domingo, 29 de abril de 2012

El efecto Coanda, y van dos


Tal vez, pienso, aprenderíamos más sobre dinámica de fluidos invirtiendo nuestro tiempo en pasear por el monte hasta encontrar un arroyo a cuyo lado sentarnos, para echar allí unos minutos, o quien sabe si unas horas, mirando cómo fluye el agua entre las piedras del lecho y las orillas, cómo las lame, cómo las sortea, cómo origina minúsculos remolinos que compensan la energía perdida, o cómo se divide en diferentes caminos que se entrelazan o separan para volver a ser solo uno en cuanto la profundidad del cauce lo permite. 

Supe por primera de la existencia del efecto Coanda hace unos años, cuando leí las explicaciones de mi buen amigo Juan Moragues [Piratf1] en Efecto Suelo, el santuario de Jors, lugar al que sin duda seguiré echando de menos por muchos años que pasen. En fin, Juan lo explicaba de manera sencilla, como hacía con cualquier complejidad que cayera en sus manos, y traía como ejemplo precisamente el de la cucharilla al que cualquiera tiene acceso en Youtube

El caso es que el efecto de los demonios siempre ha estado entre nosotros, al menos desde que existen las cucharillas, para que nos entendamos, aunque ahora se ha puesto de moda para explicar cómo las escuderías sortean la nueva normativa a la hora de dominar los flujos que rodean sus vehículos cuando circulan. 

Básicamente consiste en que cuando un fluido; —en el caso de los F1, el aire— entra en contacto con una forma que no dificulte su paso, la diferencia de densidad entre el primero y la última favorece que el aire se ajuste a la carrocería como si fuese un guante de gamuza, gracias a una particularidad que tienen los fluidos: la viscosidad. 

Lamentablemente, ya que el efecto Coanda se da donde existe un fluido y una superficie adecuada, podemos aceptar como seguro que se origina lo mismo arriba que en los laterales del monoplaza, incluso debajo del fondo plano, y que por ello es tan importante saber controlarlo, ya que en las múltiples interacciones creadas no se altera sólo la dirección del aire, sino que también se originan diferentes fuerzas de acción y reacción (lo que le ocurre a la pelotita en el mismo video) que afectarán inevitablemente al comportamiento del vehículo.

El ejemplo de la cucharilla puede servirnos para explicar la solución Sauber tan en boga, pero sólo hasta cierto punto, porque si el cubierto mantuviera el mismo tamaño pero el chorro de agua que sale del grifo fuese más abundante, al menos tanto como el caudal que afecta a un F1 cuando corre a toda pastilla, se podrían observar desbordamientos y algún que otro remolino. Ni os cuento lo que podríamos ver si la cucharilla estuviera sumergida en agua en vez de estar suspendida en el aire del fregadero... 

Mal que queramos, el aire, un fluido en apariencia la mar de tranquilo, rodea todo el vehículo salvo aquellas zonas donde los neumáticos tocan el suelo, pero se vuelve tormenta o incluso huracán en cuanto el coche se pone en movimiento. El efecto Coanda sin duda ayuda en la definición adecuada del trayecto que recorre cada flujo a su paso por las diferentes partes de la carrocería, pero no lo explica todo, ni mucho menos, porque sólo es un componente más de una ecuación que se resuelve adecuadamente o no, sólo cuando ha sucedido todo, cuando el aire recupera la paz detrás del vehículo habiendo transferido a éste una bonita carga de eficacia.

Os leo.

2 comentarios:

csm dijo...

Muy clarito, como el agua..lo he entendido hasta yo ¡ja,ja,ja!
Una cuestión: si los fluídos van pegados a la superficie del vehículo, ¿qué pasa cuándo salen todos por detrás? ¿turbulencias?

Gracias ;P

J-CAR dijo...

Fácil y elegante. ;)

Mediante el EC se trata de que los gases calientes de los escapes sean arrastrados hasta el difusor y ganar downforce aplicando lo que aprendimos el año pasado y que pretendía evitar el nuevo reglamento de Wit-thing.
Pero el EC tiene otra cara que aún nadie nos había mostrado. ;) La reacción que vemos en la pelota sobre el chasis de un F1 se convierte en… ¿sustentación?
(http://www.youtube.com/watch?v=KXVtUCABiv8&feature=related)
Cuándo levantas el pie del acelerador y vuelas a toda velocidad hacia el vértice de la curva pierdes la downforce al haber perdido el soplado en retención… ¿se te levanta la trasera por el EC? y ¿si no tienes cuidado al aplicar el freno y la dirección aumenta el riesgo de trompo y de ridículo? ¿Era acaso este el incomodo problema que se encontró Seb y por lo que prefería el RB-A en Sepang con sus frenadas progresivas y en apoyo? ¿Si es así, cómo lo resolvieron en Shakir? ¿Puede ser que es porque todas las frenadas son con el coche recto excepto la de las curvas 9-10?
¿Podría romperse este efecto de sustentación indeseado en las frenadas con un F-Duct que rompiese la corriente de aire donde empieza la caída de los pontones y que se activara “indirectly” al pisar el pedal de freno? (http://www.autosport.com/news/report.php/id/98738) En Shanghai los comisarios abrieron una puerta por la que caben muchas cosas que aún no imaginamos.
¡Saludos al anfitrión y a los invitados!