Hablemos del Aire, hablemos de F1.

Muy bien “expertos” (y me refiero a esos que se atreven a dar lecciones de esto a todo el mundo) en F1, decidme ¿por qué un F1 puede frenar tanto en tan poco tiempo? Esta es la principal causa en la diferencia en el tiempo por vuelta entre los diferentes vehículos de competiciones de carreras en circuito. Puede que unos aceleren antes o más tarde, pero la diferencia que existe no es tan exageradamente grande como la que hay en las frenadas. La razón, ¡el aire!

Es evidente que la capacidad de frenada que tienen los frenos de carbono utilizados, a temperaturas óptimas, es muy grande y además teniendo en cuenta que están fabricados específicamente para ello. Pero esto es algo al alcance de cualquier categoría del mundo del motor.

La principal causa entre las diferentes frenadas entre un coche de F1 y uno del DTM por ejemplo es la gran carga aerodinámica que genera el primero de ellos. Esto hace que el coche se pegue al suelo, por lo que habrá un mayor agarre al asfalto permitiendo una frenada más eficiente. Y si, esos dos alerones tan característicos que le dan forma a estos coches tienen la culpa de ello. Si sigues leyendo te explico.

Tanto el alerón delantero como el alerón trasero tienen forma de perfil aerodinámico, es decir, si hacemos un corte por la sección de este veremos que tiene una forma tal que así:

perfiles f1

Esto es un perfil aerodinámico que tiene una forma lo suficientemente peculiar para generar una fuerza perpendicular al aire que incide en el mismo. Tiene la misma forma que el ala de un avión, es decir, si coges el ala y la cortas transversalmente te encontrarás una forma muy similar a esta. Ambos son perfiles aerodinámicos y generan la misma fuerza, lo que pasa que en un caso nos mantienen pegados al suelo y en otros nos hace alejarnos de él.

El principio de funcionamiento de un perfil aerodinámico es el siguiente:

Fig_1314

Sobre él actúan 4 fuerzas como son: el peso, perpendicular y hacia abajo, como todos los pesos del mundo mundial; la resistencia, hacia atrás y paralela al flujo de aire; y sustentación que es perpendicular y hacia arriba. La forma que tiene este perfil es la que realmente hace que se produzcan estas dos últimas fuerzas. La parte inferior hace que el aire se frene generando un aumento de presión. A su vez en la parte superior de dicho perfil se acelera el aire produciéndose una disminución de la presión. Al existir una diferencia de presión entre la parte superior e inferior, se crea una fuerza que empuja al perfil hacia a la zona de menor presión. Esta fuerza es la sustentación.

Esto es lo que sucede con el ala de un avión. El alerón de un F1 funciona igual, pero para obtener el efecto deseado solo tenemos que darle la vuelta. Así de simple.

¿Qué sucede cuando se le da la vuelta al perfil?

aleron-perdida2

El peso seguirá siendo perpendicular y hacia abajo. Además, la resistencia sigue paralela al flujo de aire y hacia atrás. La sustentación seguirá siendo perpendicular, pero en vez de ser hacia arriba, va a ser hacia abajo debido a que la parte de que antes estaba hacia arriba ahora está hacia abajo. Así que mientras que un avión vuela porque la sustentación es mayor al peso y entonces nos elevamos; en un coche de F1 esta fuerza ayuda al peso a que el coche se pegue al suelo porque en vez de contrarrestarla, ambas fuerzas se suman.

No le quitemos mérito a esos frenos de carbono-carbono, porque si están es porque lo valen, pero cuidado con lo que no veis, porque suele hacer cosas espectaculares.

Los cascos en la F1.

1DYehODHablemos del Gran Circo. Hablemos de los cascos del Gran Circo. Si nos vamos a lo deportes de motor, todo y digo todo, tiene una función, no hay ni un solo elemento que no sirva para nada. Y te preguntarás que tiene esto que ver con el casco, el cual tiene una función más que evidente y de gran importancia. El casco es uno de los elementos de seguridad más importantes, sin embargo yo no vengo a hablar aquí de seguridad, o al menos esta vez no (tampoco digo que sea menos importante). Vengo a hablar de la aerodinámica y su relación con los cascos. ¿¡¿¡¿Cómo!?!?! Ya empezamos con las cosas raras.

Como acabo de decir, todo tiene su función en un coche de F1. Pero si una misma cosa puede tener más de una función, muy bien. Y si además está optimizada para las dos cosas, fantástico. El casco, un elemento fundamental para la seguridad del piloto que está diseñado para soportar cargas y golpes que quizás ni te imaginas, ni te has planteado que existan. Pero además tiene su función a nivel aerodinámico.

La forma de los coches de F1 tienen su por qué, evidentemente, para entre otras cosas llevar el flujo de aire hacia ciertas zonas. Pues el casco no está ajeno a esta condición y también se utiliza para redireccionar el aire. El flujo de aire que llega a la posición del casco puede ser orientado hacia dos zonas diferenciadas:

  • Entrada de aire del motor. Que importancia tiene la cantidad de aire que entra… pues en la potencia que genera el motor, ni más ni menos. No es una cuestión menor. Y una buena condición de aire de tal manera que la cantidad que entra sea la adecuada puede darnos unos pocos de caballos más, y teniendo en cuenta que estamos yendo a la milésima de segundo, pues puede suponer muchas cosas.
  • Hacia la zona posterior del coche. Una buena orientación del aire puede suponer una mayor eficiencia tanto del alerón trasero como del difusor. El aumento de estas prestaciones será considerable, ya que un pequeño cambio en el flujo de aire puede generar fuerzas muy grandes.

cascos-tecnica-02

Y he dicho al principio “puede”, porque dependiendo de lo que nos interese más (pongamos que somos aerodinamistas… ¿por qué no? :D), se diseñará un casco con una forma diferente, dependiendo qué queremos que predomine. Si nos interesa un flujo de aire orientado a la toma de aire del motor, el casco debe tener una forma tal que oriente el aire a la zona superior y se tiene que tener en cuenta una desviación del aire no necesario que ira hacia la parte posterior. Pero si buscamos que el flujo de aire vaya hacia la parte posterior, el casco debe poner poca resistencia, de tal manera que la perturbación del flujo sea mínima.

Así que, todas las curvas, esquinas (pocas), protuberancias y todo eso que hace que el coche de F1 tenga la forma que tiene esta premeditada. Y esa curva de la parte de atrás del casco Alonso tiene su razón de ser.

Efecto Magnus, ¿quién eres tú y que haces aquí?

Ya que este fin de semana comienza la liga de fútbol (con lo bien que estaba yo), voy a contaros algo sobre este deporte y alguno de sus goles.

Voy a empezar con un golazo de Messi. Supongo que todo el mundo  haya visto este o alguno semejante, pero de todas formas aquí os dejo uno, para situarnos.

¡¡¡Qué ha pasado con ese balón!!! Parecía que no, pero al final si. ¿¡¿¡Como ha sido eso?!?! ¿¡¿¡Que alguien me lo explique?!?! Yo veo
estas cosas y pienso: “La física es algo maravilloso”

Bueno, pues la culpa de todo esto la tiene el Efecto Magnus. Si no llega a ser por la existencia de este efecto aerodinámico, ese gol no habría entrado y otro tan célebre como el de Roberto Carlos en el Mundial de 1997.

De que va esto, en que consiste y como se produce. Este efecto se produce cuando tenemos un objeto en rotación inmerso en un fluido. Por esta rotación se creará un flujo rotacional a su alrededor. Eh… ¿!un que?! Tranquilo, no hace falta que te quedes con esas dos palabras. La situación que se da es la siguiente: por un de los lados el movimiento del objeto sigue el sentido del flujo de aire que rodea a dicho objeto, lo que produce una aceleración del fluido; sin embargo, por el otro el movimiento es contrario al flujo de aire, por lo que hay una deceleración del fluido. Como consecuencia se obtiene un cambio en las presiones, disminuyendo la presión en la parte donde se acelera el fluido y aumentando la presión en la zona donde se declare el fluido. Esta diferencia de presión genera una fuerza perpendicular al flujo hacia la zona donde la presión es menor. Lo tienes ¿no? Bueno, quedaría algo tal que así:

efecto-magnus1

Los jugadores al golpear la pelota generan una rosca de tal manera que el giro sea hacia el interior para poder esquivar la barrera y que luego este se dirija a portería.

Como decía, el gol de Roberto Carlos es un ejemplo exageradísimo donde se ve como el balón se abre hacia a fuera y a continuación se cierra hacia la portería. Observa:

Así que esto es el famoso “efecto” que se oye en todas las tertulias, debates y demás conversaciones sobre fútbol que se producen después de ver goles como estos.