Diferencias aerodinámicas entre un fórmula 1 y un Hypercar

El desarrollo aerodinámico en el automovilismo de alto nivel representa uno de los mayores desafíos de la ingeniería aplicada al deporte motor. En este marco, los Fórmula 1 y los Hypercar del Campeonato Mundial de Resistencia (WEC) constituyen dos de los máximos exponentes tecnológicos de la actualidad, aunque responden a filosofías de diseño y objetivos operativos claramente diferentes.

La presente nota técnica, elaborada para el Instituto de Automovilismo Deportivo, tiene como objetivo analizar y comparar las principales diferencias aerodinámicas entre un Hypercar y un Fórmula 1, abordando el tema desde una perspectiva ingenieril y reglamentaria. El análisis busca comprender cómo cada categoría optimiza la aerodinámica en función de su contexto competitivo, sin establecer comparaciones simplistas de rendimiento absoluto.     

La aerodinámica constituye el principal generador de rendimiento en los autos de competición de más alto nivel. Tanto el Fórmula 1 como el Hypercar del Campeonato Mundial de Resistencia (WEC) se apoyan fuertemente en la gestión del flujo de aire para alcanzar velocidades y aceleraciones que serían imposibles desde el punto de vista puramente mecánico. Sin embargo, aunque ambos vehículos se encuentran entre los más rápidos del mundo, su aerodinámica responde a criterios de diseño, restricciones reglamentarias y objetivos operativos sustancialmente distintos, lo que da lugar a soluciones técnicas profundamente divergentes.

Filosofía de diseño y marco reglamentario

El Fórmula 1 está concebido como un laboratorio de máxima performance. Su reglamento impone límites geométricos estrictos, pero no establece un tope directo a la carga aerodinámica generada. Esto permite que los equipos persigan niveles de downforce extremadamente elevados, priorizando el rendimiento absoluto por vuelta. En condiciones de alta velocidad, un Fórmula 1 moderno puede generar del orden de 3.500 a 4.500 kg de carga aerodinámica a 250 km/h, es decir, entre 4 y 5 veces su propio peso, con coeficientes de sustentación negativa (Cl) muy elevados, logrados principalmente a través del piso y el difusor.

En contraste, el Hypercar opera bajo un reglamento de rendimiento acotado. Tanto en LMH como en LMDh existen ventanas aerodinámicas definidas que limitan explícitamente la carga y el drag, además de la aplicación del Balance of Performance. Como referencia, un Hypercar suele generar en el orden de 1.500 a 2.000 kg de carga aerodinámica a 250 km/h, con valores de Cl considerablemente más bajos que los de un Fórmula 1. Esta diferencia no es una limitación técnica del diseño, sino una consecuencia directa del marco reglamentario y del enfoque de resistencia, donde la eficiencia y la estabilidad prevalecen sobre la carga máxima.

Uso del efecto suelo y generación de carga

En el Fórmula 1 contemporáneo, el efecto suelo es el elemento dominante del paquete aerodinámico. Más del 60% del downforce total proviene del piso, mediante túneles Venturi altamente optimizados que trabajan con grandes gradientes de presión. Este enfoque permite generar enormes niveles de carga con una penalización de drag relativamente contenida, pero introduce una sensibilidad extrema a la altura al suelo. Variaciones del orden de 2 a 3 mm pueden producir cambios significativos en la carga y en el balance aerodinámico, obligando a trabajar con suspensiones muy rígidas y plataformas aerodinámicas cuidadosamente controladas.

En los Hypercar, el efecto suelo también es una herramienta central, pero se utiliza de manera más conservadora. Los túneles son menos agresivos y operan con gradientes de presión más moderados, reduciendo la sensibilidad a las variaciones dinámicas del chasis. El porcentaje de carga generado por el piso es menor que en un Fórmula 1, pero su comportamiento es mucho más predecible a lo largo de un stint completo. Desde el punto de vista ingenieril, se acepta generar menos carga máxima a cambio de una respuesta aerodinámica más lineal y robusta, capaz de sostenerse durante varias horas de competencia.

Relación carga aerodinámica – drag y eficiencia

Una diferencia clave entre ambos conceptos aparece al analizar la relación entre carga aerodinámica y resistencia al avance. Un Fórmula 1 típico presenta una relación L/D (Lift-to-Drag) del orden de 3,5 a 4,5, reflejando una filosofía donde el drag es un costo asumido para maximizar el downforce. Esto se traduce en velocidades de punta relativamente contenidas y una fuerte dependencia de dispositivos como el DRS para facilitar los sobrepasos.

El Hypercar, en cambio, está optimizado para la eficiencia. Sus valores de L/D suelen ubicarse en el rango de 5,0 a 6,0, lo que permite alcanzar altas velocidades de punta con niveles de potencia más bajos y un consumo energético más contenido. En circuitos como Le Mans, esta eficiencia aerodinámica resulta determinante, ya que impacta directamente en la velocidad máxima, la estrategia de consumo y la duración de los stints, aspectos irrelevantes para un Fórmula 1 pero críticos en una carrera de 24 horas.

Sensibilidad aerodinámica y ventana operativa

El Fórmula 1 opera dentro de una ventana aerodinámica extremadamente estrecha. Pequeñas variaciones en altura, ángulo de cabeceo o condiciones de pista pueden generar cambios significativos en la carga y en el balance entre eje delantero y trasero. Esto convierte a la aerodinámica en una herramienta de enorme potencial, pero también en una fuente constante de inestabilidad si no se controla con precisión milimétrica.

El Hypercar, por diseño, presenta una ventana operativa mucho más amplia. Su aerodinámica está pensada para tolerar variaciones de peso por combustible, degradación de neumáticos, tránsito con otras clases y cambios climáticos sin perder coherencia de comportamiento. Desde una perspectiva de ingeniería aplicada, esta menor sensibilidad no es una desventaja, sino una condición indispensable para garantizar rendimiento consistente a lo largo de múltiples horas de competencia.

pongámosle algo de números al tema…

Ejemplo de mapa aerodinámico comparativo

(valores de referencia a 250 km/h)

Fórmula 1 – configuración media/alta carga

Observaciones técnicas:

• Variaciones de 5–8 mm producen pérdidas de 400–500 kg de carga total.
• El balance aero se mantiene relativamente constante, pero la magnitud cambia de forma abrupta.
• Zona crítica de funcionamiento: por debajo de ~30 mm delantero → riesgo de stall / porpoising.
• Este tipo de mapa explica por qué el F1 exige plataformas extremadamente rígidas.
  

Hypercar – configuración Le Mans (low drag)

Observaciones técnicas:

• Cambios de 10–15 mm generan variaciones mucho más suaves de carga.
  
• La pendiente del mapa es menor → baja sensibilidad aero.
  
• Balance muy estable frente a cambios de altura.
  
• Plataforma tolerante a variaciones de combustible, tráfico y degradación.

Autor: Nelson Vigliani