Aerodinamica de la Formula 1: El difusor

El difusor, es seguramente, la pieza más polémica de la temporada de Formula 1 2010. Pero, ¿en que consiste realmente un difusor?. Los difusores, no solo están presentes en la Formula 1, si no en todas las categorias de carreras de coches, en las que la aerodinámica es medianamente importante. Incluso algunos turismos convencionales, llevan difusores bien trabajados. Como definición de difusor, podríamos decir que es una parte del fondo del coche, situada generalmente en la parte trasera, que incrementa la altitud del fondo con respecto al suelo de forma gradual. En el caso de los monoplazas de Formula 1, el difusor va situado debajo del alerón trasero. Existen difusores de muchos tipos, formas, inclinaciones... La mayoría, tienen unas determinadas medidas y formas, para ajustarse a la normativa de la categoria a la que pertenecen. Sin embargo, existe una forma del difusor "ideal". Las funciones principales de un difusor son:

El difusor extrae aire del fondo del coche

Avisaros, que en este punto, utilizaré una serie de palabras técnicas. Los monoplazas de Formula 1, tienen como objetivo principal pegarse lo más posible al suelo, utilizando la carga aerodinámica. La carga aerodinámica, se genera cuando en un perfil, el flujo de aire que va por debajo de él es de baja presión. Entonces, la presión normal que hay encima del perfil, empuja al monoplaza hacia abajo. La manera de conseguir una baja presión, es hacer que el aire fluya más rápido en una zona, que en otra. Una vez llegados a este concepto, nos preguntamos: ¿cómo hago para que el aire vaya más rápido en una zona, y en la otra siga igual?. Una de las soluciones, es con un difusor. A medida que el aire avanza a través del difusor, este, tiene cada vez un mayor volumen, que es necesario ocupar. Entonces, el aire del fondo del coche, se acelera, para ocupar ese espacio libre.

El difusor adecua el flujo de aire del fondo del coche, al flujo de aire normal

Como hemos visto en el anterior punto, el difusor consigue que por la parte baja del coche halla una presión más baja que la del ambiente. Al terminar el fondo plano, si esta baja presión saliese a la presión ambiente sin ser "tratada", produciría numerosas turbulencias, lo que aumentaría la resistencia al avance del coche. Entonces es cuando entra en juego el difusor. El difusor, va aumentando suavemente la presión del aire, para que se incorpore al flujo de aire normal lo más parecido a él posible. El difusor, una de las piezas más importantes de un coche de Formula 1 actual, ya que genera mucha carga aerodinámica, en relación al resto del coche. Por último, aquí os dejo un vídeo con una minnima explicacion de los difusores de esta temporada.

¿Como funciona el difusor de Brawn GP?

Se habia comentado anteriormente que el difusor de Brawn GP les hacia ganar alrededor de medio segundo por vuelta, con respecto a los difusores de Renault, Ferrari, Mclaren, Toro Rosso, Red Bull, Force India y BMW. La pregunta que se hacian todos era la misma: ¿Cómo han diseñado el difusor para conseguir ser medio segundo más rápido? Muchos lo atribuyeron a que el difusor de Brawn GP era ilegal, aunque yo no lo creo (lo sabremos con certeza el 14 de Abril, cuando el tribunal de apelación lo declare ilegal o legal) Se sabe que el difusor de Brawn GP es un difusor "extractor", es decir, que "saca aire"del fondo del coche en mayor medida que los demás difusores (exceptuando a Williams y Toyota) lo que hacia que el monoplaza se pegase como una ventosa al suelo. A parte de esto, se puede observar como la parte central esta dividida, a su vez, en dos partes: Una superior y una inferior. Por la superior sale aire que viene de los laterales del coche, entre el fondo y las tomas de aire laterales. El aire que sale de la parte inferior, viene del fondo del coche, justo por encima del suelo. El aire que viene del fondo del coche va a una presion mucho más baja que el aire del exterior, debido al efecto Venturi. Sin embargo, el aire que sale de los laterales, viene a la "presión ambiente", a más alta presión que el aire del fondo del coche. Debido a esta diferencia de presión, se crea carga aerodinámica. En conclusión, podríamos decir, que Brawn GP ha montado un "alerón" en el difusor de su coche.

¿Como es la aerodinamica de Brawn GP?

Si hay algo que ha caracterizado este comienzo de temporada es la asombrosa aerodinámica del Brawn GP, que impresionó a más de uno. Si hasta ahora fue todo un secreto para las personas "a pie de calle", con estos videos, y una minima idea acerca de la aerodinamica, nos acercaremos un poquito más al coche que Ross Brawn ha echo casi imbencible, al menos por ahora. En este primer video vemos una explicación en general de como fluye el aire por el coche. Lo unico que nos puede dificultar el entendimiento del vídeo es su idioma: el italiano, aunque si ponemos un poquito la oreja, y prestamos atencion, se puede entender sin problemas. Si este primer video nos desvela ya alguna cosilla del BGP 001, fijaos bien en el siguiente, que nos destapa por fin uno de los mayores secretos de la Formula 1 en esta temporada: como es el difusor del BGP001. Además de ser muy interesante, también nos cuenta, con unas flechas de color azul, como sale el aire del fondo del BGP001. Esto nos demuestra que el coche de Brawn GP no tiene nada ilegal, si no que cada milímetro de su carroceria ha sido estudiada durante mucho tiempo, por lo que no creo que sirva para algo quejarse al tribunal de apelacion. Un coche ganador, el que nos ha traido Ross Brawn. Vía | Asi fluye el aire por la carroceria del Brawn GP - Racingpasion

Aerodinamica de la Formula 1. El aleron delantero de Brawn GP

Una de las cosas que más me ha llamado la atención del novedoso, y según los tests de pretemporada de Formula 1 en Montmelo, rápido BGP 001 de Brawn GP, ha sido su alerón delantero. Una de las cosas más llamativas del alerón delantero, en cuanto a la aerodinamica, es una especie de "segunda deriva", de color amarillo, en la que se sujeta un pequeño segundo plano del alerón delantero del Brawn GP. Aunque esto en teoria debería estar prohibido segun las normas del 2009, Brawn GP, ha conseguido, como RebBull, Toro Rosso o Ferrari, aprovechar una pequeña laguna del reglamento, para colocar otro pequeño aletín.

La diferencia que hay con los apéndices aerodinamicos de Ferrari o RedBul en esa zona, es que este segundo plano, está compuesto por dos flaps, pudiendo crear mayor carga aerodinamica. Además de producir más carga aerodinamica, también podrian servir, debido a su inclinacion hacia fuera, para controlar el flujo de aire que va hacia los radiadores y refrigeraciones. El resto del alerón delantero es muy parecido al de los demás equipos, Con una parte central de 500 mm sin ángulo de incidencia por lo que no crea carga aerodinamica, y tres flaps que se extienden hasta las derivas. Para terminar, según he podido comprobar en las imágenes, las derivas del alerón delantero del BGP 001 están compuestas por dos partes. La delantera es como en el resto de los equipos, mientras que la trasera es una continuacion de los tres flaps. De esta manera, queda un espacio entre ambas partes de la deriva, que según lo que yo me imagino, servirá para conseguir que el estancamiento del aire que se produce en los laterales del alerón delantero, no se produzca, al salir el aire por esos huecos. Si os fijais bien os podeis fijar en esta imagen:

Analisis aerodinámico del difusor y de las aletas de Williams

Últimamente se había comentado mucho las soluciones aerodinamicas adoptadas por uno de los equipos que más ha trabajado mucho en el coche de Formula 1 de 2009. Williams Las soluciones aerodinámicas que más llaman la atencion en el FW31 son: El difusor, que junto con el de Toyota, parecen revolucionarios para esta temporada, y unos apéndices aeródinamicos colocados verticalmente justo a los dos laterales del pontón superior. Empezaremos por el difusor:

• Difusor: Tanto Williams como Toyota han sabido aprovechar una pequeña laguna que había en el reglamento. Sus difusores han estado en el punto de mira de muchos equipos, y han sido investigados por la FIA, pero todo en vano, ya que son completamente legales. Estos difusores tienen una parte central más alta que las laterales. Además, esta parte central está dividida verticalmente y horizontalmente por un tabique de un grosor considerable. En los laterales se situan dos pequeños difusores, a cada lado, con unas faldillas más cortas, y más elevados. Según investigaciones de algunos equipos de Fórmula 1, este tipo de difusor podría darle alguna ventaja a Williams y Toyota en las curvas lentas. Frente a otros tipos de difusores desarrollados para este año, los difusores de Williams y Toyota consiguen superar en algún momento la altura máxima fijada para el difusor, a 175 mm de distancia con el suelo. La parte central de los difusores es más alta que lás demás y tiene las faldillas más bajas por motivos evidentes. El objetivo del difusor es conseguir, que el aire que va por la parte inferior del coche, que va a menor presión que el normal, por lo que se produce el efecto suelo, "salga al exterior" aumentando todo lo posible la presión del aire, para que se produzcan el menor número de turbulencias posibles. Las laterales son más bajas y pequeñas debido a que, tras la prohibición de las faldillas móviles en el fondo del Fórmula 1, mucho del aire que va entre el fondo y el suelo se "escapa". Aunque se han inventado diversas medidas para intentar que el aire no se "escape", como la creación de labios que creaban vórtices aerodinámicos que a su vez impedían que entrase aire o se "escapase" del fondo del Fórmula 1, sigue saliendo mucho, por lo que la presión es más alta cuanto más te acercas al borde del monoplaza.

• Aletas del FW31 tipo tabla de surf: Esta es otra ingeniosa idea de Williams. A pesar de que los apéndices aerodinamicos en la Fórmula 1 están prohibidos este año, Williams ha sabido encontrar otra laguna en el reglamento. Esta vez se trata de dos prominentes aletas en posición veritcal, en una zona situada cerca de la cabeza del piloto.
  
  Tras preguntar al director técnico Sam Michael sobre si estas nueva solución aerodinámica era legal dijo lo siguiente: “En cuanto a las restricciones en la parte delantera del coche, la regla de los 75 milímetros de radio no se aplica“. Además, según explicó, estos dos apéndices aerodinámicos no generan downforce o carga aerodinámica, sino que simplemente ayudan al flujo de aire que va alrededor del coche. Más concretamente, modifica el flujo que va hacia el alerón trasero. Otra solución aerodinámica al borde del reglamento.

En estos últimos dias de tests estamos viendo una gran cantidad de nuevas ideas aerodinámicas. Los ingenieros de la Formula 1 no tienen límites. Les pongas las normas que les pongas, siempre consiguen crear alguna pieza que les de haga ganar tiempo. Vía | Todo Fórmula 1