La importancia de la electrónica en el desarrollo del automóvil

p06Las tendencias del desarrollo del automóvil centradas en materiales ligeros, miniaturización, inteligencia, movilidad, energía y sustentabilidad han ocasionado que la electrónica tome una gran importancia. La evolución de la electrónica de consumo ha dado lugar a requisitos más exigentes para las comunicaciones y las funciones de entretenimiento de los vehículos. Por lo que el desarrollo de control de seguridad y comunicaciones y electrónica de entretenimiento pronostican un rápido crecimiento. En vista de la situación actual, las principales empresas manufactureras de autos considerarán a la electrónica de automóviles como el factor clave para competir por un mercado de clientes. La innovación se está volviendo cada vez más interdisciplinaria, involucrando industrias como las ciencias de los materiales (materiales ligeros), la industria química (baterías) y la electrónica (comunicaciones y sistemas de entretenimiento).

En los sistemas automotrices cada vez se sustituyen los sistemas mecánicos a  electrónicos (ver figura). Por ejemplo la unidad de control electrónico es el corazón de un vehículo debido a sus múltiples funciones como el control de la combustión; hay una multitud de computadoras en todo el vehículo que controlan diferentes sistemas. Hoy en día un vehículo típicamente contiene alrededor de 25 a 35 microcontroladores, y los de lujo llegan a tener aproximadamente de 60 a 100.

Hace casi medio siglo que el Apolo 11 logró llevar al hombre a la luna. Un recorrido de unos 770 mil kilómetros de ida y retorno. Para la época, mediados del siglo 20, se trató de una verdadera hazaña tecnológica. Si pensamos en la electrónica con la que el Apolo completó su misión y la contrastamos con la electrónica de un automóvil de uso familiar hoy en día, es como comparar el reproductor de casetes musicales y un iphone. Por un lado, la electrónica del Apolo 11 consistía de un ordenador llamado AGC (Apollo Guidance Computer), compuesto por unas cuantas teclas numéricas y capaz de realizar cálculos de las maniobras y trayectorias de entrada y salida de la nave, así como el despliegue de resultados mediante displays de siete segmentos. En la actualidad, un estudiante de la licenciatura en electrónica de nuestra casa de estudios implementa sistemas electrónicos mucho más sofisticados que la AGC. Por otra parte, un automóvil actual posee una gran cantidad de sistemas electrónicos que realizan desde las tareas más simples, como el accionar de los limpia parabrisas, hasta las más complejas, como es el caso de la unidad de control del motor, que está en constante comunicación con los sensores y actuadores para monitorear su funcionamiento y así ejecutar acciones cruciales como son la activación del sistema de frenado antibloqueo o las bolsas de aire en caso de un siniestro.

La seguridad es considerada uno de los temas más importantes para el desarrollo de los automóviles, los consumidores han exigido requisitos cada vez más altos. La mayoría de las empresas manufactureras la consideran como uno de los factores clave. Por mencionar algunos desarrollos se tiene:

  1. El automóvil de alta gama Mercedes 2014S cuenta con el sistema de asistencia de dirección [Distronic Plus], que incluye un sensores basado en seis sistemas de radar y una cámara estéreo, así como sensores ultrasónicos; mantiene automáticamente una distancia de seguridad del vehículo delante, frenando cuando es necesario y acelerando de nuevo cuando las condiciones del tráfico lo permiten.
  2. La tecnología de volvo [City Safety], el sistema de frenado automático puede evitar accidentes en la parte trasera de baja velocidad, que representan 75 por ciento de los accidentes de tránsito urbano. El City Safety está compuesto por una cámara de alta resolución y un detector láser integrados en el espejo retrovisor interior. Estos dispositivos trabajan detectando los obstáculos que se encuentran frente al automóvil, determinando distancia, velocidad, posición, para después enviar esta información a una unidad de control.
  3. Las Tecnologías Inteligentes [Safety Shield Nissan] ayudan a vigilar, responder y proteger al conductor, al utilizar la tecnología de radares para vigilar la velocidad y proximidad cuando se acerca a un vehículo que se encuentra frente al conductor, el frenado inteligente por posible emergencia envía alertas de sonido y visuales para ayudar a reducir la velocidad de ser necesario.

Hoy por hoy, 30 por ciento del costo de producción de un vehículo está relacionado con la electrónica del mismo. Más aún, 90 por ciento de las innovaciones en los automóviles modernos son o están relacionadas con algún tipo de sistema electrónico. Este posicionamiento de la electrónica en los sistemas automotrices va a continuar in crescendo en el mediano y largo plazo. Consideremos, por ejemplo, el escenario de los vehículos autónomos, los cuales están llamados a revolucionar la industria automotriz a nivel mundial. El despliegue comercial de vehículos autónomos genera grandes expectativas por las posibilidades que conlleva para los pasajeros poder realizar otras actividades mientras su medio de transporte los lleva a su destino. Dado el escenario de gran movilidad en el cual se lleva a cabo la navegación vehicular, la comunicación inalámbrica entre vehículos así como con nodos de control en las carreteras es inevitable. No perdamos de vista que los sistemas de comunicación inalámbrica por excelencia son electrónicos. Otros cambios en el automóvil en el corto y mediano plazo incluyen: comunicación autónoma entre automóviles en la carretera para asistencia vial y prevención de siniestros; tableros de mando con realidad aumentada para ergonomizar la interfaz piloto-automóvil; y la implementación de carrocerías con sistemas cosechadores de energía, tales como paneles solares, para almacenamiento de energía en vehículos eléctricos e híbridos, por  nombrar algunos.

Con el crecimiento de la tecnología de la información y la electrónica de consumibles. La industria automotriz se enfrenta a un auge de nuevas industrias como la del internet móvil. Las empresas de Internet quieren mejorar sus capacidades existentes de negocios y servicios en la nube lo que convertirá a los automoviles en una importante entrada y plataforma de Internet. Aprovechando sus ventajas tecnológicas, empresas de tecnología de la información se han cruzado en la industria del automóvil para promover la digitalización y el desarrollo de los vehículos inteligentes. Recientemente Apple ha lanzado una aplicación llamda “iOS in the car”, que marca la entrada de la internet móvil y la electrónica de consumo en la industria automotriz, ya que puede permitir múltiples funciones como la navegación de mapas, reproducción de música, envío y recepción de mensajes, llamada telefónica, todo sin distraer al conductor. Su llegada está acelerando la integración de los sistemas internos de entretenimiento y navegación con los equipos externos, incluidos los teléfonos móviles, las tabletas, etcétera. Por otro lado, Google ha recurrido a la conducción automática y está desarrollando una solución para liberar a los conductores de la fatiga de conducir. Todas estas innovaciones también son o están relacionadas con sistemas electrónicos.

Si bien, el recorrido de un automóvil moderno puede ser de unos cuantos kilómetros, casi nada en comparación con la carrera que llevó a desarrollar el Apolo 11, la electrónica involucrada en el funcionamiento del vehículo es también inmensamente más compleja y sofisticada que hace 48 años cuando el hombre llegó a la Luna.

roberto.ambrosio@correo.buap.mx

 

 

 

[Distronic PLUS] http://techcenter.mercedes-benz.com/en/distronic_plus/detail.html Abril 2017

[City Safety] https://www.motorpasionfuturo.com/ayudas-a-la-conduccion/asi-es-volvo-city-safe-el-sistema-de-frenada-autonoma-que-volvo-estrena Abril 2017

[Safety shield] https://www.nissanusa.com/espanol/safety-shield Abril 2017