Aerodinámica: Vortex y Flap Gurney

Seguimos hablando sobre aerodinámica, y lo hacemos acercándonos un poco más a las aplicaciones a nuestros coches de calle. Nos centramos en dos elementos: El generador vortex (e intentamos aclarar la confusión que lo rodea) y el flap gurney (un gran desconocido en España, pero muy extendido en UK, USA y Japón). Vamos al lío...

Los conceptos básicos los hemos explicado en nuestra anterior entrega sobre aerodinámica. Es complicado, pero los damos por entendidos, y pronto los adaptaremos para subirlos a nuestro glosario. Ahora vamos a entrar a hablar de algunos dispositivos aerodinámicos que se acercan más a lo que nos gusta: los coches de calle y las preparaciones. Y en concreto abordamos los temas más controvertidos: El Vortex Generator y el Flap Gurney, porque hablar de alerones aftermarket es muy fácil...

Vortex Generator (o generador de vortex, que suena bastante terrible):

La gente piensa que es una placa con pinchitos que se pone al final del techo del coche para mejorar la aerodinámica del coche (hasta ahí vamos bien) haciendo que el aire baje hacia el alerón (ahí vamos mal). El funcionamiento de un vortex generator (en adelante lo llamaremos VG, que sino voy a erosionar el teclado) es bastante complejo, y si os digo la verdad, tras leerme varias lecciones sobre el tema aplicado a los aviones, todavía me cuesta comprenderlo en profundidad, pero al menos la parte que nos interesa la tenemos ya cubierta:

El aire que fluye sobre el coche puede dividirse básicamente en flujo laminar (el que va en la dirección correcta y fluye con chulería sobre el vehículo) y aire turbulento (el que se arremolina y la va liando, pero que igualmente nos puede servir en determinadas situaciones si lo sabemos manejar). El aire turbulento tiene más fuerza y crea una estela que dura más, y esas cualidades pueden servir en más de una ocasión, cuando el aire laminar al fluir no incide sobre una parte del coche porque se despega (formando lo que se llama una burbuja), o cuando la estela que persigue al coche se deshace rápidamente sin que aprovechemos todo su potencial.

Como hemos visto, el flujo laminar es obediente pero va perdiendo consistencia poco a poco a medida que pasa por el coche. Por ese motivo en los aviones se crearon unas placas con pinchitos planos (de forma triangular o rectangular según modelos), que crean una fina turbulencia. Ese pequeño flujo turbulento no llega a desmadrar todo lo conseguido en la parte laminar, pero sí alarga la estela, creando más fuerza. En el coche se aplica con el mismo principio, es decir, reforzar la intensidad del flujo aerodinámico hacia la parte final del coche, hacer que el alerón trasero trabaje con más caudal, y a mejorar y fortalecer el efecto aerodinámico de la parte trasera del vehículo.

Es sabido el ejemplo del Mitsu Lancer Evo 9, que llevaba este elemento de fábrica sobre la luneta trasera. El problema es que desde entonces (sobre todo debido a su aspecto agresivo) se pusieron de moda, y cualquier Juan Lanas anda comprando VG's en Ebay para poner en todo tipo de coches. Como estáis comprendiendo ahora, las piezas de aerodinámica del coche tienen bastante complicación, y no vale con poner un listón pinchudo en el techo de nuestro Renault 19 para mejorar el flujo de aire. Conozco a desgraciados que lo hacen y todavía se creen que sirve para algo. Y para que veáis hasta qué punto es difícil (y lo friki que puedo llegar a ser), leyendo sobre los VG's en avionetas particulares, hay demostraciones de que lejos de ser beneficiosos (se trataba el caso concreto de un conocido fabricante de piezas aftermarket para aviones), producían una pérdida notable en la velocidad de crucero de varios modelos de avión, y de paso empeoraban la velocidad de despegue de los mismos. Si eso pasa con un fabricante reputado para aeronáutica, piensa ahora lo que pasa con un fabricante barato de Ebay...   drama.

Flap Gurney (igualmente desconocido con el nombre de Wickerbill):

Es un efecto bastante curioso, que desafía un poco la lógica de los que no tratamos este tipo de cuestiones con frecuencia. Uno se piensa que los alerones funcionan guay en nuestra cabeza, y que el aire fluye por ellos "like Peter at home", y de repente te encuentras con un alerón que lleva en su filo final una especie de lámina que hace pared contra el aire, haciendo que el aire claramente choque contra él. Y en ese momento tu mundo se derrumba, todo pierde sentido, que paren el mundo que me bajo.

Pues como siempre pasa en este complicado mundo de ingenieros omniscientes, tiene una explicación razonable. Complicada pero razonable.

Dicho fríamente: A veces el aire que pasa por debajo del alerón se desprende de su superficie (al ir muy inclinado, el flujo de la parte inferior del ala no sube y se pierde downforce). El flap gurney "frena" el aire de la parte superior (aumentando de paso la presión del mismo), y crea vacío justo detrás de su "pared". El aire que pasa por debajo tiende a llenar ese vacío, creando una turbulencia que hace que no se desprenda más, y por tanto, mejorando el downforce notablemente. Mirad el siguiente dibujillo:

Duele un poco así dicho. Pero pongamos una metáfora: Mientras las mujeres en Ikea son como un flujo turbulento, que no para de dar vueltas por los pasillos y moverse sin control alguno, los hombres en Ikea somos como el flujo laminar, lo atravesamos a toda velocidad en dirección a la salida, apoyando lo menos posible en su superficie. Pero si en la salida algo nos obstaculiza el paso, se forma atasco, cada vez nos pegamos más, e inevitablemente nos será más difícil correr a la salida, lo haremos de forma más calmada, estaremos más pegados los unos a los otros, y de paso retozaremos más contra los mostradores y la superficie de los expositores. Eso es lo que hace el flap gurney con el aire que pasa por encima de un alerón. Para el aire que pasa por debajo, la explicación es análoga: Como lo hombres no podemos salir fácilmente de Ikea y montar en nuestros coches, los del Leroy Merlin de al lado aprovechan ese vacío para salir ellos por las calles del parking con mayor fluidez y llegar antes a casa.

Se venden bastantes láminas para hacer gurney sobre alerones, tanto de aftermarket como de serie, pero volvemos a lo mismo: no te fíes de las ventas chollo sobre cosas que no son fáciles de calcular ni de comprobar, porque puedes estar haciendo el oso sin darte cuenta, y encima pagar por ello...

¿Ha quedado claro?

Ahora un nuevo paso hacia nuestro experimento aerodinámico: Anteriormente os dijimos que os mostraríamos un invento para adivinar lo que hace el aire sobre vuestros coches, sin tener que gastar 10 millones de euros en un túnel de viento (que siempre viene bien la inversión, ojo, lo acabas usando, y se está fresco ahí dentro). Consiste en pegar hilos de lana con un poco de celo en la chapa del coche. Sí, hilos de lana de unos 10 cm por toda la parte del coche que queramos examinar. No los juntes mucho porque pueden chocar unos con otros. La clave es que no se toquen, y si los hilos miden 10 cm, sepáralos a 20 cm. Ahora mismo estás pensando que te queremos tomar el pelo. Pero no, y lo hemos visto hacer ya por ahí (dicen que Ferry Porsche usaba este sistema cuando no podía permitirse un túnel de viento como los primeros que aparecieron en Italia en aquella época).

(dicho experimento realizado sobre el ala y flap de un avión. A la izquierda fluye bien, y a la derecha se ve que hay turbulencia sobre los hilos del flap)

Cuando el coche se pone a andar a una velocidad media de 100 kmh, con suficiente aire circulando alrededor (si hay demasiado viento lateral no sirve por razones obvias), los hilos se moverán por el aire. Si lo hacen en una dirección fija, es correcto, los dirige el flujo laminar. Si se arremolinan es que están siendo movidos por aire turbulento, y algo va mal. Esto debería hacernos ver el funcionamiento adecuado de un alerón, de un vortex generator, o de un splitter.

Si os portáis bien, y encontramos tiempo, lo pondremos en práctica en algún coche que tengamos a mano, y lo documentaremos para vuestro deleite y nuestro ridículo... pero no prometemos nada.

PD: Una vez más, nuestro amigo Francisco nos ha ilustrado sobre el tema, aclarado dudas y corregido el artículo para dejarlo bien pulidito. ¡No podemos dejar de agradecerle su ayuda! ¡¡¡Mil gracias!!!