Suspenso en Física (2)

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Continuamos esta serie sobre los fundamentos físicos del sistema de suspensión. En la primera entrega vimos que la unión entre las ruedas, sus ejes y el resto del vehículo no debe ser rígida, eso afectaría negativamente a la seguridad y confort.

Pero, por supuesto, algún tipo de unión debe existir. De no ser así, las ruedas no serían capaces de transmitir las fuerzas que controlan el movimiento del vehículo en el vehículo: aceleración, frenada y dirección. En definitiva, lo necesario es que la sujeción de las ruedas sea tal que transmita las fuerzas importantes, pero ignore las pequeñas.

Dicho de otra forma, cuando hablábamos de la fijación rígida, decíamos que se encarga que la distancia y posición relativa de cada pieza fuera constante. Es decir, se cerciora que las piezas siempre estén «exactamente ahí». Y, por supuesto, eso tiene el inconveniente de transmitir cualquier pequeño desplazamiento causado por imperfecciones del suelo.

Pues en el sistema de suspensión, necesitamos que la fijación de las ruedas se asegure de que están «más o menos ahí». Si las ruedas pegan un pequeño bote tras pasar sobre un pequeño bache, la suspensión dejará que se muevan tranquilamente, empujando hacia abajo para que vuelvan al suelo, pero sin transmitir ninguna fuerza a la carrocería.

Sin embargo, si las ruedas comienzan un desplazamiento más pronunciado: por ejemplo hacia adelante al acelerar, o hacia arriba al tomar una carretera con pendiente, entonces la transmisión actuará transmitiendo toda la fuerza necesaria.

Ya os adelanto que ésto, como todo lo ideal, no es posible. Aunque podemos acercarnos. Los pequeños baches siguen transmitiéndose un poco a la cabina. Pero, al menos, la suspensión consigue atenuarlos bastante.

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¿Cómo conseguirlo? A alguien se le ocurrió poner un muelle entre el eje de las ruedas y la carrocería. Lo que todo el mundo entiende por un muelle es un trozo de metal en forma de hélice, porque de hecho la mayoría se hacen así. Pero en general, un muelle puede ser cualquier pieza elástica.

Que sea elástica significa que cualquier deformación no es permanente, sino que tiende a volver a su forma natural por si solo. Para hacerlo, ejerce una fuerza de restitución. La intensidad de dicha fuerza es proporcional a la deformación. Es decir, si el cambio de forma es muy pequeño, el muelle responde con una fuerza igualmente pequeña. Si la deformación crece, la fuerza también.

Como veis, esto es precisamente lo que andábamos buscando. Al pasar por una pequeña imperfección de la carretera, el muelle se contraerá un poco. Como la deformación será pequeña, la fuerza también será pequeña. La fuerza de restitución hará que la rueda vuelva a bajar a la carretera rápidamente, facilitando mantener el control.

Sin embargo, cuando la rueda alcanza el inicio de una pendiente ascendente, el muelle se comprime más. En respuesta, el muelle ejerce una gran fuerza hacia arriba para intentar volver a su longitud normal. Dicha fuerza es la que se encarga de levantar el vehículo.

Ahora bien, los muelles presentan un defecto bastante importante. Como cualquier sistema elástico, presentan cierta tendencia a oscilar. Por ejemplo, pensad en una pelota de goma. Si la dejamos caer, votará varias veces antes de detenerse.

Con el sistema de suspensión ocurriría lo mismo. Si sólo hubiera un muelle, tras cada bache se producirían unas cuantas oscilaciones, como si hubiera varios baches. Por supuesto, estas oscilaciones repercutirían negativamente en la seguridad.

En el siguiente artículo veremos como se puede intentar corregir este comportamiento. Pero os daré una pista: amortiguadores.

En Circula seguro | Suspenso en Física (1, 2, 3 y 4)
Fotos | Pedro Kwezi, galiciandreamer

  • Solo un pequeño apunte; los muelles espirales solo son elásticos ante fuerzas torsionales, ya que todas las espiras quedan en el mismo plano. Los muelles utilizados en amortiguadores, bolígrafos,mecanismos de arrastre de CD,etc suelen ser helicoidales (como los de la foto)

  • Uhm, quise evitar decir “helicoidal” porque pensé que a la gente le sonaría raro, y al final acabé diciendo una chorrada. Gracias por apuntarlo, gear.