Hace ya varias décadas que la aerodinámica está plenamente asentada en la Fórmula 1. Los equipos gastan decenas y cientos de millones de euros anualmente en simulaciones, ensayos en túnel, ensayos en pista, decenas de piezas y aletines. Pero, realmente, ¿merece la pena?
¿Qué ganancia aporta la aerodinámica a un coche de fórmula 1? En primer lugar, esta pregunta carece de sentido, porque hoy en día los F1 se conciben absolutamente, en cada detalle, alrededor de la aerodinámica. Es como preguntarnos qué sería un bocadillo de chopped sin chopped, ni pan. Desde los años 80, los chasis tienen una característica forma en V, alrededor del cuerpo del piloto, como nos contaba el propio Newey en sus memorias. Con un escueto chasis, había plenitud de espacio para integrar la planta de potencia, la transmisión y los dispositivos aerodinámicos: suelo, difusor, alerones, pontones y carrocería.
Cuando decimos que aumenta el famoso downforce, o fuerza vertical, que pega el coche al suelo, realmente, lo que está ocurriendo (más allá de que el aire empuja el coche contra el asfalto), es que aumenta la carga vertical sobre los neumáticos también conocido como índice de carga del neumático. En un turismo de calle, dicho índice de carga se utiliza, por ejemplo, en el peritaje de accidentes, ya que el uso de neumáticos de índice inadecuado puede estar penado por la ley.
En resumen, un neumático ofrece mayor agarre cuanta mayor sea la carga vertical, es decir, cuanto más se le “apriete” contra el suelo”. Esto se basa en el modelo de rozamiento clásico (de Coulomb), donde la fuerza normal es igual a la fuerza vertical multiplicada por el coeficiente de rozamiento. Aquí es donde la aerodinámica cobra un papel fundamental al añadir enormes cantidades de fuerza hacia abajo.
Seguro que a muchos lectores esto les ha supuesto una ligera contradicción, ya que normalmente se asocia el peso a la carga vertical y en los coches de competición siempre se trata de reducir la masa del vehículo al máximo.
La respuesta es muy sencilla y nos la provee (como casi siempre ocurre en física), Isaac Newton. En primer lugar, estamos mezclando términos, ya que el peso actúa en dirección vertical mientras que el vehículo se moverá (si todo va bien), sobre la pista, que ahora supondremos perfectamente horizontal. La masa del coche es una constante, y recordando la Segunda Ley de Newton, fuerza es igual a masa por aceleración, de modo que a fuerza (la que nos da el motor a través de los neumáticos) constante, si reducimos la masa, la aceleración será mayor. Por ello, un coche más ligero acelera más.
Ahora bien, centrándonos en la componente vertical de las fuerzas (vamos a obviar el peso, ya que siempre queremos que sea lo menor posible), la presencia de carga aerodinámica aumenta la carga vertical sobre el neumático, de modo que este ofrece un mayor agarre.
Pero los alerones y los kits aerodinámicos añaden peso, ¿no contradice esto lo anteriormente dicho? Pues sí, pero con varios matices. El primero es que el peso de un kit aerodinámico ronda el 5% del peso del coche, lo cual es una minucia en comparación con elementos como las baterías (más de 40kg), el turbo, la transmisión, radiadores, etc. El segundo y más importante es que la ganancia de tiempo por vuelta que ofrecen en curva es astronómica. Los circuitos modernos cuentan con alrededor de 20 curvas.
[Foto sujetando el alerón]
Una ganancia pequeña de downforce se traduce, después de muchas vueltas, en un mundo de diferencia. Además, la carga aerodinámica permite ajustar el setup del coche, añadiendo parámetros extra a la hora de la puesta a punto, ayuda en la frenada, en la tracción, etc.
En definitiva, ¿está justificado el enorme gasto de los equipos en mejoras aerodinámicas, algunas de las cuales pueden llegar a ser imperceptibles? Pues probablemente sí, si tenemos en cuenta toda la investigación asociada y las mejoras derivadas del i+D de altísimo nivel. Los equipos no son ni mucho menos tontos, y siempre gastan acorde a lo que tienen y pueden conseguir en premios, sponsors, impacto mediático, etc.
¿Queda justificada la presencia de la aerodinámica en el automovilismo de competición? Absolutamente, sólo hace falta echar la vista atrás y el desarrollo de los últimos 60 años para ver que algo que lleva tanto tiempo presente no es sino una parte más del motorsport.