Técnica F1 Carga y eficiencia aerodinámica: ni es lo mismo, ni es igual

La esencia de un monoplaza de competición es la capacidad que tiene de generar carga aerodinámica a través de elementos tan característicos como los alerones, el difusor o las moldeadas curvas de su carrocería. Pero el exceso lleva al fracaso y para evitarlo entra en juego la eficiencia.


Los monoplazas siempre han sido la punta de lanza del automovilismo de circuitos debido a su inigualable capacidad de agarrarse al asfalto en las curvas. Y, aunque los neumáticos lisos, las firmes suspensiones, el escaso peso y el bajo centro de gravedad tienen mucho que ver en ello, sin duda el factor diferencial es la influencia de la aerodinámica, que multiplica el peso virtual del coche para conseguir que obtenga una velocidad de paso por curva vertiginosa.

Cantidad

Para ello, los alerones, suelo, difusor y carrocería deben generar carga aerodinámica que, simplificando, podría definirse como una unidad de medida cuantitativa. La aerodinámica tiene la capacidad de cargar peso sobre el monoplaza, pero de un modo virtual, sin los inconvenientes derivados de ello: la necesidad de un notable incremento de potencia y el empeoramiento del manejo del monoplaza.

A cambio, permite a los neumáticos mayor agarre minimizando el deslizamiento, contribuyendo por un lado a aumentar drásticamente la velocidad de paso por curva sin que por ello la superficie del neumático se degrade dramáticamente por derrapar sobre el asfalto.

No obstante, merece la pena apuntar que sí genera cargas laterales sobre la estructura del neumático, que el fabricante debe tener en cuenta para que la misma sea capaz de soportar tan notable incremento de fuerzas G (cada unidad de fuerza G representa el peso de la masa referida: el monoplaza, el piloto o lo que corresponda). Un ejemplo de la importancia de este detalle es la situación actual de la Fórmula 1, que pretende aprobar un reglamento que aumente de manera notable la carga aerodinámica, situación que ha llevado a Pirelli a exigir determinadas condiciones para poder acometer semejante reto con garantías.

En los albores de la experimentación con los alerones, allá por la década de los 60, el objetivo era aumentar el agarre lo máximo posible, pero pronto los ingenieros se dieron cuenta de que hacerlo provocaba un efecto secundario: la pérdida de velocidad punta en las rectas como consecuencia de la resistencia o drag generados por los aditamentos aerodinámicos.


En términos generales (pero sin perder de vista que determinados elementos como el difusor inclinan claramente la balanza a favor del agarre), a mayor carga, mayor resistencia al avance. Cuanto más agarre, menor velocidad punta.

Calidad

Para equilibrar dicha proporcionalidad, surge el concepto de eficiencia aerodinámica que, simplificando nuevamente, podría definirse como la unidad de medida cualitativa en términos aerodinámicos.

De poco sirve contar con un monoplaza extremadamente rápido en las curvas, si pierde todo el tiempo ganado en las rectas: hay que buscar un equilibrio que le permita ser competitivo en todas las áreas, ya que la mayoría de circuitos cuenta con una mezcla de ambas cosas en una cantidad más o menos proporcional. Obviamente, existen casos extremos como Monza o Mónaco, pero no dejan de ser la nota exótica en el mundo de las carreras, que ha ido evolucionando hacia circuitos con diferentes tipos de curvas salpicados con largas rectas sobre las que cimentar un teórico incremento de los adelantamientos.


La labor del diseñador por tanto, ha pasado a tener como prioridad conseguir la mayor cantidad de carga aerodinámica con el menor drag posible y esa es, en esencia, la diferencia principal entre los equipos punteros y los del fondo de la parrilla, por mucho que las unidades propulsoras hayan ganado importancia en los últimos años.

Contar con un monoplaza eficiente desde el punto de vista aerodinámico te permite conseguir velocidades similares de paso por curva sin sacrificar velocidad punta a cambio, ya que posibilita reducir el ángulo de incidencia de los alerones sin perder por ello excesivo agarre. Esta filosofía fue, a grandes rasgos, la clave del éxito de Red Bull en los cuatro campeonatos que consiguió con Sebastian Vettel, llegando incluso a vencer en circuitos como Monza sin contar con la mayor velocidad punta, pero siendo notablemente superior en las curvas, especialmente en la Variante Ascari y en la Parabólica.

Además, no se trata sólo de conseguir un equilibrio entre carga y resistencia, sino también entre la parte delantera y trasera del monoplaza. Sin ese equilibrio, el coche puede tornarse en subvirador o todo lo contrario: sobrevirador. Si el alerón delantero genera demasiada carga, hará que el coche agarre mucho del tren delantero, descompensando su relación con el extremo opuesto del monoplaza y haciendo que sobrevire, perdiendo agarre de las ruedas traseras.


Lo contrario ocurrirá si es la parte trasera la que genera demasiada carga en relación a la delantera, alejando al piloto y a los ingenieros de algo que siempre intentan encontrar: un monoplaza de comportamiento lo más neutro posible. Si el diseño del monoplaza provoca que los niveles de carga aerodinámica estén descompensados, este equilibrio sólo será posible sacrificando el agarre en uno de los dos ejes, repercutiendo negativamente en la velocidad global del monoplaza.

Cantidad y la calidad no son lo mismo y, por tanto, tampoco carga y eficiencia aerodinámica deben percibirse como iguales.

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