Aerodinámica

La aerodinámica es la rama de la física que estudia cómo se mueve el aire alrededor de un cuerpo que lo atraviesa y, aplicada al automóvil, determina la forma en que el flujo circundante condiciona la resistencia, la estabilidad, la refrigeración, el ruido y, en última instancia, la eficiencia. Importa porque el aire, aunque invisible, se comporta como un fluido que el coche debe apartar de manera continua, y el modo en que ese flujo se adhiere a la carrocería, se desprende de ella y vuelve a unirse por detrás tiene un efecto profundo sobre las prestaciones del vehículo y sobre la energía que consume.

La consecuencia más importante es la resistencia aerodinámica, la fuerza que se opone al avance. Esta resistencia crece con el cuadrado de la velocidad, de modo que al duplicar la velocidad la fuerza se cuadruplica aproximadamente; a velocidades de autopista se convierte en la resistencia dominante que el coche debe vencer, por encima de las pérdidas por rodadura y mecánicas. Como el motor tiene que trabajar contra esta fuerza, la resistencia aerodinámica es un factor determinante del consumo de combustible y, en los coches eléctricos, de la autonomía. Buena parte de esa resistencia no procede del frontal del coche apartando el aire, sino de la estela turbulenta y de baja presión que queda detrás, razón por la cual afilar la zaga resulta tan eficaz.

El flujo de aire genera además fuerzas verticales. Al acelerarse el aire sobre las superficies curvas de la parte superior de la carrocería, la presión cae y el coche tiende a desarrollar sustentación, que aligera los neumáticos y merma la estabilidad a alta velocidad. Los ingenieros controlan este fenómeno con alerones, que rompen el flujo no deseado, y con bajos perfilados y difusores traseros que, en los coches más rápidos, pueden generar carga aerodinámica para presionar los neumáticos contra el asfalto. Ese mismo flujo debe canalizarse también para refrigerar el motor y los frenos y dirigirse de modo que se reduzca el ruido de viento que llega al habitáculo.

Para el conductor y el propietario estos efectos se traducen en resultados tangibles: mejor consumo, un habitáculo más silencioso, un comportamiento más seguro con viento lateral y a alta velocidad, y una refrigeración suficiente bajo carga. Una forma aerodinámica eficiente puede aportar kilómetros adicionales o más autonomía simplemente por reducir el trabajo que la cadena de tracción debe realizar en marcha de crucero.

Lograr una buena aerodinámica es cuestión de un modelado cuidadoso más que de un único dispositivo. La forma general de la carrocería, la inclinación del parabrisas, el tratamiento de los montantes A y los retrovisores, las juntas entre paneles, la planeidad de los bajos y detalles como alerones y difusores contribuyen al conjunto. Los diseñadores los refinan en túneles de viento y mediante dinámica de fluidos computacional, equilibrando a menudo el ideal aerodinámico con el estilo, el aprovechamiento del espacio y la visibilidad.

Las prestaciones aerodinámicas suelen resumirse en el coeficiente de resistencia, o Cx, una cifra adimensional que expresa con qué limpieza una forma atraviesa el aire, aunque la superficie frontal pesa igual de importante en la resistencia total. La disciplina convive con otros factores que influyen en la resistencia y la eficiencia del coche, como la resistencia a la rodadura de los neumáticos y la cuestión más amplia de la carga aerodinámica, todos los cuales repercuten en el consumo real.