En este artículo del IAD vamos a hacer una comparativa técnica entre dos de las categorías de autos de turismo más importantes del continente americano: La Nascar y el Turismo Carretera.

Antes de iniciar la nota y pasar al análisis, vamos a ubicarnos en el tiempo como si estuviésemos a principios del año 2020, donde la pandemia mundial no afectaba el público en los autódromos y ambas categorías estaban en plena actividad con todo su público presente.

Ahora si, comencemos…

Sabemos que ambas son muy populares a nivel mundial, sabemos que ambas son capaces de llenar sus autódromos con cientos de miles de fanáticos, en muchas ocasiones mucho más que un estadio de fútbol. Sabemos que cuando ambas corren en una ciudad, la misma se paraliza ese fin de semana solo porque se da el gran evento allí. Ahora bien, a lo largo de los años se habló de comparaciones, y por supuesto muchas opiniones encontradas sobre si una es mejor que la otra. En este artículo solo nos vamos a enfocar en la parte técnica y vamos a dejar de lado lo económico, después del análisis veremos en que es mejor un Nascar a un TC, y viceversa. Ustedes se preguntaran ¿Por qué nunca se hizo una carrera entre uno y otro? Nunca lo sabremos, pero vale la pena analizar todos los puntos a continuación y que cada uno de los lectores saque su propia conclusión.

Vamos con el análisis…

Análisis estructural

Muy bien, vamos a explicar el principio elástico y plástico de un acero, material con el cual están construidos los dos autos. El hierro y los aceros a los fines de la tracción y compresión se comportan elásticamente y pueden pensarse como resortes excesivamente rígidos mientras se opere en valores dentro del rango lineal, lo cual es cierto siempre que no se entre en la zona de deformación plástica . Así también un tubo en forma lineal tiene más rigidez a la torsión que un tubo con una curva determinada.

Para que un auto de competición tenga un buen desempeño en los ingresos, en la etapa de tránsito y en la salida de curvas, tiene que tener una buena rigidez estructural, con una construcción, en estos casos, de caños bien lograda para que ayude a la tracción y flexión del sistema, también es bueno para que ayude a las suspensiones a realizar su tarea correspondiente y no estar derivando las fuerzas hacia la estructura ¿conclusión? Cuando más rígida y liviana sea la estructura, mejor desempeño va a tener el auto.

Dos puntos para tener en cuenta después de ver esto:

Primero: Una estructura con caños curvos va a tener menos performance pero va a ser más segura, porque la curvatura de los caños absorbe mucha más energía en caso de un impacto fuerte y traslada menos energía hacia el piloto.
Segundo: Una estructura de caños lineales, es mucho mejor para la parte de performance, pero es menos segura para el piloto, por lo cual los autos tienen que tener más periféricos para aumentar su seguridad.

Ahora comparemos en imágenes y veamos que sucede…

Estructura de un Nascar.

Estructura de un TC

¿Pueden apreciar la diferencia entre ambos? La estructura de un Nascar tiene caños curvos en la parte delantera donde van anclados los amortiguadores, y también en la parte de la cabina, todo para aumentar la seguridad del piloto, agregando caños rectos para reforzar la misma. Mientras que un TC tiene caños rectos en casi toda su estructura, excepto en sus laterales (caños color rojo) que fue implementado en 2008 como medida de seguridad y en la parte trasera donde va el tanque de combustible.

Análisis de suspensiones:

En este contexto podemos decir que ambos tienen diferencias y similitudes, las siguientes las veremos a continuación:

Nascar: Posee suspensión de paralelogramo deformable en la parte delantera, formada por dos parrillas tipo A, ubicadas una en la parte superior y otra en la parte inferior. El espiral se ubica separado del amortiguador. En la parte trasera con eje rígido: Este sistema está formado por 3 brazos anclados desde el eje hacia la parte delantera, 2 de los ejes se posicionan convergentes a la cañonera y el tercero recto. Una característica que agrega este conjunto es que suma una barra panhard (también llamada trackbar) que es utilizada para agregar rigidez transversal al conjunto. ¿Un punto en contra? En este tipo de sistemas el inconveniente está en la propia barra panhard, al tomar el auto distintas direcciones, esta barra provoca distintos efectos en la suspensión, provocando un efecto distinto si el auto gira a la derecha o a la izquierda. Lo cual hace al auto muy bueno en el óvalo pero muy malo para el circuito.

Turismo carretera: En la parte delantera utiliza una geometría de paralelogramo deformable similar a Nascar, pero con la diferencia de que la parrilla inferior de un TC está formada por 3 brazos, esto se hizo para lograr una mayor rigidez longitudinal de la geometría, y en este caso el espiral/amortiguador forman un solo conjunto y van anclados en el centro de las parrillas. En la parte trasera, se utiliza una cañonera con 4 brazos anclados hacia la parte delantera del chasis, 2 superiores y 2 inferiores. Los superiores van rectos y los inferiores están anclados en divergencia a la cañonera formando una A, esto es para sumar rigidez transversal al conjunto.

Imágenes para comparar lo explicado…

Suspensión delantera Nascar:

Suspensión delantera TC:

Suspensión trasera Nascar:

Suspensión trasera TC:

Análisis Aerodinámico:

Para hacer un análisis de ambos autos en el aspecto aerodinámico, vamos a realizar unos cálculos de principios básicos de aerodinámica para saber que auto se desempeña mejor aerodinámicamente, y así podremos tener una mejor idea si enfrentáramos a ambos en un óvalo y un circuito, ¿no es lo que todos queremos saber?.
Si bien no tenemos los datos exactos sobre la superficie frontal y el C_d de cada uno, vamos a tomar como ejemplo al Nascar con una superficie frontal de 2.25 [m²] y un C_d aprox de 0.50 por su similitud al auto de calle .Y al TC con una superficie frontal de 2.20 [m2] y un Cd aprox de 0.42 por el diseño de la trompa y el parabrisas con mayor inclinación que el modelo original del auto. No vamos a usar el coeficiente Cy porque no estamos analizando las cargas que generan cada auto.

Nascar:
Superficie frontal aproximada: 2.25 [m2]
Carga delantera: Generada por splitter y piso plano debajo de la trompa.
Carga trasera: Generada por Spoiler de 89 mm a 70° (Varía según el tipo de pista/ovalo).
Cd aprox: 0.50
Peso aprox: 1.500 kg

TC:
Superficie frontal: 2.20 [m2] aprox.
Carga delantera: Generada por splitter y piso plano debajo de la trompa.
Carga trasera: Generada por Spoiler a 30° de inclinación máxima y un Gurney de 50 mm max, con placas marginales (también llamadas encausadores de aire).
Cd aprox: 0.42
Peso aprox: 1.300 kg

Para no aburrirlos con fórmulas matemáticas, voy a pasar por alto las mismas y voy a crear una tabla en donde vamos a ver cuantos CV va a necesitar cada auto para llegar a una velocidad determinada. Los valores dados van a ser calculados solo con el coeficiente de resistencia y el coeficiente de rodadura. En este caso estamos despreciando la potencia adicional que necesita para vencer el drag provocado por las entradas de aire del auto (refrigeración de frenos, motor, gomas, etc.)y la potencia que se necesita para los sistemas eléctricos.

Las fórmulas utilizadas son las siguientes:

Formula de potencia necesaria:
P= (V³xSxCD)/W
W= Peso del automóvil.
S= Superficie frontal.
V³= Velocidad 3. en m/s
CD= Coeficiente de resistencia.

Fórmula para potencia de rodadura:
Prod= (WxCRxV)/75
CR= Coeficiente de resist. a la rodadura= 0.012
V= Velocidad en m/s
75= Como la potencia dada es en CV, 1 CV = 75 kgm/s

Después de los cálculos, estos son los resultados.

Análisis de motores:

Nascar
Motor: V8 de 5.800 cc. Con una potencia aprox. de 850 HP (861,73 CV) a 9000 RPM
Sistema de inyección de combustible: Inyección electrónica
Transmisión: Manual de 4 velocidades.

Turismo Carretera:
Motor: 6 cilindros en línea de 3.300 cc. Con una potencia aprox. de 450 HP (456,21 CV) a 9000 RPM.
Sistema de inyección de combustible: 2 carburadores de doble cuerpo, Weber 48-48 IDA.
Transmisión: Secuencial de 6 velocidades con Power Shift.

En fin ¿Qué queremos ver/probar con todos estos cálculos realizados y datos obtenidos? Como nunca tuvimos la suerte de ver a ambos autos desafiarse en pista, podemos llegar a decir obviamente que cada uno se destaca en su especialidad, es decir, el Nascar en el óvalo y el Tc en el Circuito.

¿Pero qué pasaría si ponemos a uno en el terreno del otro?
Veamos.

Nascar en circuito junto a un TC: Como dice el dicho, en la pista se ve la realidad, no en los datos. Pero supongamos que desafiamos a ambos autos en el autódromo Internacional de potrero de los Funes, en San Luis, Argentina. Tiene 6.250 metros de longitud con 24 curvas ¿Quién ganaría? En este caso y por las características del auto obtendría una hipotética victoria el auto de TC. ¿Y porque ganaría el TC? A pesar de tener menos potencia, un TC tiene mejor respuesta, mejor frenaje y mejor tránsito por curva que el auto de Nascar. Al ser un circuito con muchas curvas y frenajes exigentes, por más que el Nascar tenga el doble de potencia, no le alcanzaría para mejorar el 1.7 o 1.8 G lateral que tiene un TC en el paso por curva.

Un TC en un óvalo con un Nascar: Para este ejemplo, vamos a tomar a uno de los óvalos más famosos del mundo, el Daytona International Speedway de Estados Unidos, donde la Nascar corre las 500 millas de Daytona, con una extensión de 4.023 metros. En este caso en particular obviamente que el auto de Nascar ganaría la competencia con sus 850 HP y casi 350 km/h de velocidad final que desarrolla en este óvalo.

Conclusiones finales: Cada auto se destaca en su actividad, para eso fueron creados. Esta nota fue realizada con el fin de enseñar un poco más sobre la matemática y la física que rodea a un auto de carreras. Para demostrar también que en algunos casos la potencia del motor no siempre sirve para ganar y en otros casos las buenas estructuras, una mejor G lateral en curva no es lo mejor.

Cada categoría tiene sus pro y contras. Un TC tiene mayores condiciones para el circuito pero lo negativo es, que a raíz de estar mejor aerodinámicamente y estructuralmente, a los autos de TC les cuesta el sobrepaso. Y en el caso de los Nascar, la potencia que desarrollan sus motores compensa la falta de performance en sus estructuras y la aerodinámica, sobreponiendo ante todo la seguridad del piloto. Los autos tienen un Coeficiente de resistencia más alto lo que facilita los sobrepasos entre los autos mediante el famoso “Rebufo”. Esto no quita que sigamos soñando con algún día poder ver estos dos fabulosos autos de carreras enfrentarse en un circuito/ovalo.

TC desde afuera en Rafaela.

TC onboard en Rafaela.

Nascar onboard en Daytona.

Nascar desde afuera en Daytona.

Nascar onboard Potrero de los Funes, Argentina (Es la única vez que un Nascar visitó Argentina).

TC onboard Potrero de los Funes, Argentina.(Es de baja calidad, pero sirve para la comparación en los pasos por curva).

Autor: Nelson Vigliani

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