En los dos artículos anteriores hacíamos un análisis de la suspensión trasera y de los detalles aerodinámicos más significativos del monoplaza del RB5 diseñado por Adrian Newey y su equipo para la temporada 2009. En esta última entrega nos centraremos en los cambios llevados a cabo por Red Bull Racing para el monoplaza llamado a intentar doblegar a Brawn GP: el RB5-B. Para cerrar este ciclo, como no podía ser de otro modo, comenzamos analizando de nuevo la parte trasera del monoplaza, para completar un análisis más o menos detallado de los elementos más relevantes, desde el punto de vista aerodinámico, del monoplaza de Red Bull Racing.
Si tuviéramos que mencionar el elemento o los elementos tecnológicos que han dominado la temporada 2009, probablemente estaríamos hablando del Sistema de Recuperación de Energía Cinética o KERS (del inglés, ‘Kinetic Energy Recovery System’) de los equipos que lo diseñaron e instalaron en algún momento a lo largo de la temporada (Ferrari, McLaren, Renault y BMW Sauber) y de los difusores de doble piso o difusores dobles de Brawn GP (y también de Toyota y Williams). En el primer caso estaríamos hablando, dadas las restricciones y normas impuestas por la FIA, de un sonoro fracaso: los equipos han gastado cantidades enormes de dinero para desarrollar esta nueva tecnología, que en resumidas cuentas, no ha dado los resultados esperados. En el caso del denominado difusor del doble piso (DDD, del inglés, ‘double-deck diffuser’), la realidad ha sido bien distinta. Los monoplazas de Brawn GP, que han sido los representantes por excelencia de este innovador (para otros ilegal) diseño de la parte trasera, sacaron una importante ventaja a principios de temporada, que a la postre, les dio la victoria final.
Es importante mencionar también que, en cierto sentido, los difusores han sido un fracaso. Y han sido un fracaso porque durante meses, el OWG (del inglés, ‘Overtaking Work Group’) o Grupo de Trabajo para los adelantamientos de la FIA, estuvo trabajando para formular un cambio revolucionario en la normativa aerodinámica de los monoplazas de F1 a fin de reducir la carga aerodinámica de éstos, y de este modo, permitir mayor número de adelantamientos. Desafortunadamente, los resultados de la temporada parecen indicar lo contrario. Sin embargo, pese a las medidas (sobre todo de índole aerodimámico) ya mencionadas en el artículo anterior, el resultado no ha sido nada satisfactorio: la presencia de un difusor más ‘potente’, debido al nuevo concepto desarrollado, genera más carga aerodinámica en el monoplaza que lo implementa en su diseño, y al mismo tiempo, más turbulencia en la estela creada en su parte trasera, lo que a la postre dificulta los adelantamientos, incluso más que en años anteriores.
No cabe duda, por tanto, que el desenlace de la temporada 2009 ha sido consecuencia directa de la presencia del difusor de doble piso. Para entender la importancia de este elemento durante la temporada 2009 es esencial conocer qué es un difusor, para qué sirve, y cuál es su importancia en la aerodinámica global de un monoplaza. Desafortunadamente, no podemos extendernos demasiado en ello puesto que entonces necesitaríamos escribir otra serie de artículos sobre el tema. Tratemos entonces de desgranar los puntos clave, desde el punto de vista aerodinámico, de un difusor de la forma concisa pero rigurosa. Tras la breve descripción que se detalla a continuación, revelaremos algunas de las características más sobresalientes del diseño del RB5 (y su gran evolución, el RB5-B) de la escudería Red Bull Racing.
EL DIFUSOR DE UN MONOPLAZA
Un difusor, en la terminología moderna, es la zona del monoplaza localizada en la parte trasera del fondo de un vehículo que incorpora un incremento del ángulo de desviación (hacia arriba) comparada con la parte delantera de dicho elemento (en las siguientes figuras se muestran ejemplos de las diferentes versiones implementadas por Newey y sus colaboradores de Red Bull Racing). Técnicamente hablando, no es más que la parte divergente de una sección Venturi, localizada bajo el monoplaza, que permite al aire que circula a través de ella pueda expandirse libremente, o mejor dicho, casi libremente, como será más adelante.
El objetivo fundamental de un difusor es abrir la parte trasera del flujo que circula a lo largo del fondo del monoplaza a la zona de influencia de bajas presiones de la estela. Puesto que el monoplaza se mueve hacia delante, el aire que circula por encima y por debajo del mismo se mueve a una cierta velocidad. Si tenemos en cuenta que el difusor obliga al flujo a abrirse (expandirse) a una zona de mayor volumen (recordemos, de nuevo, que el difusor es divergente), el flujo de aire debe acelerarse a través de la garganta Venturi (la parte justamente anterior a la parte del difusor o del fondo que se desvía hacia arriba), creando una zona de presión más baja justo antes de llegar al difusor. Sin entrar en los detalles, de los que probablemente hablaremos en otro artículo en GPA.com, es fácil entender lo que ocurre: si el flujo se acelera, aumenta su velocidad, y por tanto, la presión disminuye, provocando una diferencia de presión entre la parte superior y la inferior del monoplaza, y generando sustentación negativa. Dicho de otro modo, se genera carga aerodinámica, es decir, una fuerza vertical dirigida hacia abajo que produce un agarre sustancial del monoplaza al asfalto. Además de todo ello, el flujo de aire que circula bajo el fondo plano pasa a través del difusor para volver al flujo principal de aire (que circula sobre el monoplaza), uniéndose con éste en la estela, y alcanzando progresiva y aproximadamente la misma velocidad que éste.
Figura 1. Detalle del difusor y de los planos laterales horizontales de las derivas laterales del RB5 Red Bull Racing durante los tests celebrados en Jerez en febrero de 2009.
El diseño del difusor y su funcionamiento, como veremos más adelante, depende prácticamente de la forma de todo el monoplaza en su conjunto. Si por alguna razón el difusor de un monoplaza se rediseña, se deberían realizar profundos cambios en el resto del monoplaza. Se deben tener en cuenta entonces los siguientes puntos. El aire que circula por el fondo del monoplaza interactúa con el que viaja por la parte superior del vehículo, por lo que es indispensable rediseñar también el capó motor, para que de este modo ambos flujos converjan óptimamente en la estela del monoplaza (parte trasera). Pero no sólo el capó motor, sino que también deberemos diseñar de nuevo los alerones traseros, sus derivas laterales, y la forma en que ambos (conjunto alerón/derivas y difusor) se unen. Asimismo, para adecuar el flujo de aire que circula bajo el fondo plano y sobre el monoplaza, no sólo hay que rediseñar el propio fondo plano, sino también toda la parte delantera del monoplaza, incluyendo el paquete aerodinámico delantero, el morro y parte del chasis. Recordemos que estas partes determinan críticamente, no sólo la generación de carga aerodinámica sobre la parte delantera del vehículo, sino también la forma en que el flujo de aire incidente circula sobre y bajo el monoplaza. Estamos obviando, por razones de espacio, que la aerodinámica influye notablemente en el comportamiento de los neumáticos, de las suspensiones, y en general, de la dinámica del vehículo. Por ello, y también por la complejidad del tema, no entraremos en estos detalles.