En las últimas temporadas del campeonato del mundo de Fórmula 1 en las que está prohibida la evolución de los motores, una de las mejores formas de ganar unas décimas y, por tanto, mejorar la velocidad y el comportamiento de un monoplaza, es la aerodinámica. Con esta nueva sección de técnica, nos vamos a adentrar en las interioridades de este deporte y así ayudar a entender el apasionante y exclusivo mundo de la Fórmula 1.
La aerodinámica es una rama de la dinámica de fluidos que estudia el comportamiento y las acciones que aparecen sobre un cuerpo sólido en movimiento (en este caso el monoplaza) y el fluido que lo baña (el aire). El movimiento de un avión a través del aire, las fuerzas del viendo ejercidas sobre una estructura y el funcionamiento de un molino de viento son todos ejemplos de la acción aerodinámica.
Una de las leyes fundamentales que rigen la dinámica de fluidos es el principio de Bernouilli que relaciona el aumento de la velocidad del flujo (en nuestro caso el aire) con una disminución de presión. Este principio se utiliza en aerodinámica para explicar la elevación de un ala de un avión durante el vuelo. Un ala está diseñada de manera que el aire que fluye por su superficie superior va más rápido que el que va por la parte inferior, lo que provoca una disminución de la presión en la parte superior. Esta diferencia de presión genera una fuerza de sustentación que hace que los aviones puedan volar. Si giramos el ala al revés la fuerza resultante es hacia abajo, downforce, por lo que hace que el monoplaza se "aplaste" contra el suelo proporcionando una mayor agarre de los neumáticos a la pista.
Esta carga aerodinámica hace que el coche sea más efectivo en las curvas, lo que implica una disminución del tiempo por vuelta. Pero, a su vez, esta ganancia de velocidad en las curvas se ve lastrada en las rectas ofreciendo mucha resistencia al avance, lo que se conoce como drag. Si un coche va muy rápido en una zona de curvas implica que va a tener menor velocidad punta en las rectas, por lo que para cada circuito, los ingenieros, tienen que encontrar un equilibrio entre drag y downforce. De ahí, por ejemplo, la diferencia en configuración aerodinámica que podemos ver entre un circuito como Mónaco sin apenas un tramo recto y muy lento en cuanto a velocidad punta, con el circuito de Monza que es la pista donde se alcanza la velocidad punta más alta de toda la temporada.
El tercer objetivo de la aerodinámica adaptada a los coches de competición es el de minimizar turbulencias. Si el flujo de aire que atraviesa el coche es turbulento, los alerones tanto delantero como trasero no funcionarían correctamente y, por tanto, no generarían la carga que se espera de ellos, haciendo que el coche vaya más lento. Como el primer elemento que penetra en el aire es el alerón delantero, se diseña de tal forma que el flujo de aire que recorre el coche sea lo más laminar posible. Como podemos ver en la siguiente fotografía los elementos en color rojo son los que más resistencia aerodinámica producen y que, por tanto, pueden provocar turbulencias en el flujo de aire. Uno de los elementos que generan más turbulencias son las ruedas, para evitar esto, se diseña el alerón delantero de forma que desvíe el flujo de aire de las ruedas hacia otros puntos más beneficiosos.
Además de los elementos aerodinámicos que vemos, también hay otro elemento que no vemos y que, aunque hablaré de él más adelante, conviene destacar. Este elemento es el Difusor. Se encuentra debajo del coche, a la altura del alerón trasero y que, si bien, no genera turbulencias en el aire que pasa por el monoplaza, sí lo hace en el aire que deja tras de sí. Estas turbulencias hacen que el coche que nos sigue sufra una pérdida considerable de carga aerodinámica, ya que atravesará un flujo de aire que no corre laminarmente. Esta pérdida de carga puede ser entorno a un 7% cuando el coche que nos precede está a un segundo de distancia y entorno a un 13% cuando estamos a medio segundo.
Por tanto, así es como los ingenieros diseñan los Fórmula 1 para generar poca resistencia al avance y maximizar el efecto que tiene la corriente de aire en la carrocería, ya que dicho flujo genera un enorme peso adicional para "pegar" el coche al suelo sin disminuir la velocidad y además hacer todo esto de la forma más eficiente posible minimizando turbulencias.
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