Coeficiente de sustentación (Cl)

El coeficiente de sustentación, expresado como Cl, es un número adimensional que cuantifica cuánta fuerza aerodinámica vertical genera la carrocería de un vehículo al circular el aire por encima y por debajo de ella. Expresa esa fuerza en relación con la presión dinámica del aire y con la superficie de referencia del coche, de modo que el mismo coeficiente se aplica con independencia de la velocidad a la que circule. Un valor positivo indica sustentación, una fuerza ascendente que tiende a aligerar el coche, mientras que un valor negativo indica carga aerodinámica, una fuerza descendente que aprieta el coche contra la carretera.

El fenómeno surge de la diferencia de presión del aire entre la parte superior y la inferior del vehículo. Al acelerarse sobre el techo y el capó curvados, el aire pierde presión, igual que ocurre sobre el ala de un avión, mientras que el aire que pasa por debajo de unos bajos planos o mal gestionados puede frenarse y ganar presión. Si la presión inferior supera a la superior, el efecto neto es sustentación; si un diseño hábil del fondo plano, el difusor y los alerones logra que la presión inferior sea menor que la superior, el efecto neto es carga aerodinámica. El coeficiente de sustentación se limita a recoger el equilibrio de estas presiones en una única cifra comparable.

Por qué importa se hace evidente a alta velocidad. La sustentación positiva reduce la carga que aprieta los neumáticos contra la carretera y, dado que la adherencia disponible de un neumático depende de esa carga vertical, la sustentación erosiona en silencio el paso por curva, la frenada y la tracción justo cuando el coche circula lo bastante rápido como para necesitarlas más. Un coche que se siente ligero, impreciso o nervioso al coronar cambios de rasante a alta velocidad suele padecer sustentación. La sustentación negativa, o carga aerodinámica, hace lo contrario: aumenta la carga efectiva sobre los neumáticos y permite mayores fuerzas en curva y en frenada, razón por la cual los coches de competición invierten tanto en generarla.

El reparto de esta fuerza vertical entre el eje delantero y el trasero importa tanto como su magnitud total. Un coche que desarrolla carga aerodinámica solo en la zaga, o que la pierde solo en el morro, se desequilibra al subir la velocidad y tiende al subviraje o a un sobreviraje repentino. Los ingenieros afinan, por tanto, los dispositivos aerodinámicos delanteros y traseros —spoilers, alerones, difusores y el perfilado de los bajos— para mantener equilibrada la sustentación o la carga aerodinámica entre ambos ejes, de modo que el comportamiento siga siendo previsible en todo el rango de velocidades.

El coeficiente de sustentación es una mitad del carácter aerodinámico de un vehículo; la otra es el coeficiente de resistencia, que mide la oposición al avance. Ambos están ligados, ya que los dispositivos que crean carga aerodinámica suelen añadir resistencia, lo que obliga a un compromiso entre la velocidad punta y la estabilidad a alta velocidad. Los coches de calle corrientes se diseñan en general para un coeficiente de sustentación pequeño, ligeramente positivo o próximo a cero, aceptando algo de sustentación a cambio de poca resistencia y buen consumo, mientras que los coches deportivos y de competición buscan deliberadamente la resistencia en pos de la adherencia que aporta una verdadera carga aerodinámica.