Una breve historia de calor [y 03]

Veníamos diciendo que el reglamento 2009 había hecho agua por una concatenación de circunstancias que en vez de quitar importancia a la aerodinámica, como se pretendía, había multiplicado su protagonismo con la aparición del calor como invitado estelar, y que en buena lid, parecía lógico que el reglamento 2014 quisiese recuperar el espíritu perdido años atrás un poco gracias al todos la mataron y ella sola se murió.

El caso es que alguien hizo mal los cálculos, de nuevo, y con un paquete normativo similar al estrenado en 2009, cuyo planteamiento se agravaba con un único escape en la parte trasera y la presencia delante de unos morros inclinados y bastante anchotes —y feos la mayoría de veces—, la cosa del tirar pa'lante dependía inexcusablemente de las llamadas unidades de potencia, engendros híbridos que, salvo en el caso de Mercedes-Benz, funcionaban poco y mal o directamente dejaban de funcionar, y en muchas ocasiones de manera inexplicable.

Una breve historia de calor [02]

El reglamento 2009 había nacido malparido. Una de sus piezas fundamentales, el KERS, se había demostrado demasiado novedoso como para ser implementado tan a la ligera, y la decisión de aceptar los Doble Disfusores enfatizaba la importancia de la aerodinámica a pesar de que era eso, precisamente, lo que se pretendía evitar.

Los años 2009 y 2010 son campo abonado para que las escuderías tomen el timón. Como decíamos esta mañana, el KERS no será de uso obligatorio hasta 2011, y como consecuencia, se elevan los morros y el Doble Difusor prolonga su presencia en 2010 (se prohibe para el año siguiente), porque en caso contrario, el espectáculo peligraba por falta de la potencia prometida a cuenta del Kinetic Energy Recovery System. 

Una breve historia de calor [01]

Estamos en agosto, la solana pega fuerte aunque llovizna en Gorliz, y puesto que toca esperar al Gran Premio de Bélgica vamos a intentar explicar durante los próximos días y semanas por qué el calor en el fondo plano resulta tan interesante en la actualidad, cómo ha impregnado la normativa 2017 y cómo su participación bajo el fondo plano ha evolucionado de forma pareja a la modificación del rake (inclinación del suelo con respecto al asfalto en orden de marcha) y a la importancia que ha ido adquiriendo mientras tanto el diseño del alerón delantero. 

¿Me voy a meter en un jardín...? Sin duda, pero tranquilos, que en un par de entradas o tres a lo sumo ventilamos este asunto.

Más vale maña que fuerza

La Fórmula 1 recordaba el pasado lunes la desaparición de uno de los hombres más ingeniosos y creativos de este deporte, Colin Chapman, fallecido el 16 de diciembre de 1982 a la edad de 54 años, y tal vez convenga recordar, como hacíamos ayer mismo a cuenta del BGP001, que en esta disciplina conviene no dar nada por sentado y menos vender la piel del oso antes de cazarlo, porque los ingenieros, desde Adrian Newey a Pat Symonds (Red Bull y Marussia respectivamente) son gente sumamente creativa.

Ante la importancia creciente que ha ido adquiriendo el suelo de los vehículos en los últimos años, la FIA, escaldada ante las soluciones que sorteaban el reglamente, ha creído conveniente elevar la terminación de los escapes por encima de la luz de lluvia con una inclinación de 5º, sintetizarlos en una salida única, eliminar el beamwing (aletín horizontal situado prácticamente en la base del grupo del alerón trasero), todo ello con la intención de que se imposibilite calentar el difusor.

¿Por qué va bien el RB9?

Independientemente de que nos mole más o menos Sebastian Vettel, lo que no se puede negar es que el RB9 es una máquina extraordinaria que pertenece a una saga de coches no menos extraordinarios.

Sin duda la respuesta más sencilla pasa por afirmar que Adrian Newey es el mago de Oz y quedarnos después tan panchos. A fin y a cuentas, el monoplaza austriaco pasa una y otra vez todas las pruebas que propone la FIA y por tanto, en apariencia es totalmente legal, lo que nos situa a un nivel de perplejidad técnica como no he conocido en mi vida, ya que ese segundo y medio por vuelta que es capaz de endosar el Red Bull a sus rivales, debería ser investigado por Iker Jimenez ya que las altas instancias de La Federation lo dan como bueno... O bueno (perdonadme el juego de palabras), no dan con la tecla adecuada para prohibirla por no ajustada al espíritu de la normativa vigente desde 2009 —recordad, menos aerodinámica y mayor resistencia al avance—, y obviamente, se limitan a dejar el asunto correr.

Entropía eres tú

Dice la sabiduría popular que el término entropía se refiere en termodinámica a la magnitud física que define mediante cálculo, la parte de la energía que no puede rentabilizarse en forma de trabajo, de manera que podríamos decir que si tú has convertido en trabajo el calor que produce tu vehículo, lo que resulta después de haberlo utilizado para tus propios fines y expeles por su zaga, es una cantidad de energía térmica residual y sucia que no sirve ni para pipas, pero que a buen seguro complicará la vida de quien intente cogerte el refufo.

Ayer fue un día memorable. Como decía hace unas horas, se habló del tren delantero, del endurecimiento de las suspensiones y de rondón, Pedro nos marcó el punto exacto en que un Red Bull es asequible en cuanto a su estela. El barcelonés habló de entre 2 y 3 segundos de distancia; más 3 que 2, para ser exactos; lo que en Fórmula 1 significa un universo de dimensiones colosales.

Monstruos con olor a salitre [Enigma 22]

Ayer hablábamos de alas convencionales, perfiles para ser exactos, y nos acercábamos a ver que fuerzas como la sustentación o la sustentación invertida (downforce) son modulables variando el ángulo de ataque porque están íntimamente relacionadas ya que consisten en el mismo principio aunque aplicado en direcciones diferentes.

Ponía como ejemplo los aviones de acrobacia y toca ver mejor el asunto porque un avión y un coche de carreras a priori parecen muy distintos.

Los papeles de Anxo [06]

Otro aspecto controvertido son los derrames sobre la falda. Ya sabemos que el flujo que utiliza Red Bull tira por la tobera trasera llevando el calor de la refrigeración y del colector de escape (radiación), y sospechamos que lo que le interesa es verter un flujo con el máximo posible de exergía para que alivie la resistencia de avance por expansión, bajando los flujos externos y aportando downforce a la falda.

Como sabemos que a más exergía (calor bueno en el flujo, con Energía Disponible), hay más capacidad de generar Trabajo de flujo en la estela, y por tanto más expansión, el flujo derramado por la falda debe disponer de calor que contenga la mayor cantidad posible de Energía Disponible para que se transforme fácilmente en Trabajo de flujo de expansión.

Los papeles de Anxo [05.5]

Terminada la revisitación de los comentarios de Anxo en la entrada 14 Kilos, retomamos el discurso inicial y seguimos linealmente con relación a la exposición comenzada en Los papeles de Anxo [05.1].

Respecto a lo más conocido, o al menos más comentado, ya sabemos algo sobre cómo los famosos difusores transforman la Energía Cinética en Entalpía.

La Entalpía, como dijimos, no es más que la suma de la Einterna y el Calor total, y su disponibilidad o Energía Disponible susceptible de transformarse en Trabajo, se conoce como exergía. Por otro lado, la parte de Energía que esta degradada (por rozamientos internos) y resulta por tanto No Disponible, se la conoce, por algunos autores, como anergía.

Los papeles de Anxo [05.4]

6.- «Me temo que con que esta máquina Enigma no tendremos ningún submarino que rescatar para abrirla y ver su código.

»Desde hace mucho sé que la mágia no existe en la física, y también sé que F=m*a (siempre que la dmasa/dt sea cero), luego a velocidades cotidianas no desintegra nada y tiene las mismas herramientas de juego. Sinceramente creo que el tema de la flexibilidad se debía zanjar por la FIA de forma global, por ejemplo marcado cuatro sensores en cuatro puntos o más (en cada esquina), y disponer telemetrías de distancias críticas que no se puedan superar en deformación —la idea del [alerón] delantero de Red Bull es brillante, una especie de ¡subchasis!—, o en las terminaciones de las transmisiones. Así podríamos valorar el comportamiento global de las deformaciones, o parcial, por sectores a criterio de la FIA.

Los papeles de Anxo [05.3]

3.- «A ver, otra... Aunque no podemos sino "imaginar el tanga bajo la falda." 

»Para empezar, como decía Descartes, por lo que sabemos hay falda (y muy bien descrita en este Infierno Verde), ¡y habrá tanga (radiadores, motor, etcétera)!

»La falda la vemos, aunque más bien son faldones. Vemos ese capó motor casi insinuante con esas curvas de vértigo, y vemos unos agujeros enormes, los pontones.
 Es obvio que por ahí entra un flujo de aire en un determinado estado termodinámico 
(a una presión y una temperatura determinadas). También es obvio que ese flujo (o parte de él) se utiliza para refrigerar (principalmente radiadores, regulador de carga y baterías del KERS, etcétera).

Los papeles de Anxo [05.2]

Por recomendación de Anxo, el autor de estas colaboraciones, intercalamos sus contribuciones en la entrada 14 Kilos del domingo 27 de marzo de 2011. Las correcciones de estilo y adecuación al formato es mío, así que si algo no resulta comprensible, ya sabéis a quién pedirle responsabilidades. 

1.- «Australia P1

. ¡Segundo y medio! ¡Eso no es un mundo de diferencia, son tres o cuatro mundos!

»Está claro que mucho se habla y poco se aprieta, y que volvemos por los mismos derroteros que años anteriores. Al parecer en todo el paddock sólo se habla de lo que quiere el maestro (Newey), de si pone los escapes aquí o allí, de la ventaja aerodinámica de las pull rod. Señuelos que nos despistan de lo que verdaderamente es una prueba o evidencia de sus soluciones. 

Los papeles de Anxo [05.1]

Procesos de Derrame

Cuando el flujo en estudio no pasa por ninguna máquina y por tanto no desarrolla trabajo técnico, se conoce como derrame, porque sólo obtenemos Entalpía (Energia Interna + Calor) y Energía Cinética.

 

Procesos de Derrame Adiabáticos

de fluidos Compresibles en toberas y difusores

 

Sabemos que un flujo es la evolución en el tiempo y el espacio de un Sistema Abierto, que interactúa con otro, en este caso el medio ambiente.



Los papeles de Anxo [04]

Conociendo ya que en un flujo Compresible, por ejemplo uno de aire, influyen cuatro tipos de energía, podemos comentar ya que cuando estudiamos o queremos comprender qué está sucediendo en la interacción entre una Forma y un Flujo determinados, se suele recurrir a elegir dos o más secciones del camino que recorre el flujo en relación con la forma, para evaluar cada tipo de energía en cada sección.

Generalmente se conoce previamente cuál es la Energía Total que disponemos en ese flujo en la sección elegida como inicial (I), y sabremos también qué beneficios queremos obtener de él en la sección de estudio final (II), que se convertirá en la sección I en el estudio posterior, y así sucesivamente, hasta que el flujo abandone la totalidad de la forma, obteniendo de esta manera un modelo que abarca desde el inicio de la interacción forma-flujo hasta que ésta ya no existe.

Los papeles de Anxo [03]

Sintetizando. Hasta ahora en la caja de herramientas de Newey (la que usa mientras anda en calzoncillos dando forma «y color» a nuestro Enigma) encontramos la ecuación de continuidad del flujo y la ecuación de que éste conserva su cantidad de movimiento lineal.

Sabemos ya que variando la sección transversal de un conducto (o camino) transformamos la energía de un tipo en el flujo en otra, según nos interese: fuerza de reacción en los límites del sistema (presión-depresión), o movimiento (velocidad mayor o menor del flujo) —las curvas de esa ballena en el mar en la foto eso si es magia de la naturaleza, todo se hablará—.

Los papeles de Anxo [02]

Cuando leamos que Newey juega con el calor, estamos en condiciones de preguntarnos ¿con qué calor. De dónde procede ese calor?

Si viene del rozamiento interno del sistema (del interior de un motor térmico en nuestro caso) ese calor es todo Energía No Disponible, y por tanto solo le quedará morir en la tumba del medio ambiente (esto no es una metáfora, es realmente así). Ahora bien, si no proviene de realizar trabajo en una máquina, o aún de rozamientos internos, entonces es un calor alto en Energía Disponible (cuantificable matemáticamente).

Los papeles de Anxo [01]

Hasta principios del XIX no se comenzó a pensar en que el calor era Energía (∑). Se consideraba como un fluido sin peso, que se denominaba calórico, y que pasaba de unos cuerpos a otros comunicando temperatura a la materia.

Julius Robert Mayer (1814-1879) publicó en 1842 lo que se llamó El Primer Principio de la Termodinámica [El calor es una forma de Energía], y a partir de ese momento se impuso este nuevo concepto para estudiar el calor.

Los papeles de Anxo [00]

Una de las cosas más gratificantes que ocurren cuando llevas una bitácora como esta que estáis leyendo, es la de encontrarse con gente mucho más capacitada que tú, que no tienen ningún reparo en compartir sus conocimientos para que nutran un debate sano y alejado de petulancias que nos haga mejorar a todos.

Lo he dicho muchas veces y conviene repetirlo. Aquí, el lujo sois vosotros, que me aguantáis, corregís, rebatís o aceptáis mis idas de olla, al menos con la misma naturalidad con que yo las suelto.

Parece que fue ayer...

No me he olvidado del RB6, que conste, pero entre que acabo de salir de un proceso gripal y que estoy metido en un barullo laboral que me ha impedido retomar el asunto con la tranquilidad que se merece, como que no he dado un palo al agua. En compensación he podido reposar algunos argumentos, pergeñar otros, y entre unas cosas y las de al lado he ido dando salida a las entradas con las que voy tomando el pulso al blog desde hace unos días.

Al hilo de esto, revisando el material correspondiente a los años 2006 y 2007, cuando Ferrari modificó el fondo plano de sus monoplazas (248 F1 y F2007 en Australia) logrando una superioridad que dejó pasmados a sus rivales y que a punto estuvo de costar un disgusto a Fernando en la consecución de su segundo título mundial, he vuelto a asombrarme ante lo compleja que resultaba la aerodinámica vigente durante aquellos tiempos, constatando que a pesar de que los vehículos actuales han visto reducidas sus prestaciones en esta disciplina, siguen desenvolviéndose con endiablada velocidad.

Calor, mucho calor

Si hubiera que buscar una palabra con que definir esta pretemporada, y por ende la sesión que se avecina, ésta sería calor, mucho calor.

Acostumbrados a ver branquias y más branquias en los coches de campeonatos anteriores, plenos de agujeros, aberturas, hendiduras… la moda 2009 sorprende por lo lisa e inmaculada que resulta en cuanto a carrocerías se refiere. La razón parece obvia, y más después de que hayamos dado vueltas y más vueltas a la configuración de cada vehículo: el calor se está aprovechando hasta límites insospechados; y resulta curioso que todos los equipos, sin excepción, hayan tratado de sacar provecho de una u otra manera de la vertiente termodinámica que atañe a los monoplazas.