Análisis de los elementos aerodinámicos en autos de carreras

La aerodinámica es uno de los pilares fundamentales en el diseño y desempeño de los autos de carreras. Cada categoría de competición, desde los monoplazas de Fórmula 1 hasta los autos de turismo y NASCAR, aborda este aspecto de manera única, adaptándose a sus propias restricciones reglamentarias y objetivos de rendimiento. En este análisis tecnico del IAD, exploraremos los principales elementos aerodinámicos empleados en diferentes tipos de vehículos de competición y cómo estos contribuyen a mejorar la estabilidad, velocidad y eficiencia. 

1. Autos de Fórmula

Los autos de fórmula, como los de la Fórmula 1, son reconocidos por su diseño altamente especializado para maximizar el rendimiento aerodinámico. Los elementos principales que contribuyen a esta eficiencia son:

Alerón Delantero

El alerón delantero dirige el flujo de aire hacia las partes posteriores del auto, generando carga aerodinámica (downforce) en el eje delantero. Esto mejora el frenaje, el ingreso y una mayor velocidad en curvas. Los planos ajustables del alerón permiten modificar su ángulo de ataque, influenciando directamente el balance aerodinámico entre los ejes delantero y trasero, lo que resulta crucial para adaptarse a las características de cada circuito.

Alerón Trasero

El alerón trasero proporciona gran parte del downforce necesario para mantener la tracción trasera, especialmente en curvas de alta velocidad. Este componente puede ajustarse para variar su resistencia al avance (drag) y la carga aerodinámica generada. El uso del DRS (Drag Reduction System) permite reducir temporalmente el drag al abrir ciertos planos del alerón, aumentando la velocidad en rectas largas.

Piso y Difusor

El fondo plano y el difusor trabajan juntos para crear un efecto suelo. Este fenómeno ocurre cuando el aire que pasa por debajo del auto se acelera debido a la forma del difusor, generando una zona de baja presión que «succiona» el auto hacia el suelo. Este diseño proporciona una carga aerodinámica significativa sin un aumento proporcional en el drag, siendo uno de los principales avances en la aerodinámica de competición.

Winglets y Deflectores

Elementos secundarios como winglets, turning vanes y deflectores canalizan el flujo de aire alrededor del auto. Estos componentes reducen turbulencias, mejoran la eficiencia del alerón trasero y optimizan la refrigeración de los frenos. Además, dirigen el aire para evitar interferencias con los neumáticos y otras partes críticas del auto.

Conductos de Frenos

Diseñados no solo para enfriar los frenos, sino también para canalizar el flujo de aire de manera eficiente, los conductos de frenos ayudan a minimizar el drag. También pueden generar pequeñas cantidades de carga aerodinámica al redirigir el aire hacia las zonas deseadas del auto.

2. Autos de Turismo de Alta Carga Aerodinámica

Autos como los de Le Mans (LMP) o DTM combinan una alta carga aerodinámica con la necesidad de eficiencia en largas distancias. Algunos elementos destacados son:

Splitter Frontal

El splitter divide el flujo de aire, enviando una parte hacia el difusor y otra hacia los laterales del auto. Este componente genera downforce en el eje delantero, mejorando la estabilidad del auto y permitiendo una mayor capacidad de frenado en curvas cerradas. Su diseño influye directamente en cómo el aire fluye por debajo del auto.

Alerón Trasero

Aunque similar al de los autos de fórmula, los alerones traseros en LMP suelen ser más altos y ajustables para adaptarse a las condiciones cambiantes de las carreras de resistencia. Estos alerones trabajan en conjunto con el difusor para maximizar la carga aerodinámica y minimizar la resistencia al avance.

Difusor y Fondo Plano

El efecto suelo es aún más pronunciado en estos autos. Los difusores de gran tamaño aceleran el flujo de aire bajo el auto, generando una zona de baja presión que aumenta la carga aerodinámica. En carreras como Le Mans, esta eficiencia es clave para mantener velocidades altas durante períodos prolongados.

Ventilas de Escape

Las ventilas en los guardabarros y techos canalizan el flujo de aire caliente desde el interior del auto hacia el exterior. Esto no solo mejora la refrigeración de los componentes mecánicos, sino que también optimiza el flujo de aire alrededor de la carrocería, reduciendo el drag.

Carrocería

El diseño de la carrocería en estos autos busca un equilibrio entre minimizar la resistencia al avance y generar downforce. Las formas suavizadas y la integración de elementos como faldones laterales ayudan a dirigir el aire de manera eficiente, mejorando tanto la velocidad en rectas como la adherencia en curvas.

3. Autos de NASCAR

En NASCAR, el enfoque aerodinámico es diferente debido a las limitaciones reglamentarias y la naturaleza de las carreras en óvalos:

Spoiler Trasero

Un spoiler trasero fijo genera carga aerodinámica básica para estabilizar el auto en curvas a alta velocidad. Este componente es crucial para mantener el control en pistas de óvalo, donde las velocidades pueden superar los 300 km/h.

Splitter Frontal

El splitter frontal en NASCAR mejora la adherencia del eje delantero al reducir la presión del aire bajo el auto. Esto no solo estabiliza el auto en altas velocidades, sino que también mejora la capacidad de giro en curvas cerradas.

Ventilas de Escape y Conductos de Aire

Las ventilas ayudan a controlar la presión dentro del auto, evitando el levantamiento (lift) que podría desestabilizarlo en altas velocidades. También mejoran la refrigeración de los componentes internos.

Forma de la Carrocería

Aunque más simples que en otras categorías, la forma de la carrocería en NASCAR está optimizada para minimizar el drag y maximizar la estabilidad. Las formas redondeadas y la posición de los paneles son cuidadosamente diseñadas dentro de las restricciones reglamentarias.

Análisis de los elementos aerodinámicos en autos de carreras

Autor: Nelson Vigliani