En los anteriores artículos hemos explicado cómo es el fondo plano que emplean los monoplazas de F1 y cómo funciona. En este, sin embargo, no vamos a profundizar más en él, sino que vamos a explicar por qué fue necesaria su introducción en la Fórmula 1. Y para ello, tenemos que hablar de cómo el equipo Lotus aprovechó por primera vez el efecto suelo con el Lotus 78.
Como ya contamos en el artículo sobre la historia de la aerodinámica en la F1, hasta finales de los años 70, la aerodinámica se basaba fundamentalmente en el uso de alerones y estilización de la carrocería del monoplaza. Sin embargo, en 1977, Colin Chapman decidió expandir el concepto de los alerones a todo el vehículo.
Sabemos que cuando un cuerpo se mueve a escasa altura del asfalto, el aire que fluye entre ambos se acelera y, por el principio de Bernoulli, ve su presión reducida. Si además ese cuerpo tiene forma de ala invertida (como la que tienen los alerones), la relación entre el downforce y el drag que genera es bastante grande. Esto es debido a que el aire se va expandiendo poco a poco una vez ha pasado por la zona de menor distancia al suelo. De esta forma, con este tipo de perfiles, se consigue aumentar el agarre del vehículo al asfalto sin incrementar en demasía su resistencia al avance.
El equipo Lotus aprovechó esta idea para diseñar los bajos de sus pontones con forma de ala invertida. Así, el aire se aceleraba al pasar por debajo de ellos y se iba expandiendo poco a poco posteriormente. El funcionamiento era, por tanto, similar al del actual difusor.
En la siguiente imagen, se puede ver en la mitad izquierda del monoplaza el interior del pontón, donde se encuentra colocado el radiador. En la mitad derecha, se observa la forma inferior del pontón, que efectivamente, tiene forma de ala.
Sin embargo, la genialidad del diseño de Chapman no acabó aquí. Como ya hemos comentado, bajo los pontones se generaba una zona de gran depresión que hacía que el downforce del monoplaza se incrementase. No obstante, el aire, como cualquier otro fluido, se mueve de zonas de alta presión a zonas de baja presión. Este hecho originaría que el aire que se encontrase en los alrededores del monoplaza fuese absorbido por la depresión bajo los pontones. Como consecuencia, la presión se incrementaría de nuevo en esa zona y se perdería así la posible carga aerodinámica generada.
Para impedir estas pérdidas, los ingenieros de Lotus decidieron unir los pontones con el asfalto, creando de esta forma un conducto cerrado de baja presión bajo ellos. La solución fue incorporar un sistema de faldas deslizantes, que caían desde los laterales de los pontones y se encontraban siempre en contacto con el asfalto. Estas faldas de goma podían subir y bajar en función de los cambios de altura respecto al suelo provocados por la suspensión del vehículo. De esta forma, al tener un conducto a cada uno de los lados del monoplaza, ambos totalmente cerrados en sus laterales y con forma de ala, se generaba una gran diferencia de presiones entre la parte superior e inferior del vehículo. Este hecho permitió por primera vez a los pilotos circular por curva a grandes velocidades.
Desgraciadamente, el sistema de faldas flotantes no era perfecto y, en muchas ocasiones, se quedaban atascadas. Cuando esto ocurría, dejaban de sellar el conducto creado bajo los pontones y provocaban pérdidas súbitas de carga aerodinámica, lo que originó fatales accidentes. Por ello, en 1983 se prohibió el empleo de suelos con forma alar y se instauró la obligatoriedad del uso del fondo plano, buscando aumentar la seguridad.
La época del efecto suelo en la Fórmula 1 fue corta, pero marcó la senda a seguir para los posteriores desarrollos. La normativa de 2021 (que finalmente se adoptará en 2022) reintroduce la posibilidad de trabajar sobre él, por lo que los equipos deberán dedicarle muchas horas de investigación para encontrar la configuración con la que más cómodos se encuentren.
Referencias:
[1] Longo, T., Mario Andretti in the Lotus 78 at the 1977 Monaco Grand Prix. Online: https://www.pinterest.es/pin/320177854755694848/
[2] Historic Motorsport Central, (29 de octubre de 2015) #Focus – Ground Effect for Dummies. Online: https://historicmotorsportcentral.com/2015/10/29/focus-ground-effect-for-dummies/
[3] g-force_addict, (19 de octubre de 2013) Lotus 78 wheel effect on sidepod Venturis?. Online: https://www.f1technical.net/forum/viewtopic.php?t=15573
Katz, J., (1995). Race Car Aerodynamics: Designing for Speed, Cambridge, USA, Bentley Publishers.
Newey, A., (2017). How to build a car, Londres, Reino Unido, Harper Collins Publishers.
Sommerfield, M., (19 de febrero de 2017) F1 en retrospectiva: La era del efecto suelo. Online: https://lat.motorsport.com/F1/news/f1-en-retrospectiva-la-era-del-efecto-suelo-874623/1620283/
Formula 1 Dictionary, Ground effect. Online: http://www.formula1-dictionary.net/ground_effect.html
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