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Técnica F1Downforce y drag: qué son y cómo se combinan

Los monoplazas de Fórmula 1 llevan los conceptos de «downforce» y «drag» al máximo nivel.

Estos dos términos son muy habituales en la competición de monoplazas, pues constituyen la esencia de su rendimiento.

En este artículo explicamos qué es cada uno de ellos y cuál es la clave de una buena relación entre ambos.

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. Ese efecto es el que conocemos como carga aerodinámica o «Downforce».

Carga aerodinámica o Downforce

Al contrario que un avión, que utiliza las alas para volar, el monoplaza se sirve de sus elementos para pegarse más al asfalto. Para ello, los alerones, suelo, difusor y carrocería deben generar carga aerodinámica. El «downforce» es una fuerza vertical descendente que tiene la capacidad de cargar peso sobre el monoplaza, pero de un modo virtual y 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.

En Mónaco, los alerones son más grandes para generar la mayor cantidad posible de carga aerodinámica.

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).

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.

Resistencia o drag

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. Y cuanto más agarre, menor velocidad punta.

Lo que llamamos «drag» es la resistencia al avance creada por todos los elementos del vehículo, con los alerones o los neumáticos como principales generadores de la misma al constituir una enorme barrera contra el aire que circula alrededor del coche. Esta fuerza se opone al avance del vehículo a través del rozamiento de este con el aire o con el asfalto, haciendo necesario que el motor deba compensar dicha fuerza en contra.

Tomemos como ejemplo un alerón trasero. Este cuenta con planos horizontales que pueden regular su ángulo de inclinación. Cuanto más planos estén, menos superficie chocará contra el aire y, por tanto, menos resistencia ejercerán (también menos «downforce»). En cambio, cuanto más vertical sea su posición o, dicho de otro modo, mayor ángulo de incidencia tengan, más carga aerodinámica generarán, pero también más «drag» o resistencia al avance.

Por ello, en circuitos rápidos como Monza los equipos utilizan alerones más planos y pequeños, pues priorizan la velocidad punta en las rectas sobre el agarre en las curvas. Sin embargo, en circuitos lentos como Mónaco, la prioridad es radicalmente distinta y pueden verse los alerones más voluminosos, pues además con el incremento de la velocidad se multiplica la generación de carga aerodinámica, pero también la resistencia al avance.

En los circuitos más convencionales, generalmente llamados de media carga, los ingenieros deben encontrar un compromiso entre downforce y resistencia que les permita contar con un coche equilibrado y competitivo en las rectas, pero también en las curvas. Es lo que se llama eficiencia aerodinámica y que te explicamos en el siguiente enlace:

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