¿Qué es el efecto suelo forzado?

¿QUÉ ES EL EFECTO SUELO?

Es un concepto aerodinámico que se centra en controlar el flujo de aire que circula por debajo del monoplaza, con el objetivo de crear carga aerodinámica que pegue el coche a la pista. Esto, en Fórmula 1, se consigue creando una geometría de ala invertida en el suelo del monoplaza. Si un ala de avión genera sustentación –y el avión vuela–, un ala invertida genera carga, pega el coche a la pista y mejora el paso por curva, lo que permite al piloto ir más rápido sin perder el control del monoplaza.

En MAD Formula Team pusimos en práctica el efecto suelo en el Phoenix gracias a seis ventiladores en la parte trasera y a dos en los laterales. Estos ocho ventiladores en total son capaces de extender una zona de bajas presiones por debajo del coche. Además, la altura del Phoenix se rebajó hasta dejar sólo tres centímetros entre el suelo del chasis y el asfalto. Hay que puntualizar que lo ideal sería el uso de faldillas flexibles para sellar el fondo, pero la normativa de Formula Student no permite que ningún elemento esté por debajo de los tres centímetros del suelo, por lo que conceptos como el usado por el Lotus 79 no eran posibles.

Una de las mayores diferencias entre nuestro monoplaza y el efecto suelo de los F1 actuales es que en nuestra competición la velocidad media es de unos 50 kilómetros/hora, con velocidades punta de 120 kilómetros/hora. A esas velocidades, el flujo no es muy significativo para el efecto suelo, por lo que es necesario forzarlo.

De ahí el concepto de PGE "powered ground effect" o efecto suelo forzado, donde aceleramos el aire con los ventiladores para generar carga en estático, un concepto visto en el Brabham BT46 o el Chaparral 2J.

En estas bajas velocidades cualquier alerón, tanto trasero como delantero, no es capaz de generar una carga aerodinámica tan significativa y se convierte en un peso muerto en los pasos por curva. Por este motivo y al contar con ocho ventiladores en la zona trasera, decidimos eliminar el alerón trasero del Phoenix y dejar sólo el delantero.

Sin embargo, en el primer concepto, solo llevábamos ventiladores en el difusor trasero, pero la carga aerodinámica que generaban los seis ventiladores traseros se concentraba en el eje trasero del coche y producía desequilibrios. Por ello, colocamos dos ventiladores extra en los laterales para adelantar el centro de presiones y acercarlo al centro de gravedad del monoplaza. Además, el alerón delantero cuenta, en su zona central, con un plano neutro –sin perfil aerodinámico–, que deja pasar el aire limpio al suelo del monoplaza, potenciando el efecto suelo. Esto es similar a la explicación de por qué los coches de Fórmula 1 actuales tienen el alerón delantero más elevado a la antigua generación, para dejar pasar el aire.

Tras un tremendo esfuerzo por parte de todo el equipo, tanto en diseño, como en fabricación, conseguimos crear el primer vehículo de Formula Student basado en este concepto aerodinámico. En la competición, estimamos que la diferencia entre llevarlos encendidos o apagados rondaba los cuatro o cinco segundos por vuelta, pero estos datos son difíciles de estimar debido a que, con ellos encendidos, el equilibrio del coche cambiaba por completo y puede que esa diferencia tan sustancial no se deba únicamente al incremento de carga aerodinámica. Por otra parte, detectamos varios problemas, sobre todo relacionados con el peso. Tener seis ventiladores por detrás del eje trasero no es ideal, por lo que estamos investigando si continuamos con el concepto, lo modificamos o lo mejoramos para esta temporada. Simular el efecto suelo vía software es una tarea muy complicada y se puede observar claramente en las dificultades que están teniendo los equipos de Fórmula 1 en este comienzo de temporada, incluso llegando a encontrarse con el famoso porpoising por sorpresa.

¿Seguiremos con este concepto aerodinámico? ¿Modificaremos el actual? ¿Tendremos algo escondido? Estos misterios se resolverán cuando presentemos el monoplaza, por lo que... ¡estad atentos a nuestras redes sociales!