MeM 020: Aerodinámica, el primer paso para un Diseño Exitoso
Artículos Técnicos diseño
El porqué de la Aerodinámica
Hoy en día la palabra aerodinámica no resulta extraña. Pero la realidad es que eso no siempre fue así.
Tuvieron que pasar muchos años desde el nacimiento del automóvil para que la aerodinámica tuviera un rol importante. Al comienzo, las bajas velocidades que alcanzaban los vehículos debido a lo precario de la mecánica y a las limitaciónes que ofrecían los neumáticos y los caminos, hacían que la aerodinámica no encontrara su lugar.
La tendencia fue siempre buscar la forma de aumentar la potencia. Allí se concentraba la mayoría de los esfuerzos.
El concepto era muy sencillo, si se aumenta el par motor y la potencia entonces se aumentará la performance del vehículo.
Una muestra de ello fue la frase de Enzo Ferrari
I build engines and attach wheels to them” (yo construyo motores y les agrego ruedas).
Al finalizar la 2da guerra mundial, muchos constructores y diseñadores aeronáuticos incorporaron algunos de sus diseños en el área automotriz. A esta altura, los coches eran bastante más rapidos y potentes, las carreteras asfaltadas comunicaban muchas ciudades y el auge por el automovilismo deportivo crecía nuevamente.
Lo que no sabías de la Aerodinámica
Muchos creen que la aerodinámica sirve solamente para reducir la resistencia al aire (sobre todo en coches rápidos o en vehículos de gran sección transversal como ser un camión).
Sin embargo la aerdinámica juega un papel muy importante en muchos otros aspectos como la performance, la seguridad, la estabilidad del vehículo y el confort.
Ingenieros mecánicos y aerodinamistas trabajan para que el flujo de aire que se desliza a lo largo del vehículo sea aprovechado al máximo.
El coeficiente aerodinámico de un coche Cx o Cw puede variar de la siguiente manera gracias a la optimización aerodinámica:
El consumo de combustible está directamente relacionado con la resistencia al aire (también llamada resistencia aerodinámica).
Es por ello que reduciendo este valor, al mismo tiempo que conduciendo de una manera tranquila se puede mejorar drásticamente el consumo de combustible de nuestro vehículo (expresado en l/100km).
Aprende los fundamentos para diseñar un vehículo con ejemplos prácticos
Errores en el diseño
Pérdida de estabilidad
Aceleración y carga vertical
Carga Vertical Aerodinámica, la solución que los ingenieros de pista necesitaban
Finalmente llegó el día en que el automovilísmo deportivo comenzó a hacer uso de una de las grandes virtudes de la aerodinámica. La carga vertical aerodinámica o “downforce” logró llevar los límites de los coches a otro nivel.
Los alerones frontales y traseros permitían no sólo aumentar la carga vertical del vehículo sobre sus ejes, sino también modificar su balance.
Las aceleraciones longitudinales y transversales podían multiplicarse x2 gracias a este fenómeno.
Un aumento de la fuerza vertical (downforce) trae aparejado un aumento de la resistencia al aire (dragforce).
Un buen ingeniero de pista debe saber como jugar con estos factores para sacar el mejor rendimiento del coche en una determinada pista.
En más de una oportunidad se vió un coche de carrera volar por el aire. Aquí podrás ver un ejemplo:
El accidente se debió a varios motivos:
Excesiva carga aerodinámica en el eje trasero (por medio de un alerón trasero) para poder transmitir mayores fuerzas al piso (sobre todo longitudinales ya que se trata de un coche de tracción trasera).
Balance de carga aerodinámica con mayor preponderancia en el eje trasero (ya que la carga aerodinámica en el eje delantero está dada por la geometría del vehículo pero no hay ningún alerón delantero como complemento).
El coche circula detrás de otro vehículo por lo que el aire con el que entra en contacto no se encuentra en flujo laminar.
Pista no nivelada. Las ruedas delanteras del vehículo pierden contacto con el piso en el momento de llegar a lo alto de la loma.
Los aerodinamistas hacen la diferencia
Aerodynamics are for people who can’t build engines” (la aerodinámica es para gente que no puede hacer motores)
fué una frase que hace muchos años caracterizó Enzo Ferrari.
La realidad es que hoy los ingenieros que trabajan en aerodinámica tienen en sus manos una gran responsabilidad sobre el diseño y la performance de los coches.
La seguridad, el confort, la performance… ¡todo pasa por la aerodinámica!
Ingenieros mecánicos, aeronáuticos y doctores en física son las ramas científicas que mejor se adaptan a este tipo de actividades. Un área apasionante y con un futuro lleno de desafíos sobre todo pensando en que los coches de calle buscan la eficiencia en cuanto a consumo, y los deportivos como siempre aumentar su carga vertical. Dos objetivos muy diferentes basados en el mismo principio físico.
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Fotografía original F1: Morio
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