Reviews tecnica fondo 2021
A pesar de que el nuevo reglamento haya sido aplazado hacia la temporada 2022, la normativa 2021 ha sufrido unos cambios. Aunque no sean numerosos, sin duda algunos tendrán influencias de cara al funcionamiento aerodinámico de los monoplazas. Analizando las normativas vemos como el párrafo (3.9.2) plantea unas diferencias en la parte estructural del paquete aerodinámico: la deformación vertical máxima permitida pasa de 10mm a 8mm, mientras el punto de aplicación de la carga de 500 N, utilizado por los comisarios para comprobar la rigidez, será 50 mm más cerca del centro del monoplaza.
Bajo este aspecto hay una reflexión interesante por hacer. Si bien la deformación permitida será menor, el hecho de que, durante los controles, el punto de aplicación de la carga se acercará al centro del monoplaza, hará que la deformación se reduzca considerablemente. Con razón, el efecto de los 2 mm de diferencia que el nuevo reglamento prevé debería ser anulado.
Otro cambio, sin duda muy relevante, se refiere al fondo del vehículo. Leyendo el párrafo (3.7.10), notamos como aumenta el área del fondo en la que la FIA exige una superficie continua. Ese factor, supuestamente, ha reducido algo más el diseño de los monoplazas. Además, se limita la zona delante a las ruedas traseras en la que se permite la ubicación del paquete aerodinámico (3.7.2). Ese hecho provoca un efecto directo en la carga aerodinámica que genera.
El fondo es el elemento aerodinámico más eficiente del monoplaza, ya que el drag (resistencia al avance) que genera es muy pequeño y al actuar sobre una superficie tan grande el empuje vertical generado es realmente fuerte. Esto hace que cualquier cambio en este componente tenga una repercusión notable sobre el comportamiento aerodinámico de todo el monoplaza. El objetivo de un fondo es lo de acelerar el flujo de aire para así reducir su presión. Esta reducción genera una diferencia de presión entre la parte superior y aquella inferior, que a su vez produce una fuerza que empuja el monoplaza al suelo. Por supuesto, se busca que esta diferencia actúe sobre la mayor superficie posible para poder originar una mayor downforce, ya que la fuerza generada por diferencia de presión es directamente proporcional a la superficie en la que actúa.
Por este motivo, esta nueva norma que limita la superficie total del fondo, hace que el diseño del mismo sea sujeto a cambios importantes en esta zona. Los bordes del fondo resultan las áreas más complicadas de diseñar, ya que en estas áreas el flujo tiende a pasar de la zona de alta presión (zona superior del fondo) a una de baja presión (zona inferior del fondo). Al producirse este fenómeno las presiones se igualan y se pierde eficiencia aerodinámica. Por esta razón, tratando de lidiar con este efecto perjudicial, los aerodinámicos suelen probar diferentes soluciones.
Cómo funcionaba el fondo hasta el 2020?
Para conseguir el sellado del fondo observamos un par de soluciones. Él Ferrari SF1000 presentaba uno cortes (flecha amarilla) para generar un flujo de aire controlado desde la zona de alta presión hacia la de baja presión, con una dirección que favorecía el sellado del difusor. Los técnicos de Milton Keynes utilizaban en él RB16 una solución similar a la del Ferrari. En la foto siguiente, de una manera aproximada, podemos ver cómo serían las líneas de corriente en esa zona. Como en el coche de Maranello, este flujo forzado evitaba que el aire se introdujese en el fondo del coche, consiguiendo una ayuda para sellarlo. Y aunque en la zona de los cortes no se generaba carga aerodinámica, los beneficios en el funcionamiento general del fondo era muy grande.
Asimismo, las ranuras colocadas en esta porción de fondo, conseguían alejar el flujo de la rueda trasera. Este aspecto es muy importante, ya que los neumáticos perjudican gravemente el comportamiento aerodinámico, aumentando el drag y reduciendo la downforce. Todavía hay tener claro un punto: apartar el flujo de las ruedas puede tener un impacto en la refrigeración de las mismas, por lo que el objetivo es encontrar un equilibrio perfecto entre eficiencia aerodinámica y refrigeración.
Cómo funcionan los fondos en 2021?
Diferentes escuderías han utilizado las pruebas libres del 2020 para testar el fondo versión 2021. La intención era la de entender cómo estos cambios podían afectar a los monoplazas y al mismo tiempo recopilar datos útiles para futuros análisis. Los equipos a su tiempo optaron por prescindir de los cortes en la zona delantera de los neumáticos traseros, trabajando con una superficie continua y prácticamente plana para aprovecharla al máximo. Además, debido a que el fondo se encuentra más próximo a la zona central del monoplaza, se hace mucho más difícil poder desviar el flujo para evitar la zona de los neumáticos traseros.
En la imagen del fondo Ferrari versión 2021 notamos tres vortex generator. Estos apéndices aerodinámicos buscan el mismo efecto que se tenía con los cortes, pero sin la necesidad de transferir flujo de la zona de alta presión (zona superior) a la de baja (zona inferior). Este factor permite aprovechar al máximo la superficie del fondo, sin perder demasiada carga con el cambio de normativa. También sobre la Red Bull RB16 se testó una solución similar, eliminando las branquias y optando, en este caso, por un solo apéndice destinado a la redirección del flujo.
Tras la presentación de algunos coches de Fórmula Uno para la temporada 2021, podemos hacernos una idea de cómo la nueva normativa afectará a los monoplazas. Sin duda interesante, la específica elegida por AlphaTauri nos ayuda a comprender el comportamiento aerodinámico. Gracias a la imagen de nuestro Federico Basile (haz clic aquí para ver todos los álbumes de foto), podemos fácilmente notar la interesante solución introducida por los técnicos de Faenza..
El flujo que sale de la parte inferior de los bargeboard se gestiona primero mediante un desviador curvo (flecha negra), para luego empujarlo hacia afuera mediante la rampa en forma de piso (flecha blanca). La intención podría ser la de crear vórtices capaces de sellar el difusor, protegiéndolo de las turbulencias generadas por la rodadura del neumático.
En conclusión, cuantificar el efecto de los distintos cambios sin realizar los correspondientes estudios numéricos es una “misión imposible”. Por esta sencilla razón, esperamos ver cómo funcionan realmente los coches en la pista. Solo así podremos observar las diferentes y definitivas soluciones adoptadas por los distintos equipos, pudiendo realizar análisis mucho más detallados.
Autore e disegni: Pablo Penedo – @penedosienes
co-autor: Alessandro Arcari – @berrageiz
