueden simular cientos de escenarios con mucha más precisión y eficiencia para los tiempos que los ensayos de prueba y error del mundo real. Gracias a esto, podemos crear soluciones mucho más fiables ahorrándonos meses de planificaciones de desarrollo.
Fijémonos por ejemplo en nuestros motores Ingenium de última generación. Los hemos expuesto a un equivalente de dos millones de kilómetros de pruebas durante su proceso de desarrollo de cinco años, una gran parte realizado virtualmente.
Como explica Daniel Buckley, director del programa Ingenium: «La validación del diseño se ejemplifica con una pirámide. En la base está la experiencia acumulada con los proyectos anteriores y otras fuentes de conocimiento. De aquí surgen las opciones de diseño que desarrollan nuestros ingenieros. Al trabajar en entornos virtuales con CAE, es posible replicar estas soluciones de diseño con más rapidez y eficiencia hasta obtener las mejores soluciones para las pruebas de validación en el mundo real, que es el proceso situado en el pico de la pirámide. Con Ingenium hemos usado esta nueva metodología, que emplea mucho más CAE, los bancos y las pruebas de componentes, lo que nos permitió reproducir todo lo necesario hasta obtener un diseño de producción final optimizado y fiable mucho más rápidamente que en los proyectos anteriores».
CAE puede simular todos los escenarios a los que se pueden enfrentar la suspensión y el chasis de un vehículo durante su vida útil, incluidas las pruebas de impacto virtuales y escenarios cotidianos desagradables como golpes contra obstáculos, impactos con bordillo y frenada en carreteras con baches. El perfil aerodinámico de un vehículo puede mejorarse en un túnel de viento CFD virtual para minimizar la resistencia, con la consiguiente reducción del consumo de combustible y las emisiones, además de mejorarse la refrigeración de los frenos y del motor, la eficiencia de la ventilación en el habitáculo y el control de climatización.
El análisis virtual permite probar y optimizar por completo los vehículos en las primeras fases de diseño y desarrollo, sin los retrasos ni los gastos derivados de la fabricación y refabricación de piezas físicas reales. También ayuda a reducir el impacto medioambiental asociado a la producción del vehículo, sin tener que recorrer la media de 1,2 millones de kilómetros en pruebas de conducción ni liberar a la atmósfera 290 de toneladas de CO2 durante la producción de un Jaguar.
Aunque la ingeniería virtual es una herramienta potente, nada puede sustituir a las pruebas físicas en un entorno de laboratorio como la confirmación definitiva para la fiabilidad y durabilidad del prototipo. Durante estos años, hemos duplicado el tamaño de nuestras instalaciones de pruebas estructurales, con una inversión de 22 millones de libras para mejorar aún más nuestros innovadores laboratorios.
Los diseños de las transmisiones nuevas pasan por una prueba continua en banco de 12 semanas, donde se simula un ciclo de 10 años o 240.000 kilómetros que incluye conducción urbana, interurbana y por pista. Este proceso se repite seis veces para las distintas variantes de motor y transmisión, es decir, cada caja de cambios nueva se prueba durante 72 semanas y 1,45 millones de kilómetros, el equivalente de un viaje de ida y vuelta en coche hasta la Luna. También hay pruebas de ciclo de cambio en las que el embrague pasa por una serie extenuante de cambios a gran velocidad, y pruebas de estado constante en las que la transmisión se somete a altos niveles de par durante periodos prolongados.
Para nuestros motores, disponemos de una amplia selección de bancos estáticos y pruebas dinamométricas. La nueva generación de motores Ingenium ha demostrado su rendimiento tras 72.000 horas de pruebas de durabilidad, el equivalente a ocho años de pruebas en el mundo real, para pasar a continuación la prueba de validación final en carretera de dos millones de kilómetros.
Especificaciones del motor del Jaguar F-PACE.
Especificaciones del motor del Jaguar F-PACE.
La prueba medioambiental de carretera combinada, conocida como la prueba acústica, permite optimizar los niveles de ruido, vibraciones y asperezas de los vehículos; un equipo de alta calidad graba los sonidos del interior cuando el coche se sacude, tambalea y empuja sobre cuatro potentes pistones. Las pruebas se repiten con el conductor solamente y, a continuación, con los pasajeros y el equipaje, para garantizar el rendimiento óptimo en cualquier condición.
Los componentes individuales se pueden probar en la celda de durabilidad robótica medioambiental, compuesta por cuatro robots, que permiten probar desde la activación y liberación de los cinturones de seguridad, hasta la apertura y cierre de las puertas, y las vueltas de la llave. Los niveles de ruido, vibraciones y asperezas del vehículo también se han mejorado en cámaras anecoicas avanzadas.
En las cámaras climatizadas se reproducen las condiciones climáticas más rigurosas del mundo; los vehículos se congelan bajo vientos huracanados de -40 °C, o se generan temperaturas de 50 °C y cargas térmicas de radiaciones solares de hasta 1.200 W/m2 típicas del desierto del Sáhara, y todo sin salir del Reino Unido. La estanqueidad al agua se verifica con las pruebas de monzones, pruebas con lluvias que duran hasta 16 horas, y pruebas de heladas.
Las pruebas en laboratorios físicos se extienden incluso a las características del interior, como el selector giratorio JaguarDrive, que se sometió a todo tipo de usos incorrectos imaginables durante su desarrollo. «Una botella de cola es una prueba difícil, porque el azúcar se vuelve pegajosa en los climas cálidos», dice Julian Jones, director de Controles del usuario. «La arena también puede ser un problema si entra en los engranajes del selector de marchas». Cada prueba dura un mes, y el selector tiene que soportar sin fallos 60.000 cambios.
Cuando un diseño Jaguar acabado llega a la línea de producción, las pruebas de calidad siguen siendo igual de meticulosas.
En el centro de fabricación de motores (EMC), todos los componentes de nuestros motores Ingenium se prueban repetidamente durante la producción y el montaje, un proceso de prevención y detección temprana de fallos. «Nos hemos marcado el objetivo de convertir el EMC en la mejor planta de motores del mundo en términos de calidad», apunta Daniel Buckley, director del programa Ingenium. «Por ejemplo, si encontramos un problema, el motor no se repara por separado de la línea de producción. Se saca de la línea de producción, se desmontan todas las piezas necesarias y se vuelve a introducir en la etapa anterior de la línea de la que se sacó. De este modo, ningún motor se pasa por alto los controles y sistemas de calidad extensivos de la línea de producción para mantener el más alto nivel de calidad».
Los principales componentes se marcan con un código QR exclusivo para garantizar la trazabilidad del lugar y la fecha de fabricación, y se miden por láser para asegurar una precisión de tres micras o 0,003 mm, el 6 % del grosor de un cabello. Se seleccionan muestras aleatorias para probarse también manualmente, en un entorno controlado de laboratorio a 20 °C para garantizar una precisión total de las herramientas cuidadosamente calibradas.
Centro de fabricación de motores JLR, Wolverhampton.
Centro de fabricación de motores JLR, Wolverhampton.
Antes de que un motor salga del EMC, se prueba en bancos especialmente diseñados. En primer lugar, se realiza una «prueba en frío» en la que los componentes giran durante 72 segundos sin encender el motor. A continuación, el motor entra en acción con una «prueba en caliente», se enciende y realiza un ciclo de 240 segundos revolucionado hasta 3.000 rpm.
Por último, se eligen motores al azar que salen de la línea para pasar una prueba dinamométrica completa con una marcha constante de 240 km/h durante 300 horas o 72.400 kilómetros.
En nuestras líneas de producción de vehículos en Solihull y Castle Bromwich, los paneles de aluminio recién prensados se examinan en una caja de luz para detectar marcas y fallos. A medida que el chasis se ensambla, una serie de cámaras y láseres de última generación realizan una comprobación de calidad de 168 puntos, y las holguras de los paneles se comprueban con calibres manuales. «Algunos fabricantes de automóviles admiten una tolerancia de ±3 mm, pero nuestro objetivo es ajustarla a ±0,5 mm», explica Arthur Richards, supervisor de Producción en Castle Bromwich. «Es lo que da a un Jaguar su acabado de calidad artesanal».
Al final del proceso de ensamblaje, el chasis se trata con un barniz transparente y se examina con luz ultravioleta. Las imperfecciones pequeñas se resaltan y se corrigen a mano.
La pintura del chasis es un proceso de 24 horas. En primer lugar, pasa por una serie de 13 depósitos de limpieza, acondicionamiento y enjuague, además de un proceso de electrorrecubrimiento avanzado, para garantizar una adhesión fiable entre el aluminio y la pintura. El chasis se limpia con plumas de emú. Nigel Williams, responsable del área de pintura explica el proceso: «Las plumas de emú se pueden cargar fácilmente con electricidad estática, por lo que son fantásticas para recoger el polvo. También son muy grandes, así que abarcan mucha superficie. No las usaríamos si no funcionaran tan bien, porque, para ser sinceros, son muy caras».
A continuación, el chasis se rocía con tres capas de pintura: una imprimación, una capa base y una capa transparente final. Esto mejora la durabilidad frente a los rayos ultravioleta, y las excreciones de aves y la savia de los árboles corrosivas, antes de secarse a 170 °C durante una hora.
Puesto que el chasis pasa por 92 estaciones, en las que se añaden unas 1.000 piezas al coche, los procesos de las líneas de acabados, tapicería y guarnecidos son meticulosos para evitar dañar el chasis pintado. Se protegen los paneles exteriores, los especialistas de acabados, tapicería y guarnecidos llevan ropa y botas especiales con ojales y botones que no pueden arañar la pintura.
Al final de la línea de producción, cada vehículo pasa por una última serie de comprobaciones, como empaparse con 6.000 litros de agua en solo cuatro minutos para garantizar la estanqueidad de las juntas. Seguidamente, se traslada a una plataforma de rodillos donde se pone en marcha a alta velocidad, se comprueban todas las marchas y se somete a una prueba de diagnóstico electrónico de 20 minutos.
Las comprobaciones de un Jaguar continúan incluso cuando se está transportando para su entrega al cliente. Todos los barcos, trenes y camiones usados en el proceso se han comprobado usando un análisis CAD virtual para simular la carga. Por su parte, los vehículos pasan por un proceso de 90 comprobaciones que puede repetirse hasta 30 veces durante el trayecto.
«Jaguar siempre ha apostado por la excelencia en el diseño y la ingeniería», afirma Arthur Richards. «Nuestra tarea es lograr especificaciones de diseño estrictas en el producto final y nos tomamos muy en serio la disciplina. Creamos coches premium con los que queremos superar las expectativas de calidad y fiabilidad de nuestros clientes».
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