DEPORTE
WRC

Aerodinámica, la clave en los WRC 'new age'

  • A los WRC les brotaron aletas, deflectores y un gran alerón trasero
  • El ángulo de ataque es un parámetro fundamental

Hace un año, por estas fechas, se esperaba con gran expectación el estreno del nuevo reglamento para el campeonato del mundo rallies propuesto y aprobado por la FIA. El objetivo de la nueva normativa era claro y se podía resumir en una palabra: espectáculo.

Echando la vista atrás a la temporada pasada, podemos afirmar que se han equivocado muy poco los chicos de Jean Todt. El WRC 2017 no sólo brilló por tener unos coches más bonitos, espectaculares y rápidos que los últimos años. Además, hubo siete ganadores diferentes en los trece rallies celebrados y hasta seis líderes distintos en un mismo rally, entre otras cifras. Si a eso le sumamos el regreso de una marca mítica como Toyota, el balance no pudo ser mejor.

Desde el punto de vista técnico, los cambios que han sufrido los coches han sido profundos. Muchos de ellos no apreciables a simple vista, como son la brida del turbo, la reducción de peso o los diferenciales centrales de control electrónico. Sin embargo, otros cambios son tan apreciables como el que nos atañe en este análisis: la aerodinámica.

Para los ingenieros, su Biblia es el reglamento técnico. Una máxima innegable es que una de las claves para tener un buen coche es la habilidad que tenga el equipo de exprimir al máximo esas reglas del juego. Incluso –como ya hemos visto en el pasado–, retorcerlas en caso de que su redacción deje algún resquicio de duda.

Un reglamento correctamente redactado acota todas las partes un coche, hasta el más mínimo detalle que, además, será chequeado en controles previos y posteriores a cada una de las citas del campeonato.  Por supuesto, esta reglamentación y las verificaciones que en ella se basan incluyen la aerodinámica. La Federación Internacional de Automovilismo (FIA) limita la superficie, forma y tamaño de los alerones, pero dentro de ese límite hay un amplio abanico de posibilidades que los ingenieros habrán de estudiar a la hora de crear un coche.

Sin duda, el cambio más llamativo que vemos en los World Rally Cars desde el 2017 es su exterior. A los estéticamente pobres WRC del 2016 les brotaron aletas, deflectores y un gran alerón trasero, todos ellos orientados a generar carga aerodinámica. Ésta equivale a aumentar la velocidad de paso por curva y tener las ruedas el máximo tiempo posible generando tracción en el suelo. Suena bien, pero ¿qué es la aerodinámica? ¿Cómo se aplican sus principios para ser más competitivo en rallies?

Dentro de la física, y concretamente dentro de la dinámica de fluidos, podemos encontrar la aerodinámica. Ésta es la encargada del estudio del movimiento de fluidos (bien sean líquidos o gaseosos), la fuerza que éstos provocan, así como la relación de esos fluidos con el contorno de los objetos que los puedan contener. Sin dejar de mencionar que existen muchísimos teoremas y leyes que aplican en este campo, la más útil y aprovechable en un World Rally Car es la tercera ley de Newton o, lo que es lo mismo: la ley de acción y reacción.

Isaac Newton probó que, si empujamos un objeto con una fuerza determinada, este objeto ejerce una fuerza igual y de sentido contrario hacia nosotros. Aplicando esta ley a nuestro caso, rápidamente deducimos que si el aire empuja al coche a través de sus alerones, el coche ha de ser capaz de ejercer la misma fuerza y de sentido contrario. En la práctica esto significa que si un alerón empuja el aire perpendicularmente al suelo y en sentido ascendente, el coche será empujado perpendicularmente al suelo, pero en sentido contrario; es decir empujando hacia el suelo.

La forma, tamaño y posiciones de alerones y deflectores no son algo aleatorio y, ni mucho menos, estético. Todos estos factores son calculados y testados con mimo por los ingenieros, usando herramientas de simulación y análisis de flujos de aire, así como túneles de viento y pruebas en pista.

Otro de los puntos a analizar por los ingenieros es el ángulo de ataque de las partes aerodinámicas. El ángulo de ataque es el que se traza entre la horizontal y la línea recta que sigue el alerón desde su base. Éste parámetro resulta fundamental cuando se pone a punto la carga aerodinámica de cualquier vehículo, ya que un ángulo elevado provocará mucho ‘drag’ (es decir, frenará mucho el vehículo), mientras que un ángulo pobre hará que la carga que genere sea insuficiente, elevando la velocidad en rectas pero reduciendo el paso por curvas. Los ángulos de ataque pueden variar según la prueba.

A la hora de analizar la aerodinámica de un coche de estas características es importante tener en cuenta que el flujo es un todo y a su vez es constante. Esto quiere decir que el análisis requiere que se tenga en cuenta que el aire que influye en la parte delantera es guiado a la parte trasera. Dicho de otra forma más clara: será el mismo aire.

A continuación, vamos a analizar cómo se distribuye el flujo de aire alrededor de un World Rally Car de nueva generación.

 

El spoiler delantero

El spoiler o paragolpes delantero tiene varias funciones vitales: generar carga en el tren delantero, dirigir el flujo de aire tanto por los laterales del coche como a través de los refrigeradores de frenos, y reducir las turbulencias generadas por el giro de las ruedas delanteras.

Los nuevos deflectores laterales de aire incluidos en el paso de rueda actúan a su vez como alerones, generado carga aerodinámica al tren delantero. Al mismo tiempo, el deflector situado en la parte superior dirige el flujo de aire al pequeño winglet que brota del alerón principal, sobre el paso de rueda trasero.

Otra parte muy importante del frontal es el labio de fibra que bordea la parte baja más adelantada del paragolpes. Éste es fundamental a la hora de dirigir el flujo de aire a través de la parte baja del coche. Es clave en saltos y en la carga del tren delantero. El mayor problema que tiene es que se rompe con facilidad ya que toca fácilmente con el suelo e incluso los pilotos notan su desgaste con el paso de los kilómetros.

Las aberturas que normalmente se usaban como entrada de aire para la refrigeración de los frenos ahora cumplen además otro cometido: dirigir el aire al otro lado de la rueda. De esta manera se eliminan muchas de las turbulencias que genera la rueda con su giro y, a la vez, se aprovecha ese aire para generar carga usando las pequeñas placas que encontramos en el ensanche situado tras la rueda, el flujo de aire sigue las líneas azules que podemos ver en la siguiente imagen.

 

Parte lateral central: Talonera lateral

Por si fuese poco, el aire procedente de la aleta delantera es recirculado sobre la talonera plana que podemos observar en los WRC bajo las puertas. Su cometido es evitar que ese flujo se pierda por debajo del coche, ya que, de esta manera, se evitan turbulencias y, además, guían el aire a la aleta trasera del coche para no desperdiciarlo.

 

Parte trasera: Aleta paso rueda y paragolpes trasero

Exactamente igual que los pasos de ruedas delanteros, el aire proveniente de la parte delantera a través de la talonera fluye a través y sobre el paso de rueda trasero, cuyo objetivo es generar carga en el tren posterior. Sin duda, el Toyota es el coche que aerodinámicamente está más trabajado en toda su carrocería, la parte trasera no es menos.

Por su parte, las numerosas placas negras situadas una sobre otra tras las ruedas traseras (y en mayor número que en la parte delantera) están diseñadas para generar carga con el aire proveniente de la parte delantera de la rueda.

Ocupando la parte central del paragolpes y la parte más baja del coche tenemos el inmenso difusor de aire, cuyo objeto es guiar el aire que pasa por debajo del coche de manera que al salir de la planta del coche genere las menor turbulencias posibles. En circuitos éstos son mucho más grandes, mientras que en rallies la normativa no permite que sobresalga de la planta del coche.

Finalizando con la parte trasera, adherido al portón maletero y realizado completamente en fibra de carbono tenemos el alerón trasero. Éste alerón es quizás la parte aerodinámica más importante del coche, ya que sin él es imposible conducir un WRC a velocidades muy elevadas. El alerón empieza a generar carga a partir de los 80 o 90 km/h siendo vital en zonas rápidas. Todos recordamos las imágenes de Petter Solberg volando sin alerón y perdiendo por completo el control de su Subaru Impreza WRC en el Rally de Finlandia de 2005.

Todo esto nos lleva a una conclusión muy clara: a más velocidad, más empuje hacia el suelo y, consecuentemente, más agarre. Dicho de otra manera, los alerones hacen que un vehículo pese más mientras más rápido se desplace. Claramente, en los rallies de asfalto, donde más velocidad se alcanza, se están viendo unos pasos por curva que eran inalcanzables para los WRC en temporadas pasadas. También en rallies rapidísimos como son Finlandia y Polonia vemos cómo esos saltos en los que el coche flotaba durante segundos se han perdido; ahora se aprecia como éste tiende a buscar el suelo con mucha más rapidez.

A grandes rasgos estos son los principales elementos que componen un WRC y su aerodinámica. Pero en una competición de esta índole y en un momento como el actual, no se deja al azar ni un solo detalle. Sólo por poner un ejemplo, los propios retrovisores también desempeñan su papel al desviar parte del flujo de aire hacia el lugar al que quieren los ingenieros. Espectáculo y vistosidad al margen, lo que es evidente es que los nuevos World Rally Car han traído consigo mayores inversiones en este capítulo al suponer una nueva área de desarrollo y exigir a los equipos y marcas horas de análisis en el túnel de viento.

 

Autor
Emilio Bentabol
Ingeniero Técnico en Electrónica por la Universidad de Málaga y en Robótica por la Universidad de Skövde, ha pasado por equipos como Imex-Laca, Auto-Laca o Prorallye. También ha formado parte de el equipo directivo de organización de test privados para equipos como Citröen Racing, M-Sport o Prodrive.
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