A medida que avanzamos hacia la era de los vehículos eléctricos y se intensifica la competencia para asegurar una mejor autonomía con una sola carga, la relación entre los automóviles y la aerodinámica se vuelve más importante. Así, los fabricantes intentan lograr una eficiencia superior ya que reducir el coeficiente aerodinámico del aire es importante para aumentar la eficiencia energética. Cuanto mayor es la resistencia del aire, más combustible o autonomía se consume.
Se puede pensar que la aerodinámica se ocupa únicamente del aspecto de reducir la resistencia del aire, pero afecta a muchos detalles técnicos que influyen no sólo en el comportamiento dinámico del automóvil sino también en aspectos funcionales invisibles.
¿Qué es el coeficiente aerodinámico?
Los ingenieros cuantifican la eficiencia aerodinámica de un automóvil mediante su coeficiente aerodinámico (Cd). Es una representación numérica del grado en que un automóvil experimenta la resistencia del aire y afecta el rendimiento del vehículo, como la potencia, la eficiencia del consumo de combustible (energía eléctrica), la estabilidad de conducción y el ruido de conducción (ruido del viento).
El coeficiente de resistencia del aire se registra en unidades decimales en el rango de 0 a 1. Cuanto más cerca esté de 0, menor será la resistencia del aire. Generalmente, los coches tienen un coeficiente aerodinámico de entre 0,20 y 0,40. Debido al desarrollo de la tecnología aerodinámica, recientemente se han introducido coches cercanos a 0,20. La resistencia del aire aumenta directamente a medida que aumenta la velocidad. Si la velocidad se duplica, la resistencia del aire aumenta cuatro veces. A velocidades superiores a 20 metros por segundo (72 km/h) la resistencia importa especialmente y se vuelve significativa.
La parte delantera del vehículo es una pesadilla para la aerodinámica, y la parte trasera tiende a crear amplios vórtices que aumentan la resistencia. La pendiente del parabrisas, los espejos retrovisores y las ruedas también interrumpen el flujo de aire. La forma más aerodinámicamente eficiente para un vehículo es, en teoría, una lágrima o gota.
Los ingenieros siempre están tratando de encontrar formas de mejorar el rendimiento de los automóviles. La carga aerodinámica es un factor importante a considerar para lograr ese objetivo. Las aletas, los spoilers y el diseño de la carrocería son partes del vehículo que se pueden modificar para cambiar la carga aerodinámica que genera. Así, se rediseñan los componentes exteriores como los parachoques y las parrillas delanteras. Una cola larga y puntiaguda es crucial para reducir la resistencia porque reduce los remolinos turbulentos en la parte trasera del vehículo.
Si bien los espejos exteriores son una característica de seguridad clave de un automóvil, aumentan la resistencia aerodinámica general, por lo que algunos diseñadores de automóviles han prescindido de ellos y los han sustituidos por cámaras.
¿Qué relación tiene el túnel del viento y el coeficiente aerodinámico?
Para reducir el coeficiente de resistencia del aire, los fabricantes de automóviles construyen costosos túneles de viento. Lo utilizan como un laboratorio para medir el coeficiente aerodinámico. Se prueban diversas características aerodinámicas, así como la resistencia del aire centrada en la parte delantera. Por ejemplo, se miden casi todas las fuerzas ejercidas por el viento, incluido el efecto de la fuerza lateral que sopla desde el costado del automóvil, el efecto del aire que fluye debajo del automóvil y el efecto del viento que fluye en diagonal. Además, se analiza el impacto del flujo de aire en el sistema de refrigeración del automóvil, se identifica el fenómeno de las carrocerías que flotan debido al viento y se llevan a cabo investigaciones y desarrollos de diseños relacionados para prevenir tales riesgos por adelantado. Recientemente, la simulación por computadora precisa ha permitido a los ingenieros obtener rápidamente pruebas y errores para mejorar los diseños aerodinámicos.
