Qué ha estado sucediendo?

Para dar forma a las reglas de una nueva era de carreras de grandes premios en 2021, la FIA y la Fórmula 1 han completado una cantidad sin precedentes de investigación y desarrollo utilizando CFD para hacer realidad su visión. El siguiente paso fue confirmar los datos con pruebas en el túnel de viento.

Así que el mes pasado, antes del Gran Premio de Alemania, un modelo de la última iteración 2021 se colocó en el túnel de viento de Sauber bajo estrictas condiciones de secreto. Llegó después de una primera carrera en enero, en la que se utilizó el modelo de 2018 al 60 %, y una segunda carrera en marzo, cuando se probó una iteración del coche 2021 con ruedas de 13 pulgadas. Mientras que los resultados generales se compartirán con todos los equipos, el grupo de consultoría independiente de Sauber dirigió el túnel de viento, asegurando que su equipo de F1 no obtuviera ninguna ventaja.

Se espera que elementos como las zonas de los laterales y el alerón trasero permanezcan iguales en la iteración final, pero se espera que el alerón delantero evolucione a medida que continúe el desarrollo. 

En el vídeo de arriba, se puede ver un túnel de viento con el modelo a escala de 2021 al 50 % corriendo por primera vez con neumáticos de 18 pulgadas. Hay un rastrillo que se mueve hacia arriba y hacia abajo detrás del coche para medir el flujo de aire detrás de este, lo que permite a la F1 y a la FIA monitorizar la estela mientras intentan mejorar la capacidad de un coche para seguir a otro.

“Por lo general, los equipos no utilizarían un rastrillo en esta posición porque a los equipos no les importa la estela del coche”, explica Nikolas Tombazis, director de Asuntos Técnicos de Monoplazas de la FIA. “Eso no es una crítica; los equipos simplemente intentan maximizar el rendimiento de su propio coche, lo que es totalmente comprensible. Sin embargo, a nosotros nos interesa más lo que sucede detrás del coche. El punto fundamental de todo esto es que estamos intentando reducir las pérdidas que el siguiente coche enfrentaría”.

Pat Symonds, Director Técnico de Fórmula 1, añade que, aunque la mayor parte del trabajo de desarrollo se ha llevado a cabo utilizando la mecánica de fluidos computacional (CFD, por sus siglas en inglés), las pruebas del túnel de viento ofrecen una validación en el mundo real de la modelización llevada a cabo en el espacio virtual. "Mientras que las herramientas de CFD que estamos utilizando presentan algunas técnicas bastante avanzadas que no son usadas comúnmente por los equipos, queremos respaldar las simulaciones virtuales con una simulación física", dice.

Una ventaja de utilizar el túnel de viento Sauber, que está disponible para alquiler comercial, es que la operación suiza tiene un sistema de rastrillado automático muy bueno.

"El rastrillo cuenta con una serie de tubos de Pitot con sensibilidad de guiñada, para que puedan medir la dirección, la presión y la velocidad del flujo, principalmente los componentes de velocidad y la presión", añade Tombazis. “De esta manera podemos asegurarnos de que lo que el CFD predice es correcto.

“La simplificación de la aerodinámica del coche líder también ayuda al rendimiento de la estela porque, por un lado, el coche delantero no tiene tantos métodos para controlar su estela. Por otro lado, el siguiente coche, al no tener todos estos pequeños y muy sensibles dispositivos, es menos susceptible a las interrupciones”.

Tradicionalmente, los coches a escala 100 % no se utilizan en un túnel de viento, ya que su uso fue prohibido hace algunos años debido al enorme coste de producción del modelo. La mayoría de los equipos han pasado a utilizar modelos del 60 %, pero la F1 y la FIA han optado por trabajar con una escala del 50 %.

"También optamos por utilizar un modelo del 50 % en lugar de un modelo del 60 % y optamos por correr ese modelo bastante más adelante en el túnel de viento, lo que nos dio la oportunidad de inspeccionar la estela del coche", explica Symonds.

“Ocupa menos espacio en el túnel y, por lo tanto, nos permite mirar, en términos de longitud de los coches, más atrás. Si te imaginas que tienes un coche de tamaño completo ahí, solo puedes ver una décima parte de un coche cuando está detrás, así que el 50 % es un buen compromiso en el que todavía podemos conseguir un buen nivel de detalle sobre el modelo, pero todavía tenemos distancia detrás. Es cierto que los equipos han tendido a ir más al 60 % en estos días. Esto tiene sus ventajas en el modelado, pero las modernas técnicas de fabricación, en particular los métodos de fabricación aditiva, le permiten fabricar modelos muy precisos al 50 % hoy en día”.

Se preguntarán por qué los equipos de investigación y desarrollo no han puesto un segundo coche detrás del delantero para probar la estela. Symonds dice que eso "no es necesario".

 "Lo hicimos en 2008, con los estudios de adelantamiento que hicimos entonces para 2009, y para ello tuvimos que bajar una maqueta a un cuarto de escala que realmente se está quedando pequeña", explica. “Eso es lo que nos impide hacerlo. Incluso en un gran túnel como el de Sauber, solo se podía hacer una configuración con los coches muy cerca. Lo que intentamos hacer es usar CFD como nuestra verdadera herramienta de simulación y esto es solo la correlación”.

¿Cuáles han sido los resultados?

Uno de los principales objetivos de las normas de 2021 es ver más adelantamientos. Para ello, se está buscando la manera de permitir que los coches se sigan más de cerca, razón por la cual se ha investigado tanto sobre la reducción de la estela. Entonces, ¿qué han revelado meses y meses de pruebas de CFD y ahora una serie de carreras en el túnel de viento?

“Que básicamente el CFD era correcto”, dice Tombazis. “No ha habido grandes sorpresas. Así que hay una interrupción de la estela del 5-10 %, en comparación con los niveles actuales del 50 %, aunque depende de la configuración exacta que se está probando y así sucesivamente.”

Symonds está igualmente animado, llegando incluso a decir que los resultados están "más allá de lo que yo pensaba que podíamos conseguir cuando empezamos el proyecto". Con las configuraciones que tenemos en este momento, los resultados son excepcionales”.

¿Qué papel han jugado las escuderías?

La FIA y la Fórmula 1 están trabajando mano a mano en la investigación y el desarrollo para finalizar las regulaciones del 2021 a tiempo para la fecha límite de octubre, pero eso no significa que estén excluyendo a los equipos deportivos. De hecho, es todo lo contrario. Se ha invitado a los equipos a ayudar en la recopilación de datos y en el proceso de desarrollo, y la FIA les permite realizar las pruebas fuera del número de horas que se les asignan para sus proyectos actuales. Aquellos que tienen los recursos y la capacidad para hacerlo lo han hecho. Aquellos que aún no consiguen la información.

“Los equipos también han contribuido de forma generalizada en el ámbito de los CFD”, afirma Tombazis. “Normalmente los equipos tienen un límite en la cantidad de CFD que pueden hacer, pero periódicamente les hemos ofrecido la opción de hacer algún trabajo fuera del límite que contribuya a ciertos temas relacionados con las reglas de 2021. Muchos equipos han contribuido y tienen que compartir los resultados con la FIA, con la Fórmula 1 y con los otros equipos”.

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