Una vez presentados todos los equipos que formarán parte de la parrilla 2015 vemos que los nuevos monoplazas no presentan grandes diferencias con respecto a la temporada pasada. Después del vuelco estético y mecánico que supuso la entrada de la nueva reglamentación técnica en el 2014, era lógico pensar que los equipos invertirían sus esfuerzos en pulir sus diseños, en lugar de arriesgar de nuevo en sus nuevos proyectos. La estabilidad en el reglamento facilita la tarea y salvo pequeños detalles estéticos, la mayoría de los coches son calcados a sus predecesores menos en su parte delantera y en su mecánica, elemento más difícil de analizar al encontrarse escondida debajo de la carrocería.
Salvo los ajustes previstos en las unidades de potencia, el único cambio a destacar introducido en los monoplazas es la modificación de la normativa con respecto al morro. Aunque parezca un cambio menor, una modificación de este calado tiene gran importancia en el balance general del coche. Como he dicho, la estética puede ser la misma aunque nada sea realmente igual. Los ingenieros deben de ajustar una infinidad de pequeños detalles, casi todos inapreciables a simple vista, que tienen como objetivo restablecer la circulación de los flujos de aire para conseguir la tan deseada carga aerodinámica.
Las antiestéticas narices utilizadas en el 2014 forman parte del pasado, aunque siempre permanecerán en el recuerdo. Para los amantes de la estética en los coches fue una campaña dura y salvo contadas excepciones, la parrilla parecía una perfecta galería de los horrores. La normativa impuesta por la FIA, afortunadamente, ha mejorado la estética de los monoplazas, aunque quedará para los libros de historia el morro empleado por Caterham, uno de los diseños más feos ideados para la F1.
Antes de entrar a valorar los diferentes diseños sería conveniente recordar las causas que obligaron a la FIA a tomar la decisión que condujo a todo este desaguisado.
Un poco de historia
El guión fijado durante los últimos años por los diseñadores fue configurar la parte delantera del monoplaza de forma que se pudiera captar, por debajo del habitáculo del piloto la mayor cantidad de flujo de aire posible libre de turbulencias. Este aire llega al divisor, allí es partido para ser canalizado por encima del suelo hasta llegar a la zona del difusor donde se crea apoyo aerodinámico “limpio”, es decir libre de resistencia (drag). Este aspecto es vital para comprender por qué tiene tanta importancia el sistema ya que puedes generar agarre, mejorar la tracción sin necesidad de aumentar el drag, haciendo el coche más veloz y eficiente a la vez que se reduce el consumo. Hay que recordar que el elemento que más carga aerodinámica genera en la parte trasera del coche es el alerón, pero tiene un problema, también es el que produce mayor resistencia al avance del coche.
La carga que se crea en el difusor gracias al flujo canalizado por el suelo del coche es proporcional a la cantidad de aire que llegue a él. Si el flujo se aumenta, la carga también. Para conseguirlo, los ingenieros en aerodinámica empezaron a colocar el morro del coche cada vez más alto. Esta medida conseguía dos objetivos: aumentar el flujo y reducir la resistencia. La geometría empleada reducía el drag ya que existía muy poca superficie de contacto entre el aire y el morro. Si vemos una comparativa entre el F150 y el F2012, vemos como el primero tiene un morro con forma de punta de lanza y el segundo de cuña que permite «cortar» el aire sin apenas resistencia.
Estos diseños son muy efectivos aerodinámicamente hablando pero son peligrosos en caso de impacto lateral fuerte. La altura y forma de la nariz puede causar daños graves al piloto. En el año 2012 se redujo la altura de la nariz pero aún seguía siendo peligroso ya que el contacto de la nariz con la rueda trasera de otro coche podría hacerles volar. Eso fue lo que le ocurrió a Mark Webberen el GP de Europa disputado en Valencia en 2012, por lo que se hizo necesario que tuvieran las narices mucho más bajas.
La FIA, de buena fe, intervino en el asunto y decidió apostar por la seguridad del piloto, obligando a los participantes a situar la estructura de absorción de impacto delantera más cerca al suelo para qué, en caso de colisión la integridad del piloto fuera mayor. Esta medida también se acompañó de una bajada del cockpit pero en este caso, mucho menor. Con estas dos medidas, los coches mejoran la seguridad y los equipos no necesitaron gastar mucho dinero y recursos en rediseñar completamente la aerodinámica y las suspensiones delanteras, pero como suele ocurrir en demasiadas ocasiones, la norma fue mal redactada y las mentes pensantes buscaron la manera para que les afectara lo menos posible.
La normativa 2014 forzaba a los ingenieros a bajar mucho el morro, pero algunos le echaron imaginación al tema y salió la cosa como salió, las extrañas «trompas» que sobresalían de las narices de los monoplazas. La cosas se fueron solventado en 2015 gracias a una mejor redacción de la norma, poniendo coto a la picaresca pero ha creado un «problema» añadido: La homogeneidad en los diseños. Crear un reglamento tan restrictivo ha conducido a una estética muy similar en los coches, pasando del extenso abanico de diseños mostrado hace un año a sólo tres. Vamos a verlos en profundidad.
Modelo continuista
Por este diseño se han decantado Williams, que ya contaba con experiencia del año pasado, Red Bull y Force India, aunque este equipo va por libre y será analizado al final. Este modelo sigue las pautas marcadas en el 2014 por la mayoría de equipos aunque con las limitaciones impuestas para este año. En él se prima, dentro de lo posible, el tránsito de flujo por debajo del morro que crea efecto Venturi y «alimenta» al divisor situado en la bandeja de té con mucho aire libre de turbulencias.
Para este tipo de geometría se suele emplear un morro corto y ancho que se ancla mediante dos soportes a la zona neutra del alerón, justo en el filo de la parte interna. Esos anclajes pueden estar provistos o no de unas mamparas que cierra los costados,ayudando a crear una zona de baja presión (un vacío) más potente gracias al efecto Venturi. Para potenciar la zona de bajas presiones se aumenta el espacio debajo del habitáculo del piloto, justo donde se situarían los pies. Esta medida también es empleada por el resto de diseños con el mismo objetivo.
La ventaja de este diseño es clara, se alimenta el divisor con flujo limpio y se obtiene carga aerodinámica debajo del morro sin resistencia pero tiene sus inconvenientes. Tener un morro corto implica que hay que aumentar el ángulo de inclinación para llegar al objetivo de la altura mínima marcada (ángulo de ataque). Si observamos la siguiente comparativa entre el MP4-30 y el RB11, lo entenderemos mejor.
Aumentar la inclinación reduce la eficiencia aerodinámica en la parte delantera del coche. Con esta medida se crea carga pero mayor resistencia al impactar el aire contra el morro. Por tanto, lo que se gana por un lado se pierde en parte por otro.
La dificultad a la hora de pasar los tests de impactos también es otro aspecto negativo del diseño. La normativa de la FIA en este apartado es muy estricta. El cono debe absorber cierta cantidad de energía en caso de impacto. El margen de absorción es igual para todos pero en este caso el espacio es más corto, de ahí la complicación. Prueba de la dificultad del diseño son las declaraciones del director técnico de Williams, Pat Symonds cuando comentó: «El diseño es un equilibrio entre conseguir una buena solución aerodinámica y pasar los crash test. Nuestra sensación era que aerodinámicamente estábamos rodando con un morro bastante corto, pero para pasar más fácilmente los crash test, una nariz más larga es mucho más fácil. Así que teníamos bastante equilibrio. No fue fácil pasar las pruebas obligatorias de choque, pero creo que tenemos una de las narices más cortas de la parrilla, lo que demuestra la calidad del diseño«.
Modelo alargado
Es el diseño más utilizado por los equipos. Son cuatro los que han optado por él: Toro Rosso, Ferrari, McLaren y Sauber, aunque este último mostrando una geometría distinta al resto. Tener un morro alargado y ancho va en contra de todo lo empleado en los últimos años en F1. Habría que remontarnos al 2009 para encontrar algo similar. De hecho, el Brawn BGP001 puede ser el modelo que siguen estos coches que prescinden del canal central, el cual se ha reducido considerablemente. La forma del morro destaca por ser ancha, completamente plana, muy alargada y con una nariz estrecha para reducir las resistencia salvo el diseño de Sauber que tiene forma de quilla de barco.
En esta forma prima la estabilidad en la parte delantera y facilita considerablemente la posibilidad de pasar los test de impactos, a la vez que se puede distribuir mejor el peso por la pieza pero es menos eficiente, aerodinámicamente hablando. Aumentar la superficie del morro genera más resistencia cuando incide el aire sobre él. Una forma de reducirlo es disminuir el ángulo de ataque, es decir la inclinación de la parte superior del morro con respecto a la horizontal.
Esta medida permite «cortar» mejor el aire y ese es el método empleado por todos. Para conseguirlo se alarga la nariz lo máximo posible hasta alcanzar el límite de altura fijado por la FIA. Como la nariz es tan larga tienen que anclar el alerón lejos» de la punta para que realice bien su trabajo.
Aumentar la superficie del morro crea resistencia pero también carga al desviar por encima de él gran cantidad de aire que, convenientemente canalizado es dirigido al alerón trasero. Un efecto similar se obtiene cuando se saca la mano por la ventanilla de un coche. Si tenéis la palma recta, apuntando a la dirección de avance del coche y la mantenéis paralela a la carretera, el aire no ejerce ninguna fuerza sobre ella pero a poco que inclinéis los dedos hacia abajo, notaréis cómo la mano desciende empujada por el aire. Si la inclinación es muy pronunciada, en lugar de hacia abajo, el aire empuja la mano hacia atrás de ahí la importancia de calcular bien el ángulo a utilizar.
Este efecto se potencia a medida que se aumentar la superficie de la mano. Así, por ejemplo una mano pequeña tendrá que inclinarse más que una grande para obtener el mismo empuje hacia abajo ya que al tener menos superficie, incide sobre ella menor cantidad de aire. Por tanto a mayor superficie mayor carga pero también se crea más resistencia.
Este principio es utilizado en los flaps de los alerones para crear mayor o menor cantidad de carga. En Monza, un circuito de velocidad pura, en el que no es necesaria mucha carga, los alerones tienen muy poca superficie alar y una inclinación muy baja para no crear resistencia. En Mónaco,todo lo contrario.
Con este ejemplo se puede entender por qué unos equipos han optado por un morro largo y poco inclinado, mientras que otros por uno corto con un ángulo de ataque alto.
Modelo aerodinámico
Mercedes y Lotus navegan en solitario con este diseño que marca un objetivo bien claro, buscar la menor cantidad de resistencia posible, consiguiendo así una mayor eficiencia junto a velocidades puntas elevadas. El morro empleado estos monoplazas se sale de todo lo visto anteriormente ya que son cortos, estrechos con un ángulo de ataque elevado, muy similares al montado en el año 2006 por el McLaren MP4-21.
La geometría de esta pieza permite cortar mejor que nadie el aire ya que no hay mucha superficie en la que poder incidir, facilitando también el tránsito de flujo por los costados para llegar al divisor aunque con algunas turbulencias. El alerón delantero apenas está cubierto por la nariz. La imposibilidad de crear carga en la zona central del alerón es uno de los principales inconvenientes.
Buscar y crear apoyo aerodinámico en puntos en los que normalmente no se obtiene es el principal desafío de un buen ingeniero en aerodinámica. Newey obtuvo carga en el difusor canalizando los gases de escape e hizo a los Red Bull imbatibles. Ideas de este tipo son las responsables de que a veces surjan monoplazas inalcanzables para el resto. Conseguir carga en la zona neutra del alerón fue un avance importante para los equipos. Con ello podían aumentar la fuerza ejercida por el alerón delantero sobre las ruedas, pero siempre sin perder el norte. No se puedes sacrificar el balance general del coche sólo por encontrar un objetivo. McLaren lo padeció el año pasado y el diseño actual de estos dos equipos también puede ser un claro ejemplo.
En el diseño empleado por Mercedes y Lotus, no hay demasiada superficie para que el aire empuje con fuerza el morro hacia abajo, el efecto Venturi carece de potencia y se renuncia a desviar el aire por la parte superior del coche para que llegue al alerón trasero. Muestra de ellos son las largas «orejas» empleadas por los chicos de Mercedes para colocar las cámaras de televisión que tienen como función desviar el aire que circula por encima del morro para llevarlo a los pontones. Todo parecen inconvenientes pero esa forma es ideal para obtener potentes vórtices en el alerón delantero libres de interferencias que facilitan la carga en el tren trasero
Para compensar la pérdida de carga tendrán que aumentar la superficie o la inclinación de los elementos del alerón, generando ahí más resistencia pero no hay duda de que tendrán perfectamente controlado estos factores. Cada diseño intenta potenciar las virtudes y reducir los defectos. El magnífico trabajo realizado por los alemanes de Mercedes con el alerón delantero del W05 les permite aumentar la carga sin demasiados inconvenientes. En el caso de Lotus, no lo tengo demasiado claro.
Las pruebas de choque es otro de los inconvenientes. La estructura interna del cono debe de ser muy compacta. Se necesita mucho material en poco espacio para poder absorber la cantidad de energía que marca la reglamentación.
Por último, quiero hacer una mención especial al diseño de Force India. La escudería india se ha salido del guión y su diseño es difícil de encasillar debido a que es una mezcla entre el modelo continuista con la fisionomía de un morro alargado. Ellos han optado por utilizar un canal central amplio junto a un morro alargado para reducir los inconvenientes que este diseño producía.Posiblemente la poca eficacia del alerón delantero junto a posibles problemas para pasar los test de impacto hayan obligado a tomar esta vía pero es una suposición. A priori es, con diferencia, el diseño que más carga genera en la zona neutra del alerón, pero ver que son los únicos que han optado por esta vía me hace desconfiar de ella. La forma de su nariz permite poder captar flujo y canalizarlo debajo del morro cuando el coche está trazando una curva. Esa sería otra ventaja.
En fin, como vemos nada es perfecto. Encontrar la mejor manera para recuperar la carga aerodinámica perdida y maximizar el flujo de aire del resto del monoplaza es el gran objetivo y queda a juicio de los diseñadores qué opción es la más ventajosa para las cualidades del coche. Son pocos los que lo consiguen y a buen seguro que los veremos siempre en los puestos de cabeza. ¿Quién dará en la diana este año? A partir de GP de Australia lo veremos, pero eso será otra historia.
