Aerodinamica en la Formula 1

La aerodinámica en la Fórmula 1 se ha convertido en una pieza clave para este deporte, donde las escuderías que compiten invierten cientos de millones de euros en su investigación y desarrollo cada año. Los ingenieros especializados en diseño aerodinámico tienen dos preocupaciones principalmente: La primera, crearcarga aerodinámica, lo que permite aumentar la adherencia sobre la pista mejorando el ángulo de deriva lateral. Y la segunda, minimizar la resistencia aerodinámica. Desde finales de 1960, los equipos comenzaron a experimentar con los alerones que todos conocemos hoy día. Los alerones en los coches de carrera operan exactamente con el mismo principio que las alas de los aviones, sólo que al revés. El aire fluye a diferentes velocidades sobre los dos lados del alerón (por tener que desplazarse a diferentes distancias sobre sus contornos) y esto crea una diferencia de presión, una ley científica conocida como Principio de Bernoulli. Como esta presión intenta equilibrarse, el alerón trata de moverlo en la dirección de la baja presión. Al igual que los aviones usan sus alas para generar la elevación, los coches de carreras lo utilizan para crear carga aerodinámica. Un coche moderno de Fórmula 1 es capaz de desarrollar 3,5 G de fuerza (tres veces y media su propio peso) a través de la carga aerodinámica, lo que significa que en altas velocidades podría rodar boca abajo sobre un techo sin caerse durante su desplazamiento. Los primeros experimentos con alerones móviles y las nuevas monturas produjeron algunos accidentes espectaculares, provocando que en la temporada de 1970 de la Fórmula 1 se introdujeran nuevas regulaciones para limitar el tamaño y la ubicación de los alerones. Evolucionado con el tiempo, esas normas siguen estando presentes en gran medida hoy día. A mediados de la década de los 70, el “efecto suelo”había sido descubierto. Los ingenieros de Lotus idearon un diseño especial de la parte inferior de la carrocería para lograr un efecto Venturi que disminuía la presión del aire debajo del monoplaza, provocando que la diferencia de presiones generase una succión que “aplasta” al vehículo contra el suelo, mejorando el agarre, y, por ende, la toma de curvas a mayor velocidad. Otra técnica que se desarrolló a través de este descubrimiento, fue el famoso Brabham BT46B, diseñado por el ingeniero Gordon Murray. Se trataba de un sistema que permitía la extracción del aire debajo del vehículo mediante un ventilador situado horizontalmente, aunque fue prohibida casi de inmediato por la FIA. A pesar del desarrollo de túneles de viento más avanzados y el aumento de la potencia de cálculo utilizada por los departamentos de aerodinámica de la mayoría de las escuderías, se sigue aplicando los principios fundamentales de la aerodinámica en la Fórmula 1: crear la máxima cantidad de carga aerodinámica para la cantidad mínima de resistencia aerodinámica. Cada superficie única de un moderno coche de Fórmula 1, desde la forma de la suspensión al casco del piloto, tienen sus efectos aerodinámicos considerados. Al desplazarse el monoplaza, el aire es interrumpido generando un flujo de separación desde la carrocería, dando como resultado turbulencias que provocan resistencia aerodinámica. Si observas los últimos modelos, podrás ver que se ha empleado casi el mismo esfuerzo en reducir la resistencia aerodinámica como en incrementar la carga aerodinámica, desde la implementación de las placas finales verticales en los alerones para prevenir la formación de vórtices hasta placas difusoras montadas bajo la parte posterior, que ayudan a compensar la presión del rápido flujo de aire que pasa debajo del coche. A pesar de esto, los diseñadores no pueden hacer que sus coches sean demasiados “resbaladizos”, dado que se debe garantizar el paso de una buena cantidad de flujo de aire para ayudar a disipar la enorme cantidad de calor producido por un moderno motor de Fórmula 1. Años atrás, la mayoría de los equipos de Fórmula 1 han tratado de emular el diseño de Ferrari conocido como “Narrow Waist”, donde la parte trasera del coche se hace lo más estrecha y baja posible. Esto reduce la resistencia aerodinámica y maximiza la cantidad de aire disponible para el alerón trasero. Losdeflectores laterales instalados en los lados de los coches también han ayudado a dar forma al flujo de aire y reducir al mínimo la cantidad de turbulencia generada. La regulaciones introducidas en 2005 obligó a los ingenieros aerodinámicos a ser aún más ingeniosos. En un intento por reducir las velocidades, la FIA privó a los coches de una parte de la carga aerodinámica, elevando el alerón delantero, adelantando el alerón trasero y modificando el perfil del difusor trasero. Los ingenieros rápidamente se pusieron a trabajar en el desarrollo de una variedad de soluciones complejas y novedosas, como los winglets con forma de “cuerno”que se vieron por primera vez en el McLaren MP4-20. La mayoría de estas innovaciones se prohibieron bajo unas regulaciones aerodinámicas aún más estrictas impuestas por la FIA en 2009. Estos cambios en la normativa fueron pensados para propiciar más adelantamientos, haciendo más fácil para un coche seguir a otro de cerca. Los nuevos reglamentos produjeron un cambio sustancial en los monoplazas, con alerones frontales más anchos y bajos, alerones traseros más estrechos y altos, y con una carrocería en general mucho más “limpia”. Quizás el cambio más interesante, sin embargo, fue la introducción de la“aerodinámica móvil”, haciendo que los pilotos fuesen capaces de hacer ajustes limitados en el alerón delantero durante una carrera. A partir del 2011 se comenzó a utilizar el DRS (Drag Reduction System), situado en el alerón trasero. Esto también dota a los pilotos de la capacidad de hacer sus propios ajustes que mejoren el comportamiento del monoplaza, pero la disponibilidad del sistema es limitada electrónicamente, pudiendo ser usado en cualquier momento en los entrenamientos y clasificación (a menos que un piloto esté conduciendo con neumáticos de lluvia), pero durante la carrera sólo se puede activar cuando un piloto se encuentre a menos de un segundo del coche de delante en puntos pre-determinados de la pista. El sistema se desactiva a continuación, una vez que el piloto frena (el funcionamiento del DRS lo trataremos con más profundidad en próximos post).

Hawthorn y Ferrari

Resumen del Campeonato 1958 de la F1, ganado por el gran piloto inglés Mike Hawthorn a los mandos de una Ferrari con reputación de "coche maldito".

El mundial de 1958 será recordado por los múltiples acontecimientos que ocurrieron en él, algunos dramáticos otros simplemente novedosos que contribuían a modernizar poco a poco la F-1. Juan Manuel Fangio, penta campeón del mundo (1951,54,55,56,57) se retiraba en lo mas alto de su carrera para convertirse en una especie de reliquia viva propiedad de Mercedes.

Maserati anunciaba por su parte que esta seria su última temporada en la máxima categoría del motor al tiempo que Ferrari y Vanwall quedaban casi como las únicas marcas que lucharían con opciones por el nuevo campeonato de constructores que premiaba la regularidad de las escuderías a lo largo de las diferentes pruebas.

Cooper así mismo continuaba con el proyecto de los monoplazas de motor trasero, inspirado en los Auto-Unión alemanes de pre-guerra y empezaban a dar serios avisos sobre lo que se avecinaba en la competición. Esto se demostró en las dos primeras carreras, en Argentina y Mónaco donde ganaron los pequeños monoplazas de John Cooper que se comportaban extraordinariamente en los trazados con muchos virajes.

Stirling Moss que volvía a luchar obsesionadamente por su esquivo título mundial, dejaba precisamente a Cooper para tomar un volante en Vanwall, consiguiendo un total de 4 victorias durante la temporada. Hawthorn pese a que solo consiguió para Ferrari la victoria en el GP de Francia, mantuvo una mayor regularidad a la hora de acabar carreras en los puntos mientras contemplaba impotente la muerte de dos de sus compañeros de equipo, Luigi Musso y Peter Collins en el plazo de un mes.

El título de pilotos se decidiría en la última prueba, el Grand Prix de Marruecos en Casablanca para el cual Moss necesitaba imperiosamente la victoria, la vuelta más rápida de la carrera y que Hawthorn quedase por debajo de la segunda posición. Esto se cumplió durante 29 vueltas, momento en el que Tony Brooks(Vanwall) rompía una biela del motor después de contener de forma heroica los ataques de Hawthorn.

La desgracia final del equipo Vanwall sobrevino a 10 vueltas del final cuando a Stuart Lewis-Evans se le incendiaba el coche. El piloto envuelto en llamas y con el evidente shock, corrió en dirección contraria a los sanitarios que le hubieran podido salvar. Vanwall tuvo no obstante, el honor de convertirse en la primera marca que ganaba el campeonato de constructores, que con el tiempo ganaría casi tanta importancia como el de pilotos.

Moss había ganado la carrera pero Hawthorn, el campeonato y después de tanta muerte, decidió abandonar la competición. En Enero de 1959 encontraba la muerte en una carretera inglesa al salirse de una curva.

MUNDIAL DE 1958
1º M.HAWTHORN (GBR/FERRARI) 42 Ptos.

2º S. MOSS (GBR/COOPER/VANWALL) 40 Ptos.

3º T.BROOKS (GBR/VANWALL) 24 Ptos.

4º R.SALVADORI (GBR/COOPER) 15 Ptos.

5º P.COLLINS (GBR/FERRARI) 14 Ptos.

MARCAS
1º VANWALL 48 Ptos.

2º FERRARI 40 Ptos.

3º COOPER-CLIMAX 31 Ptos.

Por dentro y por fuera

Tanto por dentro como por fuera, un auto de NASCAR es una máquina sorprendente. Al detalle, estas son las caracteristicas mas sobresalientes.




La cabina de un auto de carreras en la NASCAR, se caracteriza por ser un sistema complejo de interruptores, indicadores y otros instrumentos que el piloto usa para monitorear cada aspecto del comportamiento del auto.


Los asientos son hechos a la medida para mantener al piloto cómodo, con una serie de innovaciones de seguridad diseñadas en cada cabina. A continuación te enumeramos las partes una por una.
1 TABLERO PRINCIPAL: Contiene interruptores para el arranque, la ignición y los ventiladores de enfriamiento.

2 TACÓMETRO: Monitorea las revoluciones por minuto (RPMs) del motor, ayuda al piloto a seleccionar los cambios y monitorear la potencia del motor.

3 TABLERO DE INDICADORES DEL MOTOR: Monitorea la presión de aceite del motor, la temperatura del agua, la temperatura del aceite, el voltaje y la presión del combustible.

4 INTERRUPTORES AUXILIARES: Pueden servir para varios propósitos, que incluyen encender el sistema de respaldo de la ignición, los ventiladores o el sistema de enfriamiento del casco.

5 INTERRUPTOR MAESTRO (MASTER SWITCH): Apaga el sistema eléctrico en caso de emergencia.

6 INTERRUPTOR PARA APAGAR LA IGNICIÓN: Apaga el motor en caso de emergencia.

7 BOTÓN DEL RADIO: Controla la comunicación con el pit y el spotter.

8 PALANCA DE CAMBIOS: Controla la transmisión manual de cuatro velocidades.

9 ASIENTO DE SEGURIDAD: Proporciona soporte y protección extra para la cabeza, hombros, costillas y extremidades inferiores.

10 LIMITADOR DE MOVIMIENTO PARA CABEZA Y CUELLO: NASCAR exige el uso de un sistema que limita el movimiento de cabeza y cuello para prevenir lesiones durante un incidente.

11 RED DE LA VENTANILLA: Dispositivo de seguridad localizado en la ventanilla del lado del piloto que ayuda a mantener la cabeza y brazos en el interior del auto durante un incidente.

12 ESPEJO RETROVISOR

13 CONDUCTO DE VENTILACIÓN DE AIRE FRESCO: Manda el aire de afuera a la cabina.

14 ESPEJO RETROVISOR PRINCIPAL

15 EXTINTOR DE INCENDIO: Automáticamente se activa en caso de incendio.

16 ARNÉS DEL CINTURÓN DEL ASIENTO: Mantiene al piloto amarrado seguramente en su asiento en caso de un incidente.

17 INTERRUPTOR DEL EXTINTOR: Descarga químicos contra fuego en la cabina en caso de incendio.

18 BOQUILLA DEL DESCARGADOR DEL EXTINTOR: Dirige el supresor de fuego en caso de un incendio.

19 GANCHO DEL CASCO: Proporciona un lugar para el piloto para guardar su casco cuando está afuera del auto.

20 SISTEMA DE IGNICIÓN: Colocado en el tablero de control del lado del pasajero, esta caja está programada para ayudar al motor a alcanzar el timing más preciso posible, para máxima potencia.

El auto de carreras con el cual compite el piloto colombiano Juan Pablo Montoya en la NASCAR requiere de un gran esfuerzo para construirlo y prepararlo, con ingenieros y técnicos altamente calificados y especializados en motores, chasis y amortiguadores.


Todo ese esfuerzo se refleja en el resultado: un auto de más de 800 caballos de fuerza, capaz de alcanzar velocidades de 200 millas por hora (321.8 Km/h). A pesar de toda esta potencia, el auto de carreras NASCAR también está diseñado con una serie de innovaciones de seguridad para ayudar a proteger al piloto en caso de un accidente.


Teniendo la puesta a punto correcta, el auto puede lograr altas velocidades sin ningun problema. Esta puesta a punto consiste en un amplio rango de factores, tales como amortiguadores y resortes, engranes, distribución del peso del chasis y mucho más. Todos estos factores tienen que ser manejados, ajustados y afinados para presentar el auto en condiciones óptimas para correr.


Cuando una puesta a punto es precisa, el auto puede alcanzar la velocidad tope desde el inicio, permitiéndo al piloto su completo control. Cuando la puesta a punto no es precisa, el auto no es tan rápido y es más difícil de controlar, lo cual significa que los tiempos de vuelta son más lentos.

1 SPLITTER DELANTERO: Le permite a los equipos afinar la carga aerodinámica delantera para pilotos y pistas en particular.

2 TOMA DE AIRE PARA FRENOS: Manda el aire externo a los discos de frenos y rotores para un enfriamiento adicional.

3 TOMA DE AIRE DEL RADIADOR: Manda el aire externo al radiador para enfriar los fluidos del motor.

4 PANELES DE LA CARROCERÍA (SALPICADERAS): Fabricados de lámina de metal unida en frío de calibre 24/0.0247 pulgadas (mínimo).

5 PERNOS DEL COFRE: Cuatro pernos de metal de liberación rápida con cables de alambre que mantienen el cofre cerrado.

6 CAVIDAD DE INDUCCIÓN DE AIRE: Aloja el aire más limpio que conecta la toma de aire en la base del parabrisas al carburador.

7 POSTE DEL GATO: Área en donde el encargado del gato coloca el gato para levantar el auto durante las paradas en pits.

8 JAULA: Una jaula de tubo de acero dentro del auto que protege al piloto durante impactos y volcaduras.

9 SEGUROS DEL PARABRISAS: Permiten quitar fácilmente el parabrisas en caso de que un piloto necesite ser sacado del auto.

10 DOBLE RIEL DEL BASTIDOR Y MATERIAL ABSORBENTE DE ENERGÍA: Una combinación de chapa de acero y materiales absorbentes de energía instalados entre las barras de la puerta de la jaula y los paneles de la puerta que atenúan la energía absorben un impacto.

11 RED DE LA VENTANILLA: Dispositivo de seguridad localizado en la ventanilla del lado del piloto que mantiene la cabeza y brazos del piloto dentro del auto durante un incidente.

12 CÁMARA DE TELEVISIÓN: Permite a los aficionados a NASCAR ver las carreras desde la perspectiva del piloto.

13 TIRAS DEL TOLDO: Dos tiras de aluminio de media pulgada de alto, las cuales van a lo largo del toldo para ayudar a impedir que el auto dé una voltereta cuando se va de lado durante un trompo o accidente.

14 SALIDA ALTERNA: También conocida como “escotilla del toldo”, permite que los pilotos salgan del auto en caso de una situación de emergencia.

15 ALERONES DEL TOLDO: Ayudan a impedir que el auto se eleve cuando se va de lado o hacia atrás durante un trompo o accidente.

16 CONDUCTOS DE ENFRIAMIENTO: Ayudan a sacar el aire caliente de la cabina.

17 LLANTAS DE CARRERAS GOODYEAR EAGLE: Neumáticos radiales sin dibujo diseñados específicamente para correr.

18 PERNO PARA AJUSTES: Área en donde los mecánicos usan una herramienta para ajustar la maniobrabilidad del auto al alterar la presión de la ala trasera.

19 ALA TRASERA AJUSTABLE: Manda flujo del aire sobre la parte trasera del auto, proporcionando un mejor balance y control en tráfico.

20 CÉLULA DE COMBUSTIBLE CON TOMA DE SEGURIDAD: Alberga 17.75 galones de combustible de carreras Sunoco dentro de una vejiga protectora, resistente a las perforaciones.

Karl Benz

Creador de una marca emblematica, Benz fue uno de los pioneros en la fabricación de coches en Europa.

Su nombre completo era Karl Friedrich Benz, nació el 25 de noviembre de 1844 en una ciudad alemana llamada Karlsruhe, estudia y se gradúa a los 20 años de ingeniero mecánico y aunque en sus comienzos no laboró para lo que había estudiado, se desempeñó en una fundición siempre teniendo en mente su objetivo: montar su propia empresa de motores.

Desde joven pensaba en medios de transportes que estuviesen impulsados por motores y no por animales, así comienza a experimentar con vehículos de 2 ruedas. Años después, al juntar cierto capital, logra asociarse para abrir un taller mecánico, y al año siguiente contrajo matrimonio con Bertha Ringer, mujer que fue parte importante en sus logros como inventor. Lamentablemente este negocio no prosperó y se fue a pique.

Este fracaso lo ayudó a trabajar en el desarrollo de motores, idea que tenía desde sus años de estudio. Es entonces en 1878 cuando logra desarrollar un motor de combustión interna de 2 tiempos; siete años después construye un triciclo que fue lo que lo hizo famoso, ya que tenía un motor, un solo cilindro y 0´88 caballos de fuerza.

En las primeras pruebas que se le hicieron a este motor en Munich, las cosas no salieron como él esperaba, lo que provocó burla entre los que veían las prácticas. Aún así logra la patente nº 37435 modelo Motorwagen (vehículo de 3 ruedas, de peso ligero y capaz de alcanzar los 15 Km./h) como creador del primer vehículo capaz de moverse con un motor de combustión interna.

Así el primer paso estaba dado. Ya con la patente en la mano, el paso siguiente era seguir desarrollando y evolucionar. Primero que nada, Benz tomó las experiencias en mejoramiento de motores de 4 tiempos en 1884 de Gottlieb Daimler y Wilhelm Haybech. Uno de esos cambios que aplicó Benz a lo que ya había hecho Daimler, fue crear no sólo el motor, sino también un chasis adecuado para él; es increíble pensar que la empresa de Benz y Daimler en el futuro se fusionarían, pero sus fundadores nunca llegaron a conocerse.

Es bueno destacar, y como dato muy curioso, que Daimler nunca quiso conducir un automóvil, y peor aún fue su muerte, acaecida debido a los trastornos que le ocasionó un viaje realizado en uno de sus vehículos, a veces la vida es bien irónica, ¿no?

Más tarde, ocurre otro evento trascendental en esta historia que fue el descubrimiento de un hidrocarburo de gran importancia energética, al que se llamó Bencina. Su descubridor fue Eilhard Milscherlich. Este hidrocarburo con el tiempo se convertiría en el combustible ideal para los vehículos o autos a motor. Para 1886, los autos de Benz estaban listos para salir a la venta, el problema radicaba en que para esa época no eran muchas las personas que podían costearse un vehículo y mucho menos si la confiabilidad todavía estaba en entredicho, primero porque el vehículo era incómodo e inestable, la publicidad no los favorecía y al no tener posibles clientes, tampoco había muchas posibilidades de comerciar, y aquí entra en juego el tercer y último evento que solucionó los problemas de Benz, la ayuda y apoyo de su esposa, Bertha.

Al ver que el invento de su esposo no calaba confianza entre los alemanes, decidió realizar un viaje junto con sus 2 hijos entre las ciudades de Mannheim y Pforzheim con unos 100 Km. de recorrido en una carretera en estado deplorable, donde tuvo que empujar el auto en las subidas y hasta llenar el tanque de combustible por sí misma. Aún así logró terminar el recorrido al anochecer de ese mismo día, y marcó historia como el primer viaje largo en automóvil del que se tiene constancia.

Esta expedición, sirvió para dar confianza y credibilidad al vehículo y para animar a los usuarios a adquirir los coches, los pedidos no se hicieron esperar y 5 años después habían sacado un nuevo modelo de 4 ruedas, llamado Viktoria; luego una versión mejorada, “Velo”, primer auto fabricado en serie. Pasados los años, después de tanta gloria, Benz se ve obligado a separarse de la empresa junto a 2 de sus hijos.

La Benz se fusiona entonces con Daimler, pasándose a llamar Daimler&Benz en 1926 y posteriormente se convertiría en la Mercedes&Benz. Este nombre viene dado por el antojo de un Cónsul austríaco, que encargó a la Daimler la elaboración de 36 vehículos con 2 condiciones: la primera que tuviesen la licencia exclusiva para su comercialización en Francia y los Estados Unidos, y la segunda que ese modelo que se iba a fabricar tuviese y usara el nombre de su hija, Mercedes, modelo que participó en una competencia. El coche ganó sucesivas carreras, y llevaba pintado en el capó el nombre de su hija.

Karl Benz muere el 4 de abril de 1929 en Ladenburg, Alemania, dejándonos un legado de incalculable valor histórico, cultural y económico, ya que hoy en día los vehículos Mercedes Benz son unos de los mejores del mercado, costoso y hasta exclusivos.