viernes, 27 de mayo de 2011

Pit Stop Técnico. El difusor de soplado y el encendido retardado. Parte 1: El difusor

Mucho se está hablando ultimamente de los famosos escapes sopladores y del famoso encendido retardado, principalmente debido al "quiero y no puedo" de la FIA en su intento de prohibirlos. Pero, ¿qué es lo que tiene este ingenio que tanto está dando que hablar? ¿Cómo funciona?
Para entenderlo, debemos empezar por comprender qué es el difusor y cómo funciona.
Esquema aproximado distribución presiones bajo un F1
El uso del difusor se basa en el llamado Efecto Venturi, según el cual un fluido en movimiento dentro de un conducto cerrado disminuye su presión al aumentar la velocidad; y en el Principio de Bernoulli, que da explicación a este efecto, según el cual si el caudal de un fluido es constante pero la sección disminuye, necesariamente la velocidad aumenta tras atravesar esta sección.
Fijémonos ahora en el esquema superior. El caudal de aire que entra y sale del monoplaza es relativamente constante, con lo cual, los principios ya mencionados son aplicables a este caso.

Fondo plano y difusor del Ferrari 150º Italia
El caudal de aire, al llegar a la parte delantera del monoplaza, se encuentra con una zona de sección reducida, la del espacio que hay entre el alerón y el suelo, con lo cual se acelera, disminuyendo la presión. Esta disminución de presión provoca un efecto de succión del monoplaza hacia el suelo (presión negativa). Después de atravesar esta zona, el caudal recupera una velocidad más o menos similar a la que tenía antes de incidir en el monoplaza, con lo que la presión aumenta. Y, por último, llegamos al famoso difusor. A la derecha tenemos
 una foto del fondo plano y difusor del Ferrari 150º Italia de Massa, tras quedarse tirado en la curva "La Caixa" por un problema en la caja de cambios, durante el pasado GP de España. Como vemos, en el inicio del difusor, se observan unos canales de sección reducida con una cierta inclinación/pendiente desde lo que es el fondo plano hasta el final del propio difusor. El fin de esta geometría es provocar
 que, a su llegada a esta zona, el flujo de aire se vuelva a acelerar, debido a la sección más estrecha y a la curvatura en el inicio de la pendiente, provocando de nuevo presiones negativas y, por tanto, ese down force que pega el coche al suelo y permite tomar las curvas a mayor velocidad. Por otro lado, el difusor cumple con otra función, que es la de devolver el flujo de aire a una presión similar a la del ambiente. ¿Y esto por qué? Pues bien, en la imagen superior vemos en un esquema lo que pasaría si devolviéramos el aire con una presión inferior a la ambiente. El flujo de aire que sale del difusor tendría menor presión que el flujo de aire que, en la zona inmediatamente superior, llega después de recorrer la cubierta del motor del coche. Esto provocaría que este flujo de aire cambiara su velocidad y dirección para dirigirse a la zona de menor presión, creándose así turbulencias demasiado cerca del coche y, por tanto, resistencia al avance. Es por ello que esos canales de sección reducida de los que hablábamos antes, poco a poco van abriéndose y aumentando su sección para que progresivamente la presión del aire vaya aumentando hasta alcanzar una similar a la ambiente.

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