Carga aerodinámica

La carga aerodinámica (en inglés, downforce) es una fuerza de elevación hacia abajo creada por la aerodinámica de un vehículo. El propósito de la carga aerodinámica es ejercer fuerza vertical sobre las ruedas para crear agarre y aumentar la velocidad.

El mismo principio que permite a las alas de un avión crear sustentación para elevarlo se usa a la inversa para aplicar una fuerza que presiona al auto contra la carretera.^[1]​ Este efecto se denomina agarre aerodinámico y se distingue del agarre mecánico obtenido principalmente a través de la suspensión del vehículo.^[2]​ Un mayor agarre mejora la maniobrabilidad y así permite tomar curvas con una velocidad mayor. Existen varias formas de mejorar la carga aerodinámica de un automóvil:

• Alerones traseros y delanteros.
• Difusor, muchas veces acompañado de un Perfil alar invertido.
• Efecto suelo.
• Efecto Venturi.

Debido a que es una función del flujo de aire por encima y por debajo del automóvil, la carga aerodinámica aumenta con el cuadrado de la velocidad del automóvil y requiere una velocidad mínima para surtir efecto. El movimiento vertical del automóvil modifica su ángulo de ataque y el flujo de aire debajo del mismo, lo que puede resultar en un vehículo fuera de control.^[1]​ Tal fue el caso del Mercedes-Benz CLR en las 24 Horas de Le Mans de 1999.^[3]​

Dos componentes principales de un coche de carreras se pueden utilizar para crear carga aerodinámica cuando el coche se desplaza a velocidad de carrera:

• la forma de la carrocería y;
• el uso de perfiles aerodinámicos.

La fuerza descendente ejercida por un ala se expresa generalmente como una función de su coeficiente de sustentación:^[4]​^[5]​

${\displaystyle F=-C_{L}{\frac {1}{2}}\rho v^{2}A}$

donde:

• F es la carga aerodinámica (unidad SI: newtons)
• C_L es el coeficiente de sustentación
• ρ es la densidad del aire (unidad SI: kg/m³)
• v es la velocidad (unidad SI: m/s)
• A es el área del ala (unidad SI: metros cuadrados), que depende de su envergadura y cuerda si se usa la base de área superior del ala para C_L, o de la envergadura y grosor del ala si se usa la base de área frontal.

En ciertos rangos de condiciones de operación y cuando el ala no está en pérdida, el coeficiente de sustentación tiene un valor constante: la carga aerodinámica es entonces proporcional al cuadrado de la velocidad aerodinámica.

En aerodinámica, es habitual utilizar el área proyectada del ala vista desde arriba como superficie de referencia para definir el coeficiente de sustentación.

• Coeficientes aerodinámicos
• Automóvil de carreras
• Automóvil de Fórmula 1

• Simon McBeath, Competition Car Downforce: A Practical Handbook, SAE International, 2000, ISBN 1-85960-662-8
• Simon McBeath, Competition Car Aerodynamics, Sparkford, Haynes, 2006.
• Enrico Benzing, Ali / Wings. Progettazione e applicazione su auto da corsa. Their design and application to racing car, Milano, Nada, 2012.

1. ↑ ^{a b} Katz, Joseph (1995). Race car aerodynamics : designing for speed. R. Bentley. ISBN 0837601428. OCLC 32856137. Consultado el 29 de abril de 2023. 
2. ↑ Robert Bosch GmbH (2022). Automotive handbook. (Eleventh edition, revised and extended edición). ISBN 978-1-119-91191-3. OCLC 1312592733. Consultado el 29 de abril de 2023. 
3. ↑ Pérez, Aarón (23 de agosto de 2020). «Así ocurrió uno de los accidentes más escalofriantes de Le Mans». Periodismo del Motor. Consultado el 10 de septiembre de 2024. 
4. ↑ «Lift to Drag Ratio». NASA. Consultado el 10 de septiembre de 2024. 
5. ↑ occamsracers, Author (5 de febrero de 2021). «How to Calculate Wing Downforce». Occam's Racer (en inglés). Consultado el 10 de septiembre de 2024. 

• Esta obra contiene una traducción parcial derivada de «Downforce» de Wikipedia en inglés, concretamente de esta versión, publicada por sus editores bajo la Licencia de documentación libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0 Internacional.
• Bull's Guide To: La aerodinámica
• Así funcionan las cuatro partes que componen la aerodinámica de un coche de Fórmula 1