Análisis Técnico | ¿Mienten los equipos cuando no hay correlación con el túnel de viento?

Algunas ocasiones escuchamos que cuando un equipo no ha dado con un buen diseño o no hay evolución de rendimiento esto se debe a problemas de correlación con el túnel de viento. ¿Es esto una excusa realmente?

Tras las dos semanas de test, grandes cantidades de datos son analizados por los equipos y seguramente una gran parte serán para comprobar si los datos del túnel se asemejan a los de la realidad. Lo cierto es que obtener una correlación total es realmente complicado. Veamos por qué:

• Tamaño de la sección y del modelo

La mayoría de los túneles de viento utilizados por equipos de competición son cerrados es decir, el flujo de aire generado por el ventilador es reutilizado siguiendo un ciclo cerrado. Se usan debido a eficiencia energética entre otros motivos. Lo que ocurre, es que la sección de análisis donde se coloca el modelo tiene unas dimensiones determinadas. Imaginemos que es una habitación. Si esta es muy pequeña, y la pared está muy próxima a nuestro coche, en esa región hay una estrechez y el flujo se acelerará, cosa que no ocurre en la realidad. Por tanto cuanto mayor sea la sección de análisis donde colocar el modelo mejor, pero esto a su vez incrementa los gastos de infraestructura y energéticos.

De igual modo, si tenemos una sección pequeña podemos usar un modelo a escala más pequeño, pero los diseñadores prefieren modelos casi a tamaño real para poder reproducir todos los detalles del coche.

Modelo a escala

• Carretera en movimiento

Los datos recogidos en los test donde el coche se mueve naturalmente por el asfalto pueden no asemejarse a los recogidos en un túnel donde el coche está sobre el suelo con las ruedas inmóviles y no en una cinta por ejemplo. Esto se debe al diferente tamaño de la capa límite del fluido que existe entre el fondo del coche y la carretera. Esta capa límite se produce debido a que el fluido tiene velocidad cero en el punto de contacto con una superficie que está parada mientras que según nos alejamos de dicha superficie adquiere la velocidad del flujo. Por tanto si la carretera está parada o en movimiento afecta a los resultados que podemos obtener.

Vehículo en túnel con cinta en movimiento

• Número de Reynolds y calidad del flujo

Terminamos esta pequeña explicación de los posibles contratiempos que encontramos en los túneles de viento con el número de Reynolds. Brevemente, el número de Reynolds es una cantidad que no tiene unidades, es decir es adimensional y se usa de manera sustancial en aerodinámica y dinámica de fluidos. Relaciona la velocidad, densidad y viscosidad del fluido con el tamaño del modelo. En este artículo diremos que nos ayuda a medir la relación entre el tamaño del vehículo y la velocidad (del aire o del vehículo): a mayor Reynolds, mayor velocidad con respecto al tamaño. Lo ideal es que el Reynolds del túnel y los de la realidad coincidan, aunque el tamaño no coincida. Pero esto entraña dos problemas.

1. Una alta velocidad del flujo requiere un ventilador potente: Alto gasto energético y alto coste
2. Podemos reducir el tamaño del modelo y trabajar con una velocidad menor: El modelo no es el real y su rendimiento puede diferir del que competirá en pista.

Entonces, ¿hasta qué punto pueden los equipos fiarse de estos resultados si este número de Reynolds no concuerda? La respuesta es que si el flujo se adhiere en el caso de un número de Reynolds bajo también lo hará en uno alto. Pero si esto no es así no significa que en uno alto se separe. Esto puede conducir a diseños conservativos, es decir un monoplaza puede ser capaz de generar mayor downforce que lo previsto por el túnel.

Por tanto concluimos, que en efecto no es tarea sencilla que los datos obtenidos en el túnel se traduzcan con facilidad a los de la realidad. Si hay un problema en alguno de los apartados mencionados anteriormente puede que la evolución de un monoplaza se haga complicada.

Cuantos más kilómetros y datos con los que poder comparar y ajustar el túnel, mejor. De ahí la importancia de realizar unos buenos entrenamientos de pretemporada y utilizar sensores para comparar los datos con el túnel del viento.