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La aerodinámica en el automóvil
Tiene gran importancia, sobre todo en el diseño ya que con una buena aerodinámica se pueden reducir el consumo de combustible y mejorar el comportamiento dinámico al aumentar las velocidades. Por lo general los fabricantes buscan ofrecer la menor resistencia posible al aire.
Hacia fines del siglo XIX, Aurel Persu un ingeniero rumano fue uno de los precursores que aplicaron principios de la aerodinámica al automóvil, concluyendo que el vehículo debería tener la forma de una gota de agua, tendencia que tendría influencia hasta la actualidad.
La aerodinámica es la rama de la física que estudia las interacciones entre el aire como fluido y el automóvil, mientras que la mecánica de fluidos estudia el movimiento de los gases y líquidos, así como las fuerzas que intervienen.
La dinámica nos explica que si un objeto cae a través de un fluido gaseoso o líquido, experimenta una fuerza en sentido opuesto a su movimiento. El objeto alcanzará su velocidad máxima o terminal cuando la fuerza que se opone al movimiento sea igual a la fuerza de la gravedad que en este caso tira de él. La fuerza de la fricción entre el objeto y el fluido se denomina “arrastre” y es equivalente a la suma de todas las fuerzas aerodinámicas o hidrodinámicas que tienen la dirección del flujo del fluido externo o sea que actúa opuestamente al movimiento del objeto.
En el automóvil se define como resistencia aerodinámica a la fuerza que se opone al avance del automóvil al desplazarse inmerso en el aire y que es resuelta por la potencia del motor. Sin embargo, las fuerzas aerodinámicas se incrementan de manera exponencial con el aumento de la velocidad, influyendo significativamente sobre la estabilidad de marcha. El comportamiento del flujo laminar en un fluido fue descripto en 1738 por Daniel Bernoulli (1700-1782) un matemático, estadístico, físico y médico holandés-suizo que marca un hito para su posterior aplicación en la aviación y el automóvil.
Según postula Bernoulli, las láminas de fluido que adquieren mayor velocidad disponen de menor presión, este fenómeno es utilizado para dar sustentación a los aviones en lo que se conoce como efecto ala.
La misma idea, pero a la inversa o sea provocando empuje hacia el suelo es la que utilizan los automóviles para mejorar la tenida y la velocidad en curva.
Así pues si en un vehículo instaláramos un alerón con forma de ala invertida se conseguirá mantener el coche más pegado al suelo debido al empuje vertical descendente (downforce)
La resistencia al avance que opone nuestro coche se expresa en valores sin dimensión con el término Cx bajo la denominación de coeficiente de resistencia aerodinámica.
Para evitar efectos indeseados en las fluctuaciones sobre cualquiera de los ejes se utilizan spoilers y alerones, que proporcionan una “carga aerodinámica”. Mientras el flujo del aire opone una resistencia que se denomina arrastre, la carga aerodinámica busca canalizar los flujos de manera eficiente.
En los túneles de viento se estudia la incidencia del aire en la carrocería y se van modificando las formas para canalizar adecuadamente los flujos de aire.
Cuando menor sea el Cx de un vehículo mejor será su aerodinámica, en la que también influye los accesorios tales como los espejos retrovisores, molduras, manijas, etc. que también son objeto de estudio.
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