La nueva temporada del campeonato de F1 presenta numerosos cambios basados en el progreso científico-tecnológico. El más significativo es la vuelta del Efecto Suelo, un fenómeno que pretende eliminar uno de los grandes problemas que tiene la F1: la dificultad que tienen los pilotos para adelantar, lo que reduce notablemente el espectáculo.
Cuando un monoplaza avanza, la presión del aire es mayor en la parte frontal del coche que en la zona posterior. Para compensar ambas presiones aparece una fuerza que va de la parte delantera del coche a la trasera, frenando el vehículo. Es lo que se conoce como drag o resistencia.
Los avances en ingeniería no cesan en el ámbito de la competición automovilística. Foto: Leonardo.ai / Christian Pérez
Imaginemos ahora que otro monoplaza se acerca para adelantar. ¿Qué debe hacer para lograrlo? Acercarse muchísimo al coche que le precede (ponerse a rebufo) colocándose en su zona trasera donde hay baja presión. Ahí, la diferencia de presiones entre la parte delantera y la trasera del segundo coche será muy pequeña, por lo que sufrirá menos drag y podrá adelantar más fácilmente.
Pero a los pilotos les cuesta acercarse mucho al coche que les precede para adelantarlo. La razón es el aire sucio que genera el monoplaza que va delante. Se trata de aire caliente que produce muchas turbulencias. Cuando el coche que va detrás se encuentra con dichas turbulencias pierde el 35 % de su carga aerodinámica, lo que disminuye sus posibilidades de adelantar.
Para reducir el aire sucio los nuevos monoplazas han incorporado el Efecto Suelo. Basándose en el Principio de Bernoulli y en el Efecto Venturi los ingenieros han colocado un «suelo» formado por dos grandes canales que van de adelante hacia atrás. Así se logra que el aire fluya a gran velocidad por debajo del monoplaza, lo que genera una zona de muy baja presión en la parte inferior del coche. Como en la parte superior del vehículo existe una alta presión, aparece una fuerza de succión de arriba a abajo que equilibra ambas presiones y «pega» el coche al asfalto. Es lo que se conoce como el Efecto Suelo.
Como en la parte superior del vehículo existe una alta presión, aparece una fuerza de succión de arriba a abajo. Foto: Leonardo.ai / Christian Pérez
¿Qué ventajas proporciona? Entre otras que el monoplaza genere menos aire sucio. Como consecuencia, el coche que va detrás se encuentra pocas turbulencias, reduciendo la pérdida de su carga aerodinámica de un 35 % (sin efecto suelo) a un 4 % (con efecto suelo). Esto facilita mucho su acercamiento al coche que le precede y el adelantamiento.
Pero el Efecto Suelo ha dado lugar a un problema inesperado que no había aparecido en las simulaciones realizadas en los túneles del viento usando la dinámica computacional de fluidos. Cuando los coches tan pegados al suelo se encuentran baches o alcanzan grandes velocidades, los flujos de aire alrededor de los monoplazas se separan, pudiendo llegar a romper el Efecto Suelo.
La marsopa de Dall (Phocoenoides dalli). Foto: Istock
¿Y qué pasa entonces? Que el coche se eleva y se vuelve a generar la diferencia de presiones entre la parte superior e inferior del monoplaza. Para igualarlas aparece de nuevo la fuerza que succiona al coche hacia el asfalto, es decir, el Efecto Suelo.
La principal consecuencia de este sumatorio de fuerzas es que el monoplaza sufre una serie de oscilaciones verticales en las que el coche sube y baja pudiendo provocar daños en los coches (problemas en el chasis, pérdida de piezas, reducción de la aerodinámica…) y en los pilotos (continuos cabeceos que provocan dolores en las cervicales y en la cabeza).
¿Y qué tiene que ver esto con las marsopas? Estos cetáceos, al nadar, mueven su aleta caudal y su cuerpo inferior arriba y abajo, propeliéndose a través del movimiento vertical y golpeando la superficie del mar a la misma vez que se desplazan, de forma similar al movimiento oscilatorio vertical que realizan los nuevos coches de F1. Por ello, a este fenómeno se le ha bautizado como Efecto Marsopa.
A este fenómeno se le ha bautizado como Efecto Marsopa. Foto: Leonardo.ai / Christian Pérez
Para solucionar este problema las escuderías están modificando los coches, de forma que aparezca el Efecto Suelo, pero sin que se produzca el Efecto Marsopa, es decir, evitando que la succión se convierta en rebote. Toca seguir investigando.
Estimados lectores de Muy Interesante, el deporte, una actividad que apasiona a millones de personas, es una herramienta maravillosa para acercar la ciencia a la sociedad. Aprovechémonos de ello.
