Desde una década, la federación internacional implementó el sistema DRS. La voluntad era la de contrarrestar la reducción del número de adelantamientos, causada por el avance en la tecnología aerodinámica de los monoplazas. Este mismo desarrollo hizo que los coches, año tras año, fueran más dependientes del comportamiento aerodinámico. Por esta simple razón, acercarse al coche de delante significaba empeorar el funcionamiento del auto debido al aire sucio que se genera en la estela de los monoplazas.
¿Pero cómo funciona realmente este sistema?
2011: primera temporada donde el sistema “drag reduction system” se implementa en la máxima categoría. Este mecanismo se basa en un principio muy simple. Actuando sobre el volante, el flap principal del alerón trasero se abre reduciendo la resistencia al avance en determinadas zonas del circuito. Para entender cómo el DRS actúa y afecta el comportamiento del auto, hay que tener en cuenta unos conceptos aerodinámicos importantes. En primer lugar aclaramos un punto que nos ayudará a comprender mejor. El ángulo de ataque de en un alerón es el “rincón” que forma el ala con respecto a la corriente libre. En el caso de un monoplaza coincide con la dirección hacia la que avanza. Este ángulo es muy relevante, ya que por regla general al aumentarlo incrementamos la carga aerodinámica generada y la resistencia al avance.
Para poder generar downforce con un alerón se debe producir una diferencia de presión entre la mitad superior (extradós) y la mitad inferior (intradós) del ala. Para conseguir este fenómeno la velocidad del fluido en ambas mitades del perfil debe variar, acelerando por la parte inferior y ralentizando en aquella superior. Lo que generará una reducción de presión (principio de Bernoulli). Este efecto se consigue mediante la forma de los perfiles combinados con el ángulo de ataque previamente explicado. El “problema” es que la generación de downforce viene acompañada con un aumento del drag. Por lo tanto, una de las maneras de optimizar un alerón sería poder adaptar su forma, para generar carga y reducir la resistencia al avance.
Precisamente esto es lo que hace el sistema DRS. Modificando el ángulo de ataque se disminuye resistencia al avance y carga aerodinámica en determinadas recetas del circuito, mientras que en el resto de la pista el alerón trasero se mantiene en su posición original generando la downforce necesaria para empujar el monoplaza al suelo.
Aclarado el principio es importante cuantificar la influencia de este sistema sobre un Fórmula uno. Para ello hemos realizado una simulación CFD 2D transitoria a una velocidad de 300 Km/h. Este estudio nos permite calcular cómo evolucionan las fuerzas aerodinámicas (drag, downforce etc.) durante el proceso de apertura del sistema DRS. Si bien los resultados obtenidos no pueden ser precisos al 100%, debido a que la geometría utilizada no es exactamente la de un alerón real de un F1, analizar los resultados será muy útil para entender de una manera general la influencia de este sistema.
Los datos relativos al downforce, nos enseñan cómo el valor de 4197 N (419,7 Kgf) antes de la apertura del DRS disminuya hacia los 2072 N (207,2 Kgf). Esto implica una reducción del 50% del la carga aerodinámica del auto, rebajando la fuerza que empuja el monoplaza hacia el suelo. Por eta simple razón el sistema de reducción al avance no se utiliza en las curvas, en cuanto causaría una perdida repentina del auto.
Observando la información recopilada sobre el drag notamos cómo, accionando el DRS, la resistencia al avance pase desde los 394,8 N (39,4 Kgf) antes de la apertura a los 78,1 N (7,8 Kgf ) una vez abierto. Esto supone una reducción del 80%. Cómo podemos fácilmente entender se trata de una cambio muy significativo, fundamental para aumentar el coeficiente de penetración aerodinámica que, a su vez, incrementa la velocidad máxima que el coche puede alcanzar. A tal proposito, sobra decir cómo este factor es decisivo en las fases de adelantamiento. Una verdadera arma “mortal” en manos de un piloto, de la que es difícil defenderse.
Autor: Pablo Penedo – @penedosienes