Técnica : Descripción del cambio de reglas 2019 F1
Los test de Barcelona dejaron las primeras impresiones (y los primeros indicios de resultados) de cómo los equipos interpretaron los cambios de reglas
Fórmula 1 - Cambios reglamentarios 2019
Los exámenes de Barcelona dejaron las primeras impresiones (y los primeros indicadores de resultados) de cómo los equipos interpretaron los cambios de reglas. Estos cambios son mayoritariamente focalizados en las restricciones aerodinámicas con el objeto de disminuir la estela de aire turbulento que se genera en los autos y de esta manera para la persecución y sobrepasos en la situación de la carrera.
Descripción del cambio de reglas
- Alerón delantero: El alerón delantero debe estar ahora ubicado 25 mm más adelante, debe tener 2 metros de largo total (cubriendo todo el ancho permitido del auto) y puede ser 25 mm más alto respecto de las especificaciones regulatorias 2018.
Cuentan con nuevas restricciones tales como:
- El alerón puede estar conformado por un máximo de cinco elementos.
- Se introdujo una definición muy detallada de la forma y las medidas que pueden tener los elementos del alerón dentro de 400 mm desde la línea central del vehículo hacia el exterior.
- Las placas de texto ("placas finales") están definidas en su forma, quedando su geometría casi restringida una placa vertical plana (con un pequeño ángulo de deflexión en su borde de salida posterior) y puede incorporar una placa inferior ("Reposapiés").
- Número máximo de deflectores permitidos en la superficie inferior del ala principal es elementos locales y deben estar localizados en una zona especificada.
- Los 'Componentes auxiliares', tales como soportes, separadores de ranura entre flaps, ajustadores de ángulo de flaps, etc., también tienen nuevas restricciones
Más de 100 mm más alto, 100 mm más ancho, la solapa superior puede ser 20 mm más profundo que en 2018 y la apertura de DRS es 20 mm mayor ( un total de 85 mm de separación máxima entre el ala inferior y el colgajo superior con el sistema DRS accionado) - Alerón trasero: A partir de este año tiene que ser mandatoriamente 70 mm más alto, 100 mm más ancho, el flap superior puede ser 20 mm más profundo que en 2018 y la apertura de DRS es 20 mm mayor (un total de 85mm de separación máxima entre el ala inferior y el flap superior con el sistema DRS accionado)
Estos cambios en el alerón trasero apuntan a una mayor influencia del sistema DRS en la disminución del coeficiente de arrastre y también una mejora en las condiciones de salida del aire para mejorar la calidad flujo que enfrenta un vehículo que persigue a otro. - Entendiendo la dinámica de los flujos
La revisión del diseño de los alerones delanteros tiene como objetivo principal restringir la “expulsión lateral” de la estela de aire “sucio” que genera las ruedas delanteras con su rotación.
Gran parte de la carga aerodinámica ("fuerza aerodinámica") de los autos de F1 viene dada por la eficiencia de generación de carga del piso inferior y el difusor trasero.
Los elementos de carga enfrentados a corriente de aire libre y que hacen menor uso (o ninguno) de la interacción de su superficie con el piso (llamado efecto suelo o ground effect) tienen, para igual carga que la generada por el piso y el difusor posterior, un mayor coeficiente de arrastre (comúnmente llamado resistencia aerodinámica)
Por ellos los equipos han tratado de mejorar la eficiencia de generación de carga del piso plano y del difusor, tratando de hacerlos funcionar con aire más limpio. Llamamos aire limpio a aquel que tiene menores componentes de turbulencia, y mayor velocidad de movimiento en la dirección de avance del vehículo.
Flujo Turbulento
Flujo “limpio” o laminar
La mayor parte de esta turbulencia proviene de las ruedas delanteras por estar descubiertas y principalmente porque en su giro generan un flujo de aire inestable detrás de ellas y que naturalmente es arrastrado “aguas abajo” hacia la parte posterior del auto. Este flujo altamente turbulento tiene baja velocidad en la dirección de avance del vehículo y como la presión es inversamente a la velocidad de relativa del aire con la superficie con la cual interactúa, ese flujo turbulento tiene menor potencial de generar carga aerodinámica.
En la jerga de la mecánica de los fluidos a este tipo de flujo turbulento se lo llama flujo de baja energía, y ese flujo tiene menor capacidad de generar sustentación que un flujo “limpio” cuando interactúa con superficies aerodinámicas.
Por lo tanto, los equipos han trabajado mucho en el desplazamiento hacia “afuera” del aire turbulento generado por las ruedas tratando de acondicionar la dirección del aire en la zona por delante y en el interior de la rueda delantera (por medio de esa miríada de deflectores, generadores de vórtices y aceleradores de flujo que veíamos hasta el año pasado en las alas delanteras, en los conductos de refrigeración de frenos y hasta en las parrillas de suspensión (recordar los deflectores que Mercedes Benz introdujo en la conexión de la parrilla superior con el portamazas delantero en Barcelona 2018).
Esta capacidad de “barrido lateral” o “outwashing” se vio muy disminuida por la prohibición, a partir de 2019, de todos los elementos “extra” en las alas delanteras así como la simplificación de las tomas de refrigeración de aire y la regulación de la geometría de las placas de puntera del alerón. (es importante mencionar también que las mazas “sopladoras” que expulsaban aire hacia el exterior de la llanta a través de los ejes de rueda también fueron prohibidas)
Ese flujo direccionado hacia afuera del eje del auto, “barre” o “impulsa” la estela de aire turbulento de las ruedas delanteras, alejándola tanto como sea posible del eje central del auto para que no interactué aguas abajo con la superficie superior del difusor, las alas del alerón trasero, etc. tratando de que esos elemento tengan una mayor eficiencia aerodinámica.
A su vez este proceso se ve complementado por la acción de todos los deflectores situados en el “bargboard”, que constituían una cascada de acondicionadores de flujo y deflectores (entre la rueda delantera y las tomas de aire de los pontones laterales) que reforzaban la función de “barrido lateral” de la estela turbulenta de las ruedas. Esta zona también se vio reglamentada, limitando, por ejemplo, la altura de los elementos aerodinámicos instalados en ese sector.
Este es el efecto conocido como “outwash”, literalemente “lavado” y que comandó el diseño de los alerones delanteros de los vehículos en los últimos años.
Este “outwash” genera, como efecto colateral, una estela turbulenta mucho más ancha por detrás del auto que se desplaza y por ello el vehículo que está detrás, siguiendo a otro, enfrenta un régimen de flujo turbulento mucho más ancho que el auto que lo precede y obviamente bajo ese flujo de régimen inestable y de baja energía, su eficiencia aerodinámica decrece dramáticamente, imposibilitando seguir el ritmo del auto que lo precede. (aumentando además la temperatura de neumáticos, disminuyendo la eficiencia de refrigeración de frenos, de elemento de la unidad de potencia, etc.)
La F1 atacó primeramente este fenómeno, o sea el incremento año a año de la intensidad de “barrido lateral” o “outwashing”, entendiendo que éste es el principal causante de la pérdida de performance de un auto que gira en proximidad de otro e intentando, de esta manera, aumentar los sobrepasos y el espectáculo deportivo.
La introducción de este “paquete de regulaciones 2019” sería un primer paso hacia reglas con cambios más profundos y con efectos más notables (según prometen la FIA y Liberty Media) y que entraría en vigencia en 2021.
La manera en que los diferentes equipos enfrentaron este cambio reglamentario y las restricciones que, en teoría, deberían disminuir la carga aerodinámica de los autos respecto de 2017 y 2018 quedó evidenciada en los test de Barcelona 2019. En estas primeras especificaciones de los auto presentados en pista se pudieron ver los diferentes conceptos de diseño con los que cada escudería intenta recuperar los valores de carga que tenían con la anterior regulación.
Las soluciones presentadas por los equipos mostraron diferentes conceptos, diferentes caminos y que algunos casos difieren mucho unos de otros y que constituye un tema para tratar en un próximo artículo.
Crédito de las fotos: Craig Scarborough @ScarbsTech
Autor de la nota: Alejandro Bulla
