El alerón delantero es uno de los elementos más importantes en la Formula uno hoy en día. Destacan por su complejidad y fragilidad. La mayoría de aerodinámica de los monoplazas pasa por el diseño del alerón delantero.

 

Partes de un alerón delantero || Ferrari

El alerón delantero de un Formula Uno es uno de los elementos más visuales y aparentemente complejo de un monoplaza. El solo es capaz de generar toda la carga aerodinámica que necesita el coche y desde hace ya unas decadas se ha convertido en el elemento estrella de los ingenieros. No fue hasta 1968 cuando Lotus introdujo un elemento que podía considerare como tal, fabricando un monoplaza únicamente con alerón trasero. Años más tarde, y por la necesidad de compensar los coches aerodinámicamente , surgió el alerón delantero.

El alerón delantero consta de un plano principal que ocupa la totalidad del ancho del coche, los alerones secundarios o flaps  y el Y250, llamado así por su disposición a 250 mm a cada lado del eje longitudinal del coche, aunque este no genera carga aerodinámica. A estos elementos se le suman distintos conductos y alas (endplates) que ayudan en el funcionamiento de los anteriores. La función principal del alerón es la de redireccionar el flujo del aire al resto de elementos del coche, canalizándolo he intentando que este sea lo más limpio posible. Su diseño es prioritario para las escuderías, ya que el resto de la aerodinámica depende de este elemento, y pequeñas modificaciones en su contrucción pueden tubar los proyectos del resto de secciones de fabricación.

El primer objetivo que tiene que cumplir esta pieza, es la de dividir el aire que entra de cara en el monoplaza. Esta división crea, por un lado, una zona de altas presiones sobre el coche, y por otro lado, una fina capa de aire que recorre todo el fondo plano a bajas presiones. Con esta diferencia se consigue que el coche genere el llamado “efecto suelo”, fenómeno por el cual el aire  que sobrevuela el monoplaza a alta presión  lo empuja hacia el asfalto, y la falta de presión bajo él crea una fuerza de succión. La suma de estos dos aspectos aporta tanta carga aerodinámica que teóricamente un fórmula uno con la suficiente velocidad podría rodar al revés por el techo de un tunel. Su efectividad aumenta considerablemente con la velocidad y con su proximidad al suelo, dotando a estos vehiculos de un paso por curva envidiable para el rasto de categorías. Un ejemplo es el caso de Eou Rouge, la mítica curva del circuito belga de Spa-Francorchamps en la que lso F1 pasan a mas de 300 Km/h, mientras que un deportivo de calle no puede superar los 150.

Simulación de los flujos de aire causados por los flaps del alerón

Otro objetivo que se pretende conseguir es el de canalizar el aire que sobrevuela el monoplaza, redireccionándolo hacia las zonas deseadas, como los pontones o el alerón trasero. Para ello, el alerón delantero cuenta con la presencia de numerosos flaps y endplates que, aunque su número sea elevado y su tamaño pequeño, la pérdida de tan solo uno de ellos puede cambiar por completo la aerodinámica de un sector del coche, haciendolo más dificil de pilotar y más lento en el tiempo por vuelta. Para que el flujo aerodinámico sea efectivo, este tiene que ser lo menos turbulento posible,evitando elementos problemticos, como es el caso de las ruedas o los ejes de dirección.
Además de favorecer la aerodinámica, el alerón también se usa para recoger el aire limpio y frio del ambiente y redirigirlo a las tomas de los elementos que más sufren por temperatura, como puede ser el motor o los frenos. Por ello los coches tienden a recalentarse a la circular durante varias vueltas detrás de un rival, al recoger el aire caliente del coche que le precede y canalizarlo directamente a sus oberturas de refrigeración. A esto se le puede sumar las turbulencias producidas por el difusor y el alerón trasero de los Formulas Uno, reduciendo la efectividad aerodinámica de coche que va a rebufo.

Fluido de aire y agua formado por el alerón delantero

Aspectos que los equipos puden modificar

Cada escudería tiene un diseño propio de alerón delantero que viene condicionado por las características del coche, la conducción del piloto, o el circuito donde vaya a ser utilizado. Lo más común entre los equipos es tener dos o tres modelos con distintas características, utilizando los que más carga generan en circuitos lentos, como es el caso de Mónaco, y apostando por la velocidad punta en los más rápidos, sin tener que modificar el diseño total del coche.
Otro factor que los equipos pueden modificar es el grado de ataque del alerón. Cuanto más agresivo sea el ángulo, más cerca estará este del asfalto, y mayor será la potencia del efecto suelo. Esto puede realizarse de dos formas, bajando únicamente el alerón, o dotando al monoplaza de cierto rake, que es la inclinación del coche hacia delante, adquiriendo una diferencia de altura entre el tren trasero y delantero. Sin embargo, existe el peligro de que una posición demasiado agresiva del morro corte el flujo de aire inferior del coche y este entre en “perdida” (disminución de la sustentación por debajo de valores críticos, lo que provoca diminución de la fuerza ejercida por el viento), lo que resultaría fatal para el manejo del coche. Este parámetro puede modificarse incluso durante la carrera, llevándose a cabo en tan solo unos segundos en una parada en boxes con una simple manivela.
También, aunque bastante limitado por reglamento, cabe la posibilidad de modificar la flexibilidad del alerón y sus componentes. Gracias a esto, los flaps pueden comportarse de manera diferente en distintas situaciones, ofreciendo menor resistencia al viento en las rectas y mayor apoyo aerodinámico en las curvas rápidas.

Reglamento 2017

  1. Aumento de la longitud total de 1650 mm a 1800 mm.
  2. El Y250 debe tener un ángulo de 12. 5º respecto al eje trasversal.
  3. El grosor y forma de los flaps se ha restringido para reducir el número de pinchazos.
  4. En los test de flexión, los elementos principales han aumentado en 5º los límites de tolerancia (ahora 15) a la resistencia de 1.000 Newtons, y los secundarios puden flexionar ahora 5º (antes 3º) a la carga de 60 Newtons.

Curiosidades

En 2001, los ingenieros de Arows quisieron reinventar la Fórmula Uno del momento, instalando un segundo alerón trasero sobre el ya existente alerón delantero. Esto monoplaza rodó por primera vez (y última) en los entrenamientos libres del Gran Premio de Mónaco, pilotado por el reputado Jos Verstappen, padre del actual piloto de Red Bull, Max Verstappen. Se dice que sus sensaciones al bajarse fueron buenas, y que realmente apotaba la carga prevista, pero la FIA no tardó en actuar de oficio y prohibir el revolucionario alerón por motivos de seguridad. Además del desmontarlo, el equipo inglés tuvo que abonar unos 160.000 euros de multa.

A22 en el Gran Premio de Monaco 2001

Algo parecido tuvieron que pensar anteriormente los ingenieros del McLaren M26, que tras las quejas de sus pilotos de exceso de subviraje, el monoplaza de James Hunt salió al Gran Premio de España del 78 (por aquel entonces en el Circuito del Jarama) con un doble alerón delantero. En este caso fue el propio equipo el que se percató de la descabellada idea y acabó desechandola al final de la prueba.

M26 en el Gran Premio de España, año 1978

Frontales históricos en la Fórmula Uno

El pase de diapositivas requiere JavaScript.