Formula Student es una competición internacional de diseño estudiantil en la que equipos universitarios de todo el mundo desarrollan, construyen, presentan y operan sus propios coches de carreras de fórmula. El equipo ELBFLORACE Formula Student de la Universidad Técnica de Dresde es uno de ellos. Fundado como asociación registrada en 2006, unos 80 estudiantes participan activamente en el proyecto cada año y ya están construyendo su 18º vehículo para la temporada 2025/26. Este circulará de forma totalmente eléctrica por los circuitos de Europa. En una comparación global, su rendimiento les ha situado durante años en el 10% de los mejores. Estos resultados serían imposibles sin el apoyo de la universidad y los patrocinadores de la industria, entre ellos ACE.

El vehículo de la temporada anterior, EFR17ed05, también conocido como "ZoE", pesa sólo unos 168 kg y aceleró desde parado hasta 100 km/h en menos de 2,3 segundos en el verano de 2025 con cuatro motores de cubo de rueda refrigerados por agua de 35 kW cada uno, inversores desarrollados internamente y un monocasco de plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP). Para controlar la velocidad del bólido, el conductor tiene a su disposición un pedal de aceleración y otro de freno. Además, la conducción se apoya en varios controles de desarrollo propio que, por ejemplo, controlan el deslizamiento de los neumáticos o permiten tomar las curvas con mayor agilidad gracias a la vectorización del par motor.

Diseño del pedal y muelles de gas para requisitos especiales

En comparación con un turismo estándar, los pedales están conectados al vehículo de una forma significativamente diferente, tienen un recorrido de pedal distinto y también cumplen requisitos más exigentes para proporcionar al conductor una experiencia de conducción adecuada. Por ejemplo, deben tenerse en cuenta las mayores vibraciones, la respuesta dinámica del vehículo y la menor fatiga física posible para el conductor. Ambos pedales están montados en sus propios carros para que su posición pueda ajustarse de forma óptima a los cambios de conductor.

Para acelerar el bólido, el conductor dispone de un pedal fabricado en CFRP, que está montado en un trineo impreso en 3D, también fabricado en CFRP, para desplazarse sobre los raíles del tubo de CFRP. El punto de giro del pedal se encuentra en el talón del conductor en forma de perno dopado magnéticamente. La rotación del pedal y, por tanto, del perno se determina de forma redundante mediante dos sensores Hall de diseño diferente. Dos resortes de presión de gas industriales paralelos estabilizan el recorrido del pedal y proporcionan al conductor una resistencia mecánica adicional para la experiencia de conducción. Esta resistencia puede adaptarse a las reacciones del conductor. ACE Stoßdämpfer GmbH es uno de los principales patrocinadores de ELBFLORACE e.V. desde hace varios años con los resortes de gas industriales GS-10-20-AD-100N y GS-12-20-AD-100N. El contacto con la empresa es siempre sencillo, cortés y lleno de información valiosa, por lo que el equipo está muy agradecido.

Elementos de máquina compactos y ligeros para una integración óptima

Debido al reglamento de la Formula Student y a los requisitos de seguridad asociados, la libertad de diseño del pedal de freno es limitada. En consecuencia, el pedal, el carro y el raíl están fabricados con la aleación de aluminio EN-AW-7075 y sólo las guías de los pies son de CFRP. Cuando se pisa el pedal de freno, se acciona un sensor de fuerza de diafragma montado en serie hasta la fuerza definida por el resorte de presión de gas individual. el coche de carreras se frena y la energía se recupera a través de la señal de salida de la célula de carga y la recuperación de los cuatro motores eléctricos. El frenado mecánico sólo se inicia a través de los dos cilindros maestros de freno para los circuitos de freno delantero y trasero cuando se supera la fuerza de arranque y, como resultado, el resorte de presión de gas se mueve significativamente.

En particular, la fuerza de inserción definida cuando se extiende el vástago del pistón y la insignificante distancia hasta que se alcanza justifican el uso de resortes de gas para el equipo ELBFLORACE de Fórmula Student. Esto garantiza que el proceso de frenado mecánico y la pérdida de energía asociada sólo se inicie a la presión del pedal diseñada. Además de ELBFLORACE, también se pueden encontrar amortiguadores de gas en los vehículos de Formula Student de otros muchos equipos. Todos ellos aprovechan el hecho de que los amortiguadores de gas son compactos y ligeros en comparación con otros tipos de amortiguadores. Esto permite utilizarlos en el estrecho frontal de los coches de Fórmula Student.

Gracias a la presión de gas ajustable individualmente mediante una válvula de llenado y a la sencilla sustitución de todo el resorte, ELBFLORACE es flexible a la hora de reequipar los pedales. La dimensión del resorte de gas es independiente de la fuerza de extensión y retracción dentro del ámbito de aplicación. Los resortes de gas de ACE Stoßdämpfer GmbH no requieren mantenimiento y su vida útil supera con creces el periodo de una temporada, incluso con un uso intensivo.

¿Los resortes a gas de materiales ligeros en el futuro?

En resumen, el equipo ELBFLORACE Formula Student Team TU Dresden e.V. muestra cómo la tecnología innovadora y los procesos de desarrollo específicos pueden lograr el máximo rendimiento en un entorno estudiantil. Con un equipo altamente motivado y el uso de materiales y tecnologías de vanguardia, cada año se desarrollan vehículos que establecen estándares en términos de construcción ligera, tecnología de propulsión e ingeniería de control. La combinación de conocimientos teóricos y aplicación práctica no sólo prepara de forma óptima a los estudiantes para su futuro profesional, sino que también promueve el progreso tecnológico en el campo del automovilismo eléctrico y autónomo.

Para seguir optimizando la construcción ligera, sería deseable que ELBFLORACE e.V. participara en el desarrollo de resortes de gas fabricados con materiales ligeros y los implementara en vehículos en el futuro. El apoyo continuo y la estrecha colaboración con socios industriales como ACE subrayan la importancia del proyecto para la educación y el espíritu de innovación en las universidades de todo el mundo.