La importancia de la aerodinámica ha sido reconocida a través de gran parte de la historia de las competías de autos de carreras. Desde los comienzos de la carrera Indianapolis 500 (Indy 500), los coches ya eran construidos con los cuerpos aerodinámicos. Sin embargo, la tecnología del motor, la suspensión, y los neumáticos era más importante en aquella época. La aerodinámica del automóvil no fue estudiada detenidamente sino hasta principios de la década de 1960. La reducción de la resistencia del aire sigue siendo importante, pero un nuevo concepto (idea) ha tomado prioridad: la producción de una fuerza aerodinámica dirigida hacia abajo (sustentación negativa), que es considerada más importante que la reducción de la resistencia.

Desde el principio de las competencias de autos de carreras, los coches se han vuelto más y más rápidos. A principios de la década de 1960, la velocidad ya habían alcanzado un nivel peligroso. Para disminuir la velocidad y aumentar la seguridad, se decretaron algunas reglas para limitar la potencia del motor y talla de los neumáticos.

Puesto que la resistencia del aire producida por el vehículo y los neumático ya había sido reducida, los diseñadores necesitaban encontrar alguna otra cosa que les diera a sus coches una ventaja sobre los demás. Ahora, la mayoría de los automóviles producen sustentación. Conforme la velocidad aumenta, la fuerza de sustentación aumenta y el coche se vuelve inestable. El coche debe poder permanecer en la pista y dar vuelta casi constantemente.

Para contrarrestar el problema de la sustentación, los autos de carreras modernos están diseñados para producir sustentación negativa. Esto significa que al auto se le agregan algunos dispositivos que causan que el coche presione contra el suelo y se mantenga más cerca de él. Estos dispositivos neutralizan la sustentación producida por el coche o crean de hecho sustentación negativa.

Hay varios métodos que se utilizan para reducir la sustentación o para crear fuerza hacia abajo. Estos métodos incluyen interceptores aerodinámicos (spoilers) y efectos de tierra. El tipo de dispositivo utilizado depende de la clase de competencia y de las restricciones (reglas) que hayan sido impuestas.

Los dispositivos disponibles más simples son un tipo de presas de aire delanteras e interceptores aerodinámicos traseros. Estos dispositivos tienen realmente varios efectos positivos. Al reducir el flujo del aire por debajo del vehículo, una presa de aire delantera reduce la resistencia del automovil. Además, inmediatamente detrás de la presa de aire, la presión también se reduce, lo cual ayuda a que el radiador reciba un flujo de aire fresco. Al mismo tiempo, la sustentación se reduce en la parte de enfrente del coche.

El interceptor aerodinámico trasero puede reducir la separación del flujo en la ventana posterior, lo cual reduce la resistencia del aire. También hace que aumente el flujo del aire por debajo del auto, lo cual promueve la generación de una fuerza hacia abajo en la parte posterior del coche.

Se utilizan alas reales en los autos de carreras de Fórmula Uno, Indy, y Grupo C. Sin embargo, las alas se invierten (se colocan con la parte de arriba hacia abajo) para producir una fuerza hacia abajo en lugar de sustentación hacia arriba. Al instalar las alas cerca del suelo, se pueden producir cantidades más grandes de esta fuerza que apunta hacia abajo. Esto se debe al aumento de la velocidad del flujo entre la ala y el suelo. El aumento en la velocidad del flujo causa que la presión en la superficie inferior de la ala disminuya, y que, por consiguiente, la fuerza hacia abajo aumente.

Las placas en las puntas de las alas, como muestra la ilustración, se utilizan para aumentar la cantidad de fuerza que se produce hacia abajo. Las placas son similares a las aletillas que se utilizan en muchos aviones. Estas placas reducen la resistencia del aire, además de aumentar la fuerza hacia abajo.

Otro de los dispositivos que se utilizan es el conocido como "strake". Estos dispositivos se usan comúnmente en los aviones de alto rendimiento. En un avión, el strake produce sustentación. En un auto de carreras, la mayorí de las veces el strake es utilizado en combinación con una ala montada en la parte de atrás para aumentar la fuerza hacia abajo en la parte posterior del carro.

Los strakes también pueden estar instalados en la parte de enfrente del coche. Se utilizan en carros que no tienen alas delanteras. Estos strakes se pueden ajustar para balancear la fuerza hacia abajo entre el strake delantero y el strake trasero.

Otro dispositivo que se utilizaba para aumentar la fuerza hacia abajo eran las "faldillas", las cuales se montaban en los lados del coche y cerca del suelo. Entre más cerca del suelo estaba la faldilla, mayor era la fuerza hacia abajo que se producía. Pero si por alguna razón la faldilla se despegaba repentinamente, ocurría una enorme pérdida de fuerza hacia abajo. Esto podía fácilmente originar que el piloto perdiera el control del coche. Por tal motivo, se prohibió el uso de faldillas en la mayoría de las competencias.

La prohibición de las faldillas condujo al desarrollo de canales en la parte de abajo del carro. Estos canales se extienden de la parte de enfrente a la parte de atrás. Conforme la velocidad del aire que corre a través de los canales aumenta, la presión disminuye. Si se permite que entre aire de los lados, se forma un vórtice muy fuerte. Este vórtice ayuda a estabilizar el flujo que corre por debajo de todo el vehículo. De esta forma, estos canales aumentan la fuerza hacia abajo y disminuyen la resistencia del aire del vehículo.

En las carreras de Fórmula Uno y NASCAR, los canales en la parte de abajo de los autos no están permitidos. Por lo tanto, se agrega una pequeña inclinación detrás del eje trasero. Esta inclinación tiene el mismo efecto que los canales, sólo que en menor grado. Sin embargo, hay que recordar que en las carreras de autos cualquier ayuda cuenta.

La fuerza hacia abajo tiene que estar bien distribuida entre la parte delantera y la parte trasera del coche. Si el carro tuviera una carga más grande en la parte de enfrente que en la parte de atrás, no será estable. Cuando la parte trasera tiene una carga más grande, el coche se estabiliza. El balance no deja de ser importante, porque si el auto es demasiado estable, resulta difícil dar vuelta.

El instalar una ala en la parte delantera de un auto Indy podría causar problemas. La instalación de una ala delantera causa que el flujo del aire se desvie de las entradas de aire fresco. Esto se puede puede solucionar cortando una porción de la ala cerca del encastre (la base de la ala). Esto puede resultar en una mucho mejor distribución de la fuerza hacia abajo al mismo tiempo que se mantienen las entradas de aire despejadas para una mejor circulación de aire fresco.

Para los prototipos de carreras, el uso de una ala delantera crea diferentes problemas. La ala puede hacer que el flujo de aire se devie por encima del coche y se aleje de los canales de la parte de abajo del auto. La fuerza hacia abajo en el eje trasero se reduce. Usando una superficie superior cóncava, los efectos de una ala delantera se pueden simular (imitar) sin tener que desviar el flujo de la parte de abajo del coche. Esto puede mejorar la distribución de la fuerza hacia abajo entre el eje delantero y el eje trasero.

La colocación de la ala posterior también podría resultar problemática. El papel principal de una ala posterior única es ayudar al flujo que corre por debajo del coche. Pero la fuerza hacia abajo se reduce al instalar esta ala. Para recuperar parte de la fuerza pérdida, una segunda ala se coloca más arriba, encima de la primera ala. Las reglas de las competencias de autos de carreras limitan la altura a la que se puede colocar la segunda ala en los prototipos y coches de Forumula Uno, pero las reglas de las carreras Indy sólo permiten una ala en la parte posterior del coche.

Las llantas también crean resistencia aerodinámica en los coches que tienen las ruedas descubiertas. Esto se debe a la separación del flujo de aire detrás de los neumáticos. Se han utilizado varios artificios (trucos) para tratar de disminuir esta resistencia. Generalmente se utiliza una simple placa para desviar el aire alrededor de la llanta, reduciendo así la separación del flujo.

Los pilotos aprovechan la aerodinámica el día de la carrera para sacar ventaja. Siguiendo a otro coche lo más cercano posible, un piloto puede lograr reducir la resistencia de su auto y gastar menos combustible (a esta práctica se le conoce como "drafting" y es utilizada muy a menudo por los pilotos de NASCAR, particularmente. La resistencia del carro de enfrente también disminuye porque la separación del flujo en la parte posterior es menor debido al coche que lo sigue. Sin embargo, conforme los coches se acercan uno al otro, la cantidad de sustentación y fuerza hacia abajo varí. Esto representa un problema porque significa menos estabilidad para ambos coches.

Los prototipos y los autos de carreras Indy utilizan canales en la parte de abajo, lo cual hace que la práctica del drafting no sea una buena opción. Estos canales provocan que el flujo de aire proveniente del coche de adelante sea altamente turbulento (desordenado). Esto, a su vez, tiene un efecto negativo en los dispositivos aerodinámicos del vehículo que va siguiendo al primero. Por lo tanto, en este tipo de carreras, el piloto que va al frente podría utilizar los efectos aerodinámicos de su vehículo para hacer que los coches que lo siguen pierdan velocidad al forzar a los demás pilotos a conducir en su estela (turbulencia).

Debido a la fuerza aerodinámica que se genera hacia abajo, la velocidad que alcanzan los autos de carreras ha seguido elevándose. Constantemente se realizan cambios en las reglas que rigen el uso de dispositivos en el vehículo, así como en los esfuerzos que realizan los diseñadores para desarrollar nuevos dispositivos que aumenten la velocidad.

Conforme la aerodinámica de los autos de carreras cambia, también cambian las técnicas de los pilotos. Pronto podría desarrollarse una nueva rama en la aerodinámica de los automóviles, ya que actualmente se está intentando ¡romper la barrera de sonido en un automóvil!

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Last modified: Fri Jul 10 16:29:22 PDT 1998

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