Si observamos la imagen seguramente (al igual que a mí) os llame la atención esa turbina en la parte trasera, voy adelantando que no está relacionada con el batmóvil ni con la ciencia ficción (como personalmente pensé la primera vez que lo vi). Dejando bromas a un lado entramos en materia de superdeportivos presentando a nuestro protagonista de hoy, el Gordon Murray Automotive T.50.
Lo que incorpora este superdeportivo en la parte trasera es un ventilador, pero antes de continuar es necesario hablar de su creador y de su magnífica trayectoria como ingeniero. ¿Os suena el nombre de Gordon Murray?, puede que a algunos os suene y a otros no tanto, pero seguro que sí os suena la marca de automóviles McLaren. Fue él quien trajo los McLaren de las pistas de competición a las carreteras fundando McLaren Cars Ltd.
Lo verdaderamente importante a destacar es que es un excelente diseñador automovilístico graduado en la Universidad Tecnológica de Durban, trabajó en la Formula 1 por unos 20 años (1969-1991) siendo la mayor parte de este periodo diseñador jefe del equipo Brabham y posteriormente del equipo McLaren ganando un total de 5 Títulos Mundiales.
Historia de un fenómeno físico
Para comprender la función del ventilador es necesario explicar un fenómeno físico. Para ello entraremos en el contexto histórico adecuado, estamos en 1977, el equipo Lotus descubre el efecto suelo. Con este fenómeno físico se conseguía generar una gran cantidad de carga aerodinámica sin el uso de grandes alerones que producirían un gran arrastre, en resumen pegaba al coche al suelo haciéndolo más rápido en curva sin hacerlo más lento en tramos rectos. Fue el nacimiento de los Wing car.
El Lotus 79 era parecido a un ala de avión invertida, tenía dos canales laterales por los cuales el aire pasaba y era acelerado gracias a los perfiles alares que incorporaba, que junto con las faldillas laterales creaba un canal hermético que pegaba el coche a la pista.
En la temporada de 1978 el Lotus 79 demostró una gran dominio llegando a ganar el título mundial, pero el equipo británico no pudo seguir haciendo cortina de humo por mucho más tiempo y al final su secreto fue descubierto por los demás equipos.
¿Qué física se esconde detrás del efecto suelo?
Entramos en una parte más técnica, saber que antes de entrar en materia de mecánica de fluidos es necesario tener en cuenta que vamos a considerar el aire como un fluido incompresible de densidad constante.
El efecto suelo es producido por el efecto Venturi, el cual consiste en que:
“Un fluido en movimiento dentro de un conducto cerrado disminuye su presión cuando aumenta su velocidad debido a su paso por una sección disminuida.”
Efecto Venturi
Es decir el aire pasa por un espacio más pequeño y eso hace que su velocidad aumente a su vez que disminuye su presión.
Este efecto es explicado por la Ley de Continuidad y el Principio de Bernouilli.
De acuerdo con la Ley de Continuidad que relaciona la sección y la velocidad, en todo punto del recorrido el caudal (medido en Litros/Segundo) será constante.
“Al disminuir la sección por la que pasa el fluido la velocidad de este aumenta”.
Ley de la Continuidad
-La relación entre la sección y la velocidad es:
A1 · V1 = A2 · V2
Donde :
- A1 →es la sección inicial.
- V1 →es la velocidad de la sección inicial.
- A2 →es la sección reducida (en este caso posterior a la inicial) .
- V2 →es la velocidad final, que en este caso será mayor que la velocidad (V1).
Con esta formula hallaríamos una velocidad V2 * que en nuestro caso sería perteneciente a la sección disminuida del canal por donde pasa el aire. Pero aún faltaría la presión (final) que el aire ejercería en esa sección disminuida, que como hemos adelantado al principio esta será menor a la inicial.
Para explicar por qué la presión disminuye tenemos el Principio de Bernouilli, que relaciona la velocidad de un fluido con la presión que ejerce el mismo. Este principio nos dice:
“A mayor velocidad, menor es la presión que ejerce el fluido, por otro lado a menor velocidad, mayor es la presión que ejerce.”
Principio de Bernouilli
También enuncia que:
“La energía del fluido en cuestión se mantiene constante durante todo el recorrido, considerando que es un fluido ideal (sin rozamiento ni viscosidad).”
Principio de Bernouilli
Esto se traduce en la siguiente ecuación:
P1+ ½ ρ V12+ρ g h1= P2+ ½ ρ V22+ρ g h2
Tenemos que:
- P1→Presión inicial
- ρ→Densidad.
- V1→Velocidad inicial.
- g→Aceleración de la gravedad.
- h1→Altura inicial.
- P2→Presión final.
- V2*→Velocidad final, (en este caso calculada anteriormente usando la Ley de Continuidad).
- h2→Altura final.
Lo más importante es que te quedes con la idea general; para afianzarla traemos un ejemplo más sencillo en el que se pone en práctica lo explicado anteriormente, y aprovechando que estamos hablando de la máxima del automovilismo, hablemos de algo omnipresente en sus momentos de gloria, las botellas de Champagne de los podios de F1.
Observa que al agitarlas el líquido sale con más velocidad cuando tapan parcialmente la boca de la botella con el dedo, al ponerle el dedo disminuye la sección de salida del líquido, haciendo que aumente su velocidad a la vez que disminuye su presión.
Por supuesto esto es solo uno de los muchos ejemplos del efecto Venturi, un ejemplo del día a día sería el carburador del motor de un automóvil, gracias a este efecto aspira el carburante para posteriormente hacer mezcla con aire.
Sin respuestas todavía