May 182013
 

Más aerodinámica para conservar neumáticos

redbull_2[1]El Gran Premio de España supone siempre un escaparate para todos los equipos, que ‘exponen’ las mejoras en sus coches para la primera parte de la temporada europea. Las tres semanas de pausa entre el último asalto en Bahréin y la cita en Montmeló ha permitido disponer de suficiente tiempo a los equipos para introducir mejoras significativas en sus coches, muchas de ellas encaminadas a tratar mejor los neumáticos, principalmente a través de la aerodinámica.

El Gran Premio de España ha sido una buena ocasión para ver novedades en los coches de F1 (repásalas en nuestro análisis técnico). Prácticamente todos los equipos han introducido mejoras para mejorar su rendimiento, tanto en calificación como en carrera, merced también a una puesta a punto óptima.

Los neumáticos, como siempre en estas últimas temporadas y muy especialmente en este arranque de 2013, es la parte del coche que conviene cuidar más minuciosamente. Una adecuada aerodinámica y una suspensión suave hace que los neumáticos lleguen a su máxima duración y se conserven de manera óptima.

Como ya hemos listado en el mencionado artículo anterior cuáles han sido las modificaciones en los coches para Montmeló, en esta ocasión nos vamos a centrar en un grupo de mejoras que suponen un aumento de la carga aerodinámica y al mismo tiempo comportan una reducción de la resistencia; a este valor entre ‘downforce’ y ‘drag’, se le denomina técnicamente eficiencia aerodinámica: “Cuanta mayor sea la eficiencia, mayor velocidad punta en recta y mayor velocidad de paso en curva”.

De cualquier forma, debemos pensar como un equipo de F1: la temporada es larga y un coche es un conjunto de piezas, condiciones y reglajes para cada carrera. Por tanto, debemos saber que habrá carreras en las que el coche no se adaptará tan bien como en otros circuitos; debe ponderarse la puesta a punto base de cada coche, e intentar adaptarla a la mayor cantidad posible de circuitos. Así, en aquellos circuitos donde el coche no vaya completamente bien, hay que intentar que no vaya mal del todo. Un ejemplo, a grandes rasgos, lo encontramos en Red Bull: saben que su gran carga aerodinámica les perjudicará en circuitos rápidos, ya que una elevada carga aerodinámica reduce su velocidad punta, pero le vendrá muy bien en circuitos lentos como el próximo de Mónaco.

Vamos a centrarnos en aquellas modificaciones que suponen un aumento de la eficiencia del difusor, así como del alerón trasero. Sabemos que el difusor es una de las piezas aerodinámicas más importantes, pero no porque genere en sí mismo mucha carga aerodinámica y, por tanto, mucho agarre al asfalto. Lo más importante es, por el contrario, que su diseño conlleva un buen trabajo por parte del fondo plano, y éste sí es el encargado de generar la mayor parte de la carga aerodinámica total del coche. Tanto es así que prácticamente todas las piezas de un coche se encargan de hacer que el fondo plano funcione correctamente.

Si no existiese difusor o no funcionase correctamente, el aire que entra por la parte frontal y se dirige abajo del fondo plano se saldría por los laterales del coche, haciendo que el suelo no trabajase desde un punto de vista aerodinámico:

 

Para hacer que el aire no se escape por los laterales, se genera una baja presión justo al final del suelo, para que dicha depresión o vacío succione el aire por todo el suelo, lo cual impide que se escape por los laterales:

 

 

Dicha depresión se consigue justamente con la instalación del difusor.

Para optimizar el difusor y que genere una gran depresión con la consecuente succión, podemos inyectar aire en determinadas zonas del difusor para obligar al flujo proveniente del fondo plano a retrasar la separación de la capa límite. Esta técnica se puede lograr de varias maneras:

– Por ejemplo se puede canalizar el aire caliente y veloz de los escapes justo en la parte superior del difusor, para generar más baja presión. Ya sabemos que esto se denomina ‘difusor soplado‘.

– También es posible dirigir a la misma zona superior del difusor, aire proveniente de los alrededores del coche y de la salida de los pontones.

Nos centraremos ahora en esta segunda vía.

En el GP de Bahréin, Ferrari incorporó una serie de branquias por debajo de los pontones de refrigeración; por estas branquias sale aire y se dirige hacia la parte trasera superior del difusor. En este GP de España, la Scuderia ha mantenido las mismas branquias.

En la siguiente foto podemos observar dos de las innovaciones que Ferrari ha mantenido para Barcelona, las branquias de los pontones y los flaps del alerón trasero:

Por su parte, Toro Roso ha incorporado un túnel lateral inferior, más pronunciado que el utilizado por Red Bull con anterioridad, cuyo objetivo es el ya mencionado: introducir aire a alta velocidad en la parte superior del difusor:

 

Ferrari también, en cierta forma, dispone de este túnel, aunque es menor llamativo: se encuentra en la parte inferior de los pontones:

Mercedes, por ejemplo, ha colocado una serie de branquias en los laterales de los pontones, para meter aire a la zona superior ya indicada en el difusor:

Conviene tener en cuenta que el aire que se debe canalizar hacia la parte trasera llega desde la parte delantera y, en particular, de la parte delantera de los pontones; una buena forma frontal de los pontones es esencial para empezar a redirigir el aire.

Todos recordamos los pontones de hace varias décadas: eran simplemente “cajas” cuyo objetivo era exclusivamente refrigerar los radiadores. Esto ha cambiado radicalmente hoy en día: los pontones, además de canalizar el aire para la refrigeración, cumplen un papel fundamental para aumentar la carga aerodinámica y reducir la resistencia.

Para que los pontones empiecen a canalizar el aire de manera óptima, se pueden utilizar básicamente dos sistemas:

1. Turbuladores.

2. Turning Vane.

El primero hace referencia a los sistemas que muchos equipos utilizan y que, como su nombre indica, convierten el régimen del aire en turbulento. Se trata, por lo tanto, aire a menor velocidad que tenderá a pegarse más a la superficie de los pontones. De esta forma, es más fácil redirigir el flujo de aire hacia atrás:

Respecto el segundo sistema, los turning vanes, su nombre en inglés indica que es un sistema que hace girar al aire. Este tipo de sistemas se utilizan en los Túneles de Viento, por ejemplo; se trata de una pieza esencial en un F1, por cuanto define la parte inicial de la circulación del aire alrededor y sobre los pontones.

Estas piezas son susceptibles de colocarse tanto vertical como horizontalmente; ya vimos cómo McLaren lo utilizó en Bahréin, el mismo sistema que Ferrari ha incorporado en Barcelona:

 

 

Por su parte, McLaren también ha modificado sus turning vanes de los pontones:

Todos estos aditamentos sirven para aumentar la eficiencia aerodinámica, ya que redirigen el flujo hacia determinadas partes del difusor y esto provoca que la pieza funcione de manera óptima. Siempre se trata de aumentar la velocidad del aire que circula por el fondo plano, y generar más carga con menor resistencia. Se puede conseguir la misma carga si se varía la incidencia de los alerones, pero se produciría una resistencia mucho mayor.

Recordemos que buscar la mínima resistencia es indispensable, pues la velocidad punta se ve alterada gravemente si se descuida. Ferrari logró una velocidad punta de 319 kilómetros/hora en Montmeló, mientras que por ejemplo Red Bull marcó su velocidad máxima en torno a los 307 kilómetros/hora. Aumentar dicha velocidad punta, pero sin alteraciones en el agarre aerodinámico o ‘downforce’ es lo que todos los equipos persiguen.

Por otro lado, los neumáticos y los frenos están íntimamente unidos, aunque pueda no parecerlo.

Hemos visto estos últimos días muchas modificaciones en los conductos y tambores de refrigeración de los frenos delanteros y traseros. Estos últimos cambios no se realizan sólo para mejorar la transferencia de calor y evitar el sobrecalentamiento y la oxidación de los discos, sino también para darle una segunda y en algunos casos una tercera función a ese flujo. En competición siempre sucede lo mismo: todos los elementos cumplen una función, pero si se pueden aprovechar para cumplir otras, mejor.

Los ingenieros de McLaren han ideado un sistema que aprovecha el flujo caliente que sale de los discos para regular la temperatura de la rueda. Pensemos que los discos trabajan en forma óptima a partir de los 650 grados centígrados y pueden llegar hasta los 1200 grados en carrera. Ese calor se extrae de forma convencional con aire proveniente de conductos ‘cuchara’ o mediante placas verticales que dirigen el flujo a través del tambor y el disco hasta salir por el extremo exterior de la llanta.

De nuevo en McLaren, sus ingenieros han diseñado unos conductos o ranuras con apertura regulable que se encuentran sobre la superficie del tambor en dirección a la llanta, por lo que el flujo caliente proveniente de los discos pasa del interior del tambor hacia la el pequeño espacio entre éste y la llanta (unos 25 milímetros, aproximadamente) para luego salir por unos orificios en la superficie de la llanta (ver imagen inferior). Con esto se consigue que el calor extraído del freno tenga mayor superficie de contacto con la rueda y así poder aumentar la temperatura de esta.

Estos conductos en el tambor son regulables ya que pueden abrirse o cerrarse para controlar la cantidad de flujo que pasa a través de ellos y con esto la cantidad de calor transferida.

Claro está que por las restricciones reglamentarias no puede haber cambios en el reglaje después de la clasificación, pero durante un cambio de neumáticos los mecánicos pueden realizar ajustes sobre el coche. Al igual que se puede cambiar la incidencia de las alas delanteras, este sistema se puede retocar para controlar la temperatura en función del neumático que se monte o de las cambiantes condiciones exteriores.

El beneficio es claro: poder conseguir la temperatura ideal de trabajo del neumático. Por otro lado, sabemos lo sensibles que son los Pirelli a trabajar fuera de su rango de temperatura, por lo que un calor excesivo no es positivo. En el caso del equipo Mercedes, por ejemplo, una de las variables que afecta en gran medida el desgaste de sus neumáticos es la altísima temperatura con la que trabajan sus discos. Por lo tanto, no está claro si la de McLaren es una solución que deban tener en cuenta todos los equipos, y además se añade la dificultad de sintonizar temperatura de los neumáticos y enfriar suficientemente los discos. Hasta ahora, ningún otro equipo ejecuta este tipo de conductos de los frenos.

Es muy curioso observar cómo están utilizando los inerter en las suspensiones delanteras (Red Bull), y en ambas suspensiones, delantera y posterior, Mercedes y Lotus y como Ferrari y McLaren han trabado completamente la suspensión delantera para evitar la variación de la vía debida al gran ángulo que tienen respecto al “eje Y”, que les hacía varia en mucho la vía delantera de sus coches. Eso provocaba una variación de agarre mecánico del tren delantero de acuerdo a la variación de la fuerza de compresión en la suspensión delantera por impacto, por frenado o por variación de carga aerodinámica.

En Barcelona hubo muchos problemas con los neumáticos, que no resistían el abrasivo pavimento del Circuit de Catalunya. Sólo Ferrari con Alonso, tras entender esto, decidió correr 60 vueltas a ritmo de clasificación, con la mayor cantidad de neumáticos medios posible, ya que no era problema de los coches, sino que el compuesto más duro que Pirelli usó en Barcelona no resistía al agresivo pavimento.

Solo ellos entendieron que no era cuestión de reglaje, sino simplemente de calidad del compuesto. Fue una medida genial y tomaron a contrapié a todos los europeos del norte.

Sucede ahora que Pirelli, para las próximas carreras, está obligada a usar los neumáticos del año pasado, probablemente por estructura y también por compuestos, por lo que los Red Bull y los Lotus podría ser más rápidos que los Ferrari, por el simple hecho de tener monoplazas mejor diseñados en sus sistemas de las suspensiones delanteras.

Vía cdthef1.com

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