El difusor: un elemento aerodinámico vital
Un monoplaza de competición y, especialmente, un Fórmula 1, es una máquina extremadamente compleja que aplica numerosos principios físicos con el fin de ser lo más rápido y eficiente posible. Seguramente el más deseado es el de la creación de sustentación o, como es comúnmente conocido: carga aerodinámica.
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Publicado: 06/04/2015 09:00
Fotografía: Sutton Images.
Los elementos más habituales en la búsqueda de la generación de carga aerodinámica que pegue el coche al suelo y permita que éste alcance una mayor velocidad de paso por curva son los alerones, tanto delantero como trasero. Pero el que quizá cuente con una mejor relación entre los beneficios e inconvenientes que genera, es el difusor.
Los alerones deben cumplir con muchas funciones, especialmente en el caso del delantero. Generar carga, distribuir flujo aerodinámico alrededor del monoplaza, generar vórtices, evitar grandes elementos turbulentos como los neumáticos… pero cuentan con un gran inconveniente: también son grandes generadores de drag o resistencia aerodinámica.
El caso del difusor es bien distinto, pues su resistencia al avance es muy limitada y, a cambio, es capaz de generar una gran cantidad de carga o downforce. En función de sus características, siempre delimitadas por el reglamento, puede llegar a superar el 40% de la carga aerodinámica total que el monoplaza puede generar y, por eso, no es de extrañar que en los últimos años haya tomado tanta importancia.
Dobles difusores en 2009 por cortesía de BrawnGP, Williams y Toyota o difusores soplados en 2011 gracias a Red Bull. Como protagonistas absolutos o en combinación con los escapes o el efecto Coanda, lo cierto es que estos elementos han protagonizado innumerables artículos y conversaciones técnicas en los últimos años, aunque sin olvidar que no se trata de un nuevo invento y que los primeros derivaron de los coches ala de finales de los 70.
Fotografía: Sutton Images. El doble difusor de BrawnGP protagonizó la temporada 2009 y fue una de las claves del triunfo de este equipo.
El difusor se encuentra en la parte más retrasada del monoplaza y, por reglamento, no puede empezar antes del eje trasero y tiene una altura mínima para evitar la aplicación del efecto suelo. Se sitúa entre los neumáticos y bajo el alerón trasero. Su gran capacidad para generar agarre ha provocado que su limitación por reglamento haya sido cada vez mayor, a pesar de lo cual sigue siendo un elemento vital y exhaustivamente estudiado por los ingenieros.
Para entender el funcionamiento de un difusor hay que entender el Principio de Bernouilli, que afirma que cuando la velocidad de un fluido (en este caso gaseoso como el aire) aumenta, la presión disminuye. Para que el coche genere carga aerodinámica, la presión bajo el coche debe ser inferior a la del aire que circula sobre él.
Fotografía original: Sutton Images. El difusor recoge el aire proveniente de la parte inferior del alerón delantero y que circula bajo el fondo del coche. Los desviadores separan el flujo en función de su proveniencia para facilitar su gestión.
El difusor aplica este principio extrayendo el aire que circula bajo el suelo del coche. Dicha extracción, junto con su ensanchamiento, curvatura y aumento de altura progresivos, propicia que se aumente la velocidad de dicho flujo en movimiento entre el suelo y el asfalto. Eso provoca que el aire que circula sobre el difusor lo haga más lentamente, generando esa diferencia de presión y ‘empujando’ el monoplaza contra el asfalto.
Como casi todo lo que se diseña en un Fórmula 1, el difusor no actúa independientemente del resto del coche. Si el alerón delantero no trabaja correctamente, es muy probable que el difusor tampoco lo haga y la zaga del monoplaza sea inestable y difícil de predecir.
Fotografías originales: Auto Motor und Sport. Cada monoplaza necesita un difusor distinto, ya que su concepto de gestión del flujo aerodinámico varía desde el mismo momento en el que el aire toca el alerón delantero y el morro del coche.
Como ha quedado comentado inicialmente, el difusor ha adoptado múltiples variantes a lo largo de las últimas décadas, además de combinarse con el soplado de gases provenientes de los escapes del motor para potenciar su efecto, algo que utilizó por primera vez Renault a principios de los 80. Las posibilidades han variado y los conceptos se han renovado o redireccionado, pero una constante permanece en el tiempo: la capital importancia del difusor en el concepto aerodinámico global de un monoplaza de competición.
