Sr. Pera lunes, 18 de julio de 2011

Seguimos hablando sobre aerodinámica, y lo hacemos acercándonos un poco más a las aplicaciones a nuestros coches de calle. Nos centramos en dos elementos: El generador vortex (e intentamos aclarar la confusión que lo rodea) y el flap gurney (un gran desconocido en España, pero muy extendido en UK, USA y Japón). Vamos al lío...


Los conceptos básicos los hemos explicado en nuestra anterior entrega sobre aerodinámica. Es complicado, pero los damos por entendidos, y pronto los adaptaremos para subirlos a nuestro glosario. Ahora vamos a entrar a hablar de algunos dispositivos aerodinámicos que se acercan más a lo que nos gusta: los coches de calle y las preparaciones. Y en concreto abordamos los temas más controvertidos: El Vortex Generator y el Flap Gurney, porque hablar de alerones aftermarket es muy fácil...


Vortex Generator (o generador de vortex, que suena bastante terrible):

La gente piensa que es una placa con pinchitos que se pone al final del techo del coche para mejorar la aerodinámica del coche (hasta ahí vamos bien) haciendo que el aire baje hacia el alerón (ahí vamos mal). El funcionamiento de un vortex generator (en adelante lo llamaremos VG, que sino voy a erosionar el teclado) es bastante complejo, y si os digo la verdad, tras leerme varias lecciones sobre el tema aplicado a los aviones, todavía me cuesta comprenderlo en profundidad, pero al menos la parte que nos interesa la tenemos ya cubierta:


El aire que fluye sobre el coche puede dividirse básicamente en flujo laminar (el que va en la dirección correcta y fluye con chulería sobre el vehículo) y aire turbulento (el que se arremolina y la va liando, pero que igualmente nos puede servir en determinadas situaciones si lo sabemos manejar). El aire turbulento tiene más fuerza y crea una estela que dura más, y esas cualidades pueden servir en más de una ocasión, cuando el aire laminar al fluir no incide sobre una parte del coche porque se despega (formando lo que se llama una burbuja), o cuando la estela que persigue al coche se deshace rápidamente sin que aprovechemos todo su potencial.

Como hemos visto, el flujo laminar es obediente pero va perdiendo consistencia poco a poco a medida que pasa por el coche. Por ese motivo en los aviones se crearon unas placas con pinchitos planos (de forma triangular o rectangular según modelos), que crean una fina turbulencia. Ese pequeño flujo turbulento no llega a desmadrar todo lo conseguido en la parte laminar, pero sí alarga la estela, creando más fuerza. En el coche se aplica con el mismo principio, es decir, reforzar la intensidad del flujo aerodinámico hacia la parte final del coche, hacer que el alerón trasero trabaje con más caudal, y a mejorar y fortalecer el efecto aerodinámico de la parte trasera del vehículo.


Es sabido el ejemplo del Mitsu Lancer Evo 9, que llevaba este elemento de fábrica sobre la luneta trasera. El problema es que desde entonces (sobre todo debido a su aspecto agresivo) se pusieron de moda, y cualquier Juan Lanas anda comprando VG's en Ebay para poner en todo tipo de coches. Como estáis comprendiendo ahora, las piezas de aerodinámica del coche tienen bastante complicación, y no vale con poner un listón pinchudo en el techo de nuestro Renault 19 para mejorar el flujo de aire. Conozco a desgraciados que lo hacen y todavía se creen que sirve para algo. Y para que veáis hasta qué punto es difícil (y lo friki que puedo llegar a ser), leyendo sobre los VG's en avionetas particulares, hay demostraciones de que lejos de ser beneficiosos (se trataba el caso concreto de un conocido fabricante de piezas aftermarket para aviones), producían una pérdida notable en la velocidad de crucero de varios modelos de avión, y de paso empeoraban la velocidad de despegue de los mismos. Si eso pasa con un fabricante reputado para aeronáutica, piensa ahora lo que pasa con un fabricante barato de Ebay...   drama.


Flap Gurney (igualmente desconocido con el nombre de Wickerbill):

Es un efecto bastante curioso, que desafía un poco la lógica de los que no tratamos este tipo de cuestiones con frecuencia. Uno se piensa que los alerones funcionan guay en nuestra cabeza, y que el aire fluye por ellos "like Peter at home", y de repente te encuentras con un alerón que lleva en su filo final una especie de lámina que hace pared contra el aire, haciendo que el aire claramente choque contra él. Y en ese momento tu mundo se derrumba, todo pierde sentido, que paren el mundo que me bajo.


Pues como siempre pasa en este complicado mundo de ingenieros omniscientes, tiene una explicación razonable. Complicada pero razonable.

Dicho fríamente: A veces el aire que pasa por debajo del alerón se desprende de su superficie (al ir muy inclinado, el flujo de la parte inferior del ala no sube y se pierde downforce). El flap gurney "frena" el aire de la parte superior (aumentando de paso la presión del mismo), y crea vacío justo detrás de su "pared". El aire que pasa por debajo tiende a llenar ese vacío, creando una turbulencia que hace que no se desprenda más, y por tanto, mejorando el downforce notablemente. Mirad el siguiente dibujillo:


Duele un poco así dicho. Pero pongamos una metáfora: Mientras las mujeres en Ikea son como un flujo turbulento, que no para de dar vueltas por los pasillos y moverse sin control alguno, los hombres en Ikea somos como el flujo laminar, lo atravesamos a toda velocidad en dirección a la salida, apoyando lo menos posible en su superficie. Pero si en la salida algo nos obstaculiza el paso, se forma atasco, cada vez nos pegamos más, e inevitablemente nos será más difícil correr a la salida, lo haremos de forma más calmada, estaremos más pegados los unos a los otros, y de paso retozaremos más contra los mostradores y la superficie de los expositores. Eso es lo que hace el flap gurney con el aire que pasa por encima de un alerón. Para el aire que pasa por debajo, la explicación es análoga: Como lo hombres no podemos salir fácilmente de Ikea y montar en nuestros coches, los del Leroy Merlin de al lado aprovechan ese vacío para salir ellos por las calles del parking con mayor fluidez y llegar antes a casa.

Se venden bastantes láminas para hacer gurney sobre alerones, tanto de aftermarket como de serie, pero volvemos a lo mismo: no te fíes de las ventas chollo sobre cosas que no son fáciles de calcular ni de comprobar, porque puedes estar haciendo el oso sin darte cuenta, y encima pagar por ello...

¿Ha quedado claro?


Ahora un nuevo paso hacia nuestro experimento aerodinámico: Anteriormente os dijimos que os mostraríamos un invento para adivinar lo que hace el aire sobre vuestros coches, sin tener que gastar 10 millones de euros en un túnel de viento (que siempre viene bien la inversión, ojo, lo acabas usando, y se está fresco ahí dentro). Consiste en pegar hilos de lana con un poco de celo en la chapa del coche. Sí, hilos de lana de unos 10 cm por toda la parte del coche que queramos examinar. No los juntes mucho porque pueden chocar unos con otros. La clave es que no se toquen, y si los hilos miden 10 cm, sepáralos a 20 cm. Ahora mismo estás pensando que te queremos tomar el pelo. Pero no, y lo hemos visto hacer ya por ahí (dicen que Ferry Porsche usaba este sistema cuando no podía permitirse un túnel de viento como los primeros que aparecieron en Italia en aquella época).

(dicho experimento realizado sobre el ala y flap de un avión. A la izquierda fluye bien, y a la derecha se ve que hay turbulencia sobre los hilos del flap)

Cuando el coche se pone a andar a una velocidad media de 100 kmh, con suficiente aire circulando alrededor (si hay demasiado viento lateral no sirve por razones obvias), los hilos se moverán por el aire. Si lo hacen en una dirección fija, es correcto, los dirige el flujo laminar. Si se arremolinan es que están siendo movidos por aire turbulento, y algo va mal. Esto debería hacernos ver el funcionamiento adecuado de un alerón, de un vortex generator, o de un splitter.

Si os portáis bien, y encontramos tiempo, lo pondremos en práctica en algún coche que tengamos a mano, y lo documentaremos para vuestro deleite y nuestro ridículo... pero no prometemos nada.

PD: Una vez más, nuestro amigo Francisco nos ha ilustrado sobre el tema, aclarado dudas y corregido el artículo para dejarlo bien pulidito. ¡No podemos dejar de agradecerle su ayuda! ¡¡¡Mil gracias!!!

19 comentarios:

Samer dijo...

Me ha explotado la cabeza. Mañana me lo vuelvo a leer xD

Sr. Pera dijo...

Normal, no son horas de andar pensando en turbulencias... ;)

Sr. Fresa dijo...

Es durillo, pero se acaba entendiendo. Realmente hay mucha leyenda urbana sobre los vortex generator, me alegra ver que lo dejais muy claro. Seguid así!!

Miguel Ángel dijo...

Esta muy bien el artículo aunque es dificil de comprender pero bueno eso es cuestión de leerlo varias evces y así entender todo.

Sr. Pera dijo...

Entiendo lo que decís, pero es difícil hacer más en menos espacio. Cada concepto lleva detrás bastante parafernalia de vacío, turbulencia, sustentación, ángulo de ataque, resistencia, etc. Para entenderlo bien bien al 100% hay que comprender cada uno de esos conceptos, y creedme que son bastante complejos, requiere documentarse mucho sobre física, sitios de aeronáutica en inglés, proyectos de ingeniería de algunos temas de competición, y así podríamos estar años esciribiendo un ladrillo infinito (que luego nadie leería).

Me doy por satisfecho si se entiende cada pieza lo que es y para qué sirve. El cómo ya es harina de otro costal... Mi intento es que se entienda lo básico y que sea entretendio de leer.

Francisco sabe de lo que hablo... ;)

Poval88 dijo...

Primero de todo decir que vuestro blog es "la hostia" si se me permite el comentario :). Tremendamente interesante, lo del Gurney flap lo conocía sin embargo el Vortex Generator nunca supe para que es. Una vez vi un documental en aleman donde la famosa piloto "Sabine Schmitz" comentaba que su Porsche 997 GT3 R era inconducible si el aleron no llevaba el Gurney Flap :D.

Seguid asi, un saludo desde Mallorca

Sr. Pera dijo...

Muchas gracias Poval!
Efectivamente la ganancia que experimenta un alerón con el flap gurney puede ser MUY acusada.
Una pena no tener ninguno a mano para demostrar su eficacia con fotos (sobre todo mostrando el flujo por debajo del alerón, que es el que se desmadra).

pablo, stagro dijo...

¿algún ladrillo infinito sobre el tema en español? el verano es largo y el trabajo escasea...

Francisco dijo...

Si al Sr Pera no le importa...:
http://www.forocepos.com/vbulletin/showthread.php?t=73355&highlight=aerodinamica+competicion

Sr. Pera dijo...

Gracias Francisco por el enlace. Efectivamente de ahí puedes sacar bastante información, y a su vez contiene otros links a más material de interés.

pablo, stagro dijo...

muchas gracias francisco.lo devoraré con ansia...jeje

Anónimo dijo...

Cuando un tema es 'espeso' por naturaleza se digiere mejor si quien lo trata lo hace con un cierto toque divertido.
Muy bueno lo tuyo, campeón.
Y muy bueno lo de 'like Peter at home'
Un abrazo
.....
Salva

Sr. Pera dijo...

Salva: Mil gracias! Me alegro de que estas cosas se entiendan con cierta facilidad, cuando te pones a leerlo y estudiarlo un poco, en inglés, con aplicaciones en aviones y no en los coches (es decir, que tratan de hacer justo lo contrario que nosotros), y demás historias, se te hace un mundo. Pero si lo podemos desmenuzar y explicarlo para que se entienda mejor, estas cosas se vuelven hasta bonitas.

Anónimo dijo...

Sólo comentar que la capa límite turbulenta que se genera mediante el VG es más resistente a desprenderse de la pared que una capa límite laminar. Ello es debido a que la capa límite laminar tiene pocas posibilidades de supervivencia en una gradiente negativo de presiones.Este efecto permite reducir el ancho de la estela turbulenta y, por ello, la resistencia aerodinámica. Es el motivo de que las pelotas de golf tengan hoyuelos en su superficie, para que lleguen más lejos y su trayectoria sea más previsible.

Ander Arribillaga dijo...

pensaba que os había descubierto hace poco y resulta que ¡ya había leído este artículo hace un egg de tiempo! las vueltas que da la vida y qué pequeño es el mundo

Anónimo dijo...

no me ha qedado muy claro un tema, en el aleron trasero es mejor el aire laminar o el torbulento? cuanto mas torbulento sea el aire mayor carga aerodinamica creara en el aleron. pero en el experimento aerodinamico con los hilos de lana, dices que si el aire es torbulento algo va mal.
Entonces que es mejor?

Anónimo dijo...

Estupendo, me gustaría que escribierais más sobre aerodinámica de los coches y también sería muy interesante que comentarais sobre la frenada regenerativa.

Anónimo dijo...

En el alerón trasero, si tiene flujo laminar, corres el riesgo de que se te levante el coche de atrás.
Lo del experimento con los hilos es en diferentes partes del coche, no en los alerones.

Anónimo dijo...

Eres un personaje jajaja muy bueno!

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