¿Qué son alerones flexibles en F1 y por qué los equipos lo usan?

El tema de mayor actualidad en la Fórmula 1 2021 son los alerones flexibles, que han generado polémica y acusaciones. ¿En qué consisten y qué aportan?

¿Qué son alerones flexibles en F1 y por qué los equipos lo usan?

Las imágenes en vídeo del alerón trasero de Red Bull inclinándose hacia atrás a altas velocidades en la recta de Barcelona provocaron que Mercedes y Lewis Hamilton acusaran rápidamente al equipo austriaco de usar un alerón "flexible" en el RB16B.

Y así se destapó todo: Alfa Romeo y Ferrari también admitieron haber introducido cierta elasticidad en sus alerones traseros, y parece probable que haya más equipos que lo hayan hecho.

La situación ahora es que la FIA quiere introducir pruebas más exigentes en el Gran Premio de Francia para asegurarse de que los alerones no flexen bajo carga, a pesar de que las alas actuales ya pasaron esa prueba durante las verificaciones técnicas.

Como siempre ocurre en la F1, esa decisión no le conviene a nadie; Mercedes y McLaren quieren que esas pruebas se hagan antes del Gran Premio de Azerbaiyán en Bakú, mientras que Red Bull, Ferrari, Alfa Romeo y cualquiera que tenga un alerón del estilo argumentan que eso les costará más dinero para endurecer sus diseños.

En Sky Sports F1, el director del equipo Red Bull, Christian Horner, que no es nuevo en el asunto de alerones que flexan, llamó la atención sobre el alerón delantero de Mercedes, que también parecía doblarse hacia el suelo, y sugirió que la escudería alemana vuelve a ser hipócrita.

Y en cuanto Hamilton soltó su comentario sobre el "alerón trasero flexible", se tiró de un hilo que ha desenredado una trama secundaria muy importante para la temporada 2021. ¡Oh, qué divertido!

Carlos Sainz Jr., Ferrari SF21

¿Qué es un alerón flexible y por qué los equipos de Fórmula 1 lo quieren usar?

Las alas flexibles son... bueno, básicamente alas que flexan, se inclinan, se balancean. Estrictamente hablando, todos los alerones flexan, ya que es imposible lograr una rigidez total, pero algunos lo hacen más que otros.

En términos de Fórmula 1, eso generalmente se manifiesta en una acción de inclinación. A gran velocidad, los alerones delanteros y traseros producen más resistencia al avance según va aumentando la velocidad del coche. En términos matemáticos, el cuadrado de la velocidad determina la fuerza de arrastre (drag), según la siguiente ecuación:

Fuerza de arrastre = (coeficiente de arrastre * área frontal * densidad del aire * velocidad al cuadrado) / 2.

A medida que aumenta la velocidad, la fuerza que empuja el monoplaza hacia atrás aumenta exponencialmente.

Como tal, no se puede utilizar toda la potencia máxima del tren motriz para alcanzar velocidad en las rectas. En circuitos como Monza, los equipos usan alerones muy finos para reducir la resistencia al avance (drag) pero, en circuitos más convencionales, necesitas el tamaño completo de los alerones delanteros y traseros para generar carga aerodinámica en las curvas.

Al inclinarlos hacia atrás a gran velocidad, eso puede reducir el área frontal general del alerón, y quizás completamente su coeficiente de arrastre. Usando la fórmula anterior, el cuadrado creciente de la velocidad se compensa marginalmente con el área reducida y el coeficiente de arrastre.

La verdad es que a todos los equipos les encantaría tener alas infinitamente flexibles en sus coches de F1, ya que el alerón delantero y trasero teóricamente podrían enderezarse y reducir enormemente la resistencia en las secciones más rápidas de un circuito. Pero por motivos de seguridad, no se les permite hacerlo.

La FIA hace test para garantizar que las alas no flexen durante las verificaciones; los delanteros son sometidos a pruebas de carga y los traseros a pruebas de retroceso (al tirar de ellos ven si giran sobre su eje), como se describe en el Artículo 3.9 del reglamento técnico.

Antonio Giovinazzi, Alfa Romeo Racing C41

¿Por qué se desaconsejan los alerones flexibles por motivos de seguridad?

El estudio de la aerodinámica en F1 se considera a menudo como "aeroespacial, pero al revés", debido a que existen muchos principios iguales entre los dos campos, que comparten muchos problemas idénticos.

Las alas de un avión se doblan muy levemente, porque la estructura debe ser un equilibrio entre rigidez y peso. Los materiales con una alta resistencia a la torsión suelen ser pesados, y lo mismo ocurre con un coche de F1.

Actualmente, los alerones de la F1 se fabrican a partir de fibra de carbono y, a menudo, utilizan un núcleo de baja densidad (como una espuma) para proporcionar mayor rigidez, por lo que siguen siendo ligeras y rígidas. Pero lo cierto es que cuanto más peso se añade, por ejemplo, usando más capas de fibra de carbono, más rígida se vuelve. Por lo tanto, aún existe esa compensación.

Pero si un alerón es demasiado ligero, es probable que pierda fuerza. Bajo carga, eso significa que el ala podría romperse, ya sea por contacto con otro coche o por efectos desarrollados por la aeroelasticidad.

La aeroelasticidad es un campo científico propio; aunque la elasticidad es deseable para algunas aplicaciones, deja a un alerón u otra estructura expuesta a fenómenos como el aleteo.

Si un alerón de F1 se agita, eso significa que produce un nivel de carga aerodinámica muy impredecible, que puede fluctuar entre valores extremos.

Si quieres saber más...

Lewis Hamilton, Mercedes W12

Como tal, si un piloto lleva un coche con esa imprevisibilidad, indudablemente habrá casos en los que tenga un nivel muy bajo de carga aerodinámica al frenar en una curva. Obviamente, eso puede provocar un accidente especialmente desagradable si no pueden detener el coche a tiempo.

El aleteo es un movimiento armónico y, si por el flujo de aire que se aproxima se expone a frecuencias que se acercan a sus frecuencias naturales, puede destrozar el alerón en casos extremos. Al aumentar la rigidez, eso se puede evitar.

Esas son las razones por las que la FIA realiza verificaciones para evaluar la integridad estructural del monoplaza, para garantizar que los pilotos permanezcan seguros dentro del cockpit.

La seguridad en la F1

¿Qué ocurrirá ahora en la F1 con los alerones flexibles?

Según se realicen pruebas más estrictas para el Gran Premio de Francia, se debería reducir aún más la flexión de los alerones utilizados por los equipos. Indudablemente esto tendrá un impacto que afectará a los equipos que funcionan cerca del límite de costes, pero siempre se puede argumentar que la seguridad no tiene precio.

Eso no impedirá que los equipos intenten flexionar sus alas al máximo nivel permitido, pero reducirá la cantidad de rendimiento que sale del uso de una geometría de un alerón con esta característica.

En el futuro, a medida que la ciencia de los materiales continúe evolucionando, la F1 podría permitir que los alerones cambien de forma más flagrante en el transcurso de una carrera, pero según las reglas actuales, eso no está permitido.

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