El truco que usan los pilotos – Aprovechar la transferencia de masa
Hoy vamos a hablar de un truco que usan los pilotos o más bien dicho los pilotos deportivos y los que saben manejar muy pero muy bien. Y el tema que me estoy refiriendo es aprovechar la transferencia de masa.
Sí, sí, eso mismo. Eso que vos ves en los autos cuando acelerás que la parte trasera se hunde o que cuando frenas muy brusco, la parte delantera del auto también se hunde.
Bueno, ese es un fenómeno que denominamos transferencia de masa. La realidad es que no está bueno tenerlo y por eso los autos de carrera tratan de tener un diseño para minimizar ese efecto, pero en algunos casos no te digo que está bueno, pero te sirve para tener ciertas ventajas a la hora de manejar. Igual tengo que decirte, son más las desventajas que las ventajas, pero siempre cuando hay algo que no está bueno, alguna ventaja tiene que tener. Y la transferencia de masa en algunos casos nos puede dar una ventaja y de eso es lo que te quiero hablar hoy.
Este fenómeno de transferencia de masa le pasa a todos los autos por una cuestión de diseño, aunque también por medio del diseño, lo que vos podés hacer es disminuir ese fenómeno de transferencia de masa. No lo vas a poder reducir a cero nunca porque físicamente es imposible. Pero sí podés darle algunas características al auto, características geométricas para tratar de minimizar eso y que esa preponderancia, la transferencia de masa no sea tan importante. Pero para entender un poco de lo que estamos hablando, voy a aprovechar hacer uso de una botella con jugo de naranja. Esto tal vez sea la forma más fácil de entender este fenómeno.
La transferencia de masa se da cuando hay un cambio de velocidad. Siempre cuando hablamos de física decimos, “Bueno, un cuerpo que está en reposo intenta seguir en reposo.” No tiene ambición de de cambiar su velocidad, de cambiar ese estado de reposo. Y cuando hablamos de estado de reposo, significa que el vehículo está quieto o que está a velocidad constante. Es decir, un auto que está estacionado está en reposo y un vehículo que no sé que anda a 50 km porh en línea recta y que no hay ningún tipo de aceleración, simplemente va 50 km/h derechito sin que nada cambie, también está en reposo, está a velocidad constante, pero al no tener aceleraciones decimos que está en reposo. un poco para simular esto.
Me traje mi Alfa Romeo Julia Cuadrifogio, que además esta variante con el motor fui yo el que la puso a punto, así que digamos que le tengo bastante cariño a este auto. Este es nuestro auto, que en realidad si nosotros cuando estamos así en la calle vemos que un auto acelera, vemos que se inclina ligeramente hacia atrás y cuando frena segi gira ligeramente hacia delante. Para explicar esto, mi jugo de naranja va a ser espectacular, porque acá dentro tengo un líquido y la ventaja que tienen los líquidos, como todos saben, es que no tienen forma propia.
Se adaptan a la forma del recipiente, pero la masa que está aquí en esta botella se mantiene constante. Lo que yo voy a mostrarte es cuando el auto está en reposo, a ver, voy a agarrar el lado que se vea bien, que no tenga ninguna marca en la botella. Cuando el auto está en reposo o que está andando a velocidad constante, lo vamos a ver horizontal. Y si nosotros vemos el jugo de naranja o la botella, va a estar también horizontal. Ahora, cuando el auto frena, fíjate qué es lo que sucede.
Se va para adelante y fíjate la cantidad de agua qué posición tiene. Está más ubicada hacia delante. Mientras que cuando aceleramos el vehículo se va para atrás y fíjate, el jugo de naranja ahora está más tirado hacia atrás.
Este experimento vos lo podés hacer con una botella cuando estás andando en el auto y vas a ver que cuando vas a velocidad constante vas a ver que si pones la botella así se va a mantener horizontal y cuando el auto frena, ves que hay un movimiento, en realidad se va a ir el agua para adante y cuando el vehículo acelera, el agua se va a ir para atrás.
Este es el fenómeno de transferencia de masa. Aquí es fácil de verlo, bueno, como el líquido no tiene forma, se adapta al recipiente y podemos ver cómo se va deformando y va tomando esa preponderancia hacia un lado u hacia el otro. ¿Y por qué le pasa al auto lo mismo? El problema del auto es que todas las fuerzas para acelerar y para frenar están justamente aquí en el parche de contacto. Es justo el punto de contacto entre el asfalto y el neumático, es decir, están al nivel del piso. Esas son las fuerzas que nos van a acelerar y que nos van a frenar.
Pero el vehículo, lamentablemente, tiene masa y toda esa masa está repartida y lamentablemente no está repartida al nivel del piso, sino que está por encima del nivel del piso, obviamente. Entonces, toda esa masa que vos la tenés, tal vez el centro de gravedad puesto aquí, intenta en una frenada intenta seguir para adelante porque no quiere cambiar su su reposo, no quiere cambiar su estado, mientras que las fuerzas que lo frenan justamente aquí a la altura del piso y del neumático.
Entonces, el vehículo tiene fuerzas que lo frenan, que lo empujan para atrás al nivel del parche de contacto y toda la masa del vehículo está por arriba. Es decir, que a nivel del piso las fuerzas lo empujan para atrás y el vehículo intenta seguir para adelante y eso hace que el vehículo rote. Se genera un par debido a que la altura del centro de gravedad, lamentablemente, no está al nivel del piso y eso hace que se produzca este fenómeno de transferencia de masa.
¿Cómo lo podemos reducir? Bueno, en principio si nosotros bajamos la altura del centro de gravedad, que en un vehículo está más o menos a esta altura, la lográsemos poner justo a nivel del piso donde realmente está el parche de contacto, donde las fuerzas entre el vehículo y el y el piso se dan, ahí no tendríamos transferencia de carga, sería simplemente un traslado del vehículo, pero sin que haya un momento. Lamentablemente, eso en la práctica no se puede llevar adelante. Pero tenemos otra alternativa y eso es hacer en principio que nuestra distancia entre ejes, entre el eje trasero y el eje delantero sea lo más larga posible.
Si nosotros alargamos esta distancia entre eje, vamos a reducir ese fenómeno de transferencia de masa. Es por eso que vos ves que los autos de carrera, sobre todo si nos vamos al extremo, un auto de Fórmula 1, el centro de gravedad es muy pero muy bajo. Así todo, no llegan a estar en el nivel del piso, es imposible. Pero si vos ves un auto de Fórmula 1 desde arriba, vas a ver que es larguísimo.
La distancia entre ejes es enorme porque eso le permite disminuir ese fenómeno de transferencia de masa, que la realidad es muy malo porque hace que nosotros tengamos una capacidad de transferir fuerzas al piso muy disímiles si estamos en aceleración o en freno.
Entonces, imagínate que vos estás frenando a fondo. Bueno, todo el peso de tu vehículo, toda la carga vertical va a estar preponderantemente en el eje delantero. Tus frenos delanteros van a tener que ser enormes, porque si vos tenés tanta carga vertical, vas a tener que poner unos frenos muy grandes para poder utilizar eso. Si vos no ponés frenos grandes, vas a tener mucha carga vertical, pero tus frenos no van a poder frenar mucho, así que no le vas a sacar provecho. Y por el contrario, cuando vos estás acelerando, a ver, el eje delantero pierde carga vertical y el eje trasero la gana.
toda esa variación no está bueno porque te hace un problema bastante grande a nivel de diseño del vehículo y utilización de la adherencia y decir, “Bueno, a ver, tengo que dimensionar el sistema de freno para que cuando frene toda la masa o tres cuartas partes de la masa del vehículo se consideren en el eje delantero.
Así que tengo que sobredimensionar eso. Por el otro lado, cuando queremos acelerar, si tenemos un vehículo tracción trasera. Y bueno, la verdad es que vamos a tener que sobredimensionar porque vamos a tener mucha más carga vertical y como tenemos más carga vertical vamos a tener una capacidad de transmitir más fuerzas al piso.
Eso significa que todos los componentes de la transmisión van a tener que estar sobredimensionados culpa de esa transferencia de carga. Y si no lo sobredimensionamos, bueno, simplemente vamos a tener una carga vertical muy grande y no la vamos a aprovechar. Digamos que sería un desperdicio, pero yo te dije al principio que hay una forma para la cual esto da una ventaja y esto es cuando vos querés conducir de forma muy pero muy dinámica. Por ejemplo, viste los ensayos que se hacen siempre los conitos, que tenés que hacer un slalom.
Bueno, en el slalom vos no hacés simplemente una curva rápido y tratando de simplemente girar el volante lo más rápido posible para para hacer el eslalomonom. Es una combinación de transferencia de carga y girar el volante. Es decir, en el momento que vos acelerás toda la carga vertical o una buena parte de la carga vertical va a estar en el eje trasero.
Vas a tener mucha tracción si tenés un vehículo de tracción trasera, pero la dirección no va a ser muy buena. Entonces, ¿qué es lo que hacemos? Jugamos con esa transferencia de carga para tratar de en un momento tener mucha carga vertical en el eje delantero, en ese momento doblar, que el vehículo doble, gire un poco, el eje trasero se va a hacer más liviano, la cola se va a ir un poco, pero en el momento en que la cola se está yendo y que vos ya tuviste la dirección, acelerás.
Entonces, en el momento de acelerar, ya tenés una repartición o una carga vertical en el eje trasero más importante y es ahí que dejas de irte de cola porque aumenta tu carga vertical y ahí, en ese momento, vos hacés el conito medio en línea recta para el otro lado y cuando estás llegando al conito, nuevamente ahí soltas el acelerador, carga vertical y doblás y la cola se va a ir.
Y en el momento que el auto se fue de cola un poco, podés volver a acelerar. Entonces, aceleras a fondo y ahí tenés mucha aceleración y vas haciendo así. Tenés que ir jugando entre doblar obviamente, pero no simplemente doblar, sino que vos tenés que jugar con esa transferencia de carga. Cualquier piloto que quiere hacer la prueba del conito, no es que simplemente hace la curva dobla y ya está y va a velocidad constante, está continuamente, acelera, deja de acelerar, acelera, está jugando con esa transferencia de carga y en el momento de esas fases es que gira. o deja de girar. Gira para un lado, se mantiene neutro, gira para el otro lado, se mantiene neutro.
Es un ejercicio de mucha combinación, parece mucho más fácil de lo que es, pero si vos te pones a pensar, esa maniobra de hacer los conos de una forma tan eficiente, no podría ser posible si no tuvieses un fenómeno de transferencia de masa. Así que sí, la verdad es que no está bueno tenerla, pero en algunas situaciones, como por ejemplo este ensayo, la transferencia de masa te sirve. Así que bueno, algo bueno tenía que tener, por lo menos un ensayo. Nos vemos la próxima.
