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¿Cómo funciona el difusor de Brawn GP?

Lunes, 25 de Febrero de 2013

¡Cómo está el tema con los difusores en la Formula 1! Vamos a intentar desvelar que hay detrás de la “magia” del polémico difusor de Brawn GP. Veamos primero la pieza en cuestión para posteriormente pasar a verla en funcionamiento en conjunto con el resto del monoplaza.

difusor-brawn-gp_detalle

Ahí lo tenemos. Se trata de una pieza que va colocada en altura un poco por debajo del eje de giro de las ruedas traseras y un poco por detrás de este. La parte de delante del mismo, que no se aprecia en la foto, lleva una especie de rampa inclinada a ambos lados de atrás a delante y hacia abajo, y en el centro una especie de V con una inclinación más suave.

Según apuntan por numerosos sitios lo que parece aportar este difusor es un mayor efecto suelo en el coche. Y alguien pensará… ¿Qué es eso del efecto suelo?, Pues muy sencillo es un efecto que se produce por diferencia de presiones en los lados de un cuerpo cuando se acerca al suelo. En la Formula 1 normalmente está motivado por un efecto que descubrió un tal Venturi (efecto Venturi) que consiste en que cuando un fluido es canalizado y se produce en el canal por donde pasa un estrechamiento, el fluido pasa a mayor velocidad por ese estrechamiento disminuyendo en el mismo la presión. Produciendose una especie de succión.

Existe otro efecto suelo utilizado en aeronáutica, pero que es distinto a este. Y por el momento no nos interesa demasiado. Para no desviarnos del tema que nos ocupa.

Dado que siempre vale más una imagen que mil palabras os dejo por aquí una ilustración del curioso efecto venturi:

venturi

Bueno, pues veámos que es lo que pasa en un monoplaza de Formula 1. Advertir que el efecto suelo en un Formula 1 es muy peligroso, ya que si alguien diseña un coche basando su estabilidad y su tracción solamente en ese efecto de succión aerodinámica, podría pasar que si el coche coge un bache y pierde esa succión que lo mantiene pegado al suelo, ya nada le retendría en el mismo y podría salir volando con el consecuente riesgo para pilotos y espectadores. Con lo cual, se trata de que el coche traccione en base a fuerzas de gravedad y downforce aerodinámica, evitando lo máximo posible el efecto suelo.

En la mayoría de los medios se está oyendo que el difusor de Brawn GP produce un gran efecto suelo. En mi humilde opinión no creo que produzca mucho más efecto suelo que los demás. La clave del “mágico” difusor está en su comportamiento con el conjunto aerodinámico del coche. Fijémonos en la siguiente imagen:

difusor-brawn-gp

Las líneas amarillas representan el flujo de aire por debajo del coche. Como se ve hay un estrechamiento y luego una expansión, con lo cual algo de efecto suelo existe, logicamente, pero creo que no más que en otros monoplazas. Ahora bien hay algo muy diferente que es el flujo de aire superior representado por las líneas verdes. Este es dirigido a la parte de arriba del difusor. Al contar este con una especie de rampa en su parte delantera provoca cierta resistencia aerodinámica y cierta “downforce” al mismo tiempo. Vamos que es una especie de aleron abajo. Además al estar acampanado terminado en una V canaliza el aire hacia el vertice de la V posibilitando que el centro de presiones (cdp) no se desplace demasiado lateralmente en curvas y consiguiendo así una gran estabilidad del vehículo (veáse el artículo sobre tunel del viento para más información de cdp). Además al producir este difusor ya bastante downforce por el flujo de aire que le llega por arriba se puede bajar bastante el angulo del ala superior consiguiendo así una menor resistencia al avance del monoplaza y por lo tanto una mayor velocidad. De ahí el segundo de ventaja con el que cuentan.

difusor-brawn-gp4

Como puede verse todo el diseño aerodinámico del coche trabaja en conjunto. Veámos en la imagen de arriba como las carcasas de los huecos de ventilación están perfiladas para que el flujo de aire llegue hasta la parte de arriba del difusor. Tiene un diseño aerodinámico que hace que las diferentes partes del coche trabajen en conjunto. De ahí que no será tan fácil copiarlo, ya que los equipos tendrán que cambiar chasis y disposición de componentes dentro del mismo para poder hacer algo parecido.

Fijémonos por ejemplo, en Mclaren. La filosofía tan distinta de diseño aerodinámico que ha construido, que según lo visto en los tiempos por vuelta parece bastante menos eficiente y que para nada ha contemplado dirigir el flujo aerodinámico superior al difusor:

difusor-mclaren2

El coche es mucho más cuadrado y desvía el fujo superior hacia atrás pero no hacia abajo, hacia el difusor. Pienso que les costará bastante reajustar todo el diseño del vehículo a la filosofía Brawn GP. Si es que la FIA al final da por bueno definitivamente su diseño.

La gente de Brawn GP ha trabajado muy bien la aerodinámica del coche y esa es toda su “magia”. Ahora están obteniendo los frutos de su trabajo. Creo que no están aumentado el efecto suelo, si no que tienen un diseño aerodinámico mucho más perfeccionado que los demás.

Añadido:

Por último os dejo una vista frontal del difusor más detallada y una imagen esquematica con una hipótesis de como van los flujos en el difusor.

difusor-brawn-gp3

flujos-difusor

En la imagen se pueden ver los flujos en la vista de perfil y en la vista en planta desde arriba respectivamente.

Según vemos en el esquema parece que en la zona de debajo de la V se genera una depresión ya que no hay aire, al colarse el aire que viene de los bajos del coche por dentro de la V. De hecho los faldones verticales mas largos a ambos lados de la V muy probablemente están indicando que en esa zona hay baja presión y son más largos para que no se succione aire de los laterales. El aire que pasa por encima del difusor pasa a mayor presión y justo debajo tiene una depresión generada por barrido de la especie de canalización que forma la V que a la entrada no es una V es simplemente una especie de tobera rectangular para barrer el aire que llega de los bajos a esa zona. Con lo que debajo de la V no queda aire y se produce bastante “downforce” por la diferencia de presiones.

Espero que haya sido de vuestro interés el artículo…

Coradan Artículos Técnicos ,


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