Como ya se adelantó en el artículo donde se explicaba qué es el drag, existen tres fuentes de resistencia al avance. Las dos primeras, el drag debido a fricción y el drag de forma, que juntas conforman el drag parásito, ya han sido explicadas en artículos previos. Sin embargo, aún tenemos que hablar del drag inducido, la última de sus componentes. Además, esto nos va a permitir explicar una de las funciones que tienen los endplates de los alerones de los monoplazas.
El drag inducido aparece en cualquier pieza aerodinámica que genere sustentación o carga aerodinámica. Vamos a explicarlo poniendo como ejemplo un alerón de Fórmula 1 (en principio sin endplates). Como ya sabéis (y os hemos contado en el artículo sobre el funcionamiento del alerón trasero), su superficie inferior genera una zona de baja presión y la superior una zona de alta presión. Además, el aire tiende a circular de las zonas de alta presión a las de baja. Por ello, el aire que se encuentre cerca de los extremos de la zona superior del alerón intentará pasar a la zona inferior, rodeando sus bordes laterales. Este movimiento de aire, junto con el avance del monoplaza, generará un torbellino o vórtice en cada uno de los extremos del alerón. Como ya se comentó en el artículo sobre el funcionamiento del alerón trasero, estos vórtices se pueden observar los días húmedos.
Debido a la intensidad que tienen estos vórtices, el aire que se encuentra alrededor del alerón se ve afectado, cambiando ligeramente su dirección. Como probablemente sepáis, los alerones están diseñados para un ángulo de incidencia del aire determinado, por lo que si se cambia dicho ángulo, se reduce su eficiencia. Todo esto resulta en un incremento de la resistencia aerodinámica al avance, por la aparición del drag inducido. Sin embargo, al contrario que en el caso del drag parásito, el efecto del drag inducido disminuye cuando se incrementa la velocidad a la que circula el monoplaza.
Y es aquí donde entra en juego el empleo de los endplates. Como ya os mostramos en el artículo sobre la historia de la aerodinámica en la F1, los primeros alerones estaban formados únicamente por el plano principal y sus soportes. Sin embargo, rápidamente los equipos decidieron colocar unas placas verticales, ovaladas al principio y rectangulares más adelante para tratar de impedir el movimiento de aire de la zona de alta presión a la de baja presión. Además, dichos endplates permitían aislar aún más la zona de baja presión, mejorando el downforce y reduciendo del drag total.
Generalmente, cuanto más grandes sean los endplates, mejor será el comportamiento aerodinámico del monoplaza. No obstante, sus dimensiones y formas suelen estar restringidas por la normativa.
Sin embargo, la incorporación de estos elementos a los alerones no hace desaparecer el drag inducido. Esto se debe a que la parte superior interior del alerón (la ubicada entre los dos endplates y sobre el plano principal) presenta una mayor presión que la zona exterior de los endplates, por lo que se genera ese movimiento de aire, aunque su efecto es menor. Este movimiento es el que provoca la aparición de los vórtices que a veces se observan en las puntas del alerón trasero.
La función de las branquias, cuyo empleo se ha restringido en 2019, tiene como objetivo reducir la intensidad de estos dos vórtices de punta. De esta forma, se consigue reducir aún más la resistencia aerodinámica al avance.
Referencias:
[1] Luca, (16 de abril de 2015). «Johen Rindt – South African GP – Kyalami 1969 – Lotus 49B #F1». Online: https://twitter.com/digione_79/status/588697346516582400
[2] Ruiz, A., (15 de febrero de 2019) McLaren MCL34, así es el Fórmula 1 de Carlos Sainz para la temporada 2019. Online: https://www.autofacil.es/formula-1/2019/02/15/mclaren-mcl34-formula-1-carlos/48842.html
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.
De Groote, S., (22 de abril de 2003) Rear wing aerodynamics. Online: https://www.f1technical.net/articles/9
Piola, G. & Somerfield, M., (26 de agosto de 2019) F1 tech race: Giorgio Piola on 2019’s rear wing updates. Online: https://www.motorsport.com/f1/news/giorgio-piola-rear-wing-updates/4520816/?nrt=54
Urlings, A., (24 de abril de 2016) Rear Wing Endplates in F1: An Extensive Analysis. Online: https://www.f1technical.net/features/20279
Oriol, (10 de agosto de 2018) Alerón Trasero. Online: https://www.formula1atmosphere.com/aerodinamica/aleron-trasero/#Partes_de_un_aleron_trasero_de_Formula_1
Somerfield, M. & Piola, G., (18 de octubre de 2018) The McLaren Formula 1 concept that inspired Mercedes and Ferrari. Online: https://www.autosport.com/f1/news/139456/mclaren-idea-that-inspired-mercedes-ferrari
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