Tras haber explicado los principios físicos para generar el efecto suelo y como se aplican en la actualidad, veamos ahora como se generará el efecto suelo con la nueva norma. Todo lo explicado al principio sobre el tubo de Venturi es aplicable directamente y se ve claramente en la geometría del coche.
No hay más que comparar los gráficos para ver las similitudes y aplicar los conocimientos para ver los resultados.
Pasemos a ver dónde están las dificultades y lo que dará la diferencia entre un mejor o un peor rendimiento del sistema. Como hemos dicho al principio: Es muy importante especificar que esto es así siempre que el fluido sea en régimen laminar (es decir, sin turbulencias) y que no puede haber ni intercambio de energía ni de masa con el exterior.
Aquí ya encontramos el primer problema. El flujo ha de ser laminar desde la entrada hasta la salida. Visto todo lo que hay delante del difusor (o tubo de Venturi) es prácticamente imposible que el aire entre con un flujo laminar. Todos sabemos las terribles turbulencias que provoca el neumático, pero hay dos detalles especiales. El primero es la pequeña cubierta sobre la rueda en forma de pequeña ala. Las ruedas dada su textura, rugosidad y movimiento generan grandes turbulencias. No ocurre así con los vehículos tipo LMP1 porque el neumático está cubierto. No es una gran cubierta, pero puede ayudar mucho a aumentar le calidad del flujo y la cantidad de aire en flujo laminar.
Habrá que mandar muy bien el aire desde el alerón delantero, con el ángulo y la velocidad justa para que interfiera de la forma más correcta. Lógicamente, según la velocidad del aire al chocar con contra el alerón delantero, saldrá con un ángulo y una energía y por lo tanto su incidencia sobre la pequeña ala sobre la rueda será distinta. Esto quiere decir que según sean rectas, curvas rápidas o lentas tendrá una eficiencia mayor, ya que el aire se comportará de forma diversa y por tanto la entrada al túnel también. Aquí podremos ver diferencias entre rendimientos según circuitos y como el túnel es fijo al chasis, no se podrá adaptar como los alerones. Esto es importante tenerlo en cuenta en el diseño inicial. Habrá que calcularlo para que sea equilibrado en toda temporada.
Otra parte importante son las protecciones de las llantas, que también ayudaran a un flujo laminar, partiendo desde un buen diseño de los endplate del alerón delantero. Y por supuesto el aire que pasa por las suspensiones. Las barras de dichas suspensiones han de tener la forma geométrica adecuada para guiar el aire en flujo laminar hacia el difusor.
El alerón delantero va unido al morro y es mucho más simple. En este caso no se prevé hacer vórtices para succionar aire que hemos visto anteriormente, sobre todo por no parecer necesario ya que sus laterales están mejor sellados y para evitar la entrada. La salida del tubo, o difusor, también ha de hacerse con flujo laminar. En esto, el nuevo difusor junto con el alerón trasero permiten una mejor continuidad de dicho flujo laminar. Habrá que tener en cuenta la unión de los varios flujos de aire, esto es, el que viene por la parte superior del coche que pase por la parte superior del alerón, más el que pase por la parte inferior de este. Los gases del tubo de escape, con el aire que viene del carenado del vehículo y los que salen del radiador.
Es muy importante especificar que esto es así siempre que el fluido sea en régimen laminar (es decir sin turbulencias) y que no puede haber ni intercambio de energía ni de masa con el exterior.
Efectivamente otro problema es que no puede intercambiarse energía. Teniendo en cuenta las partes calientes del coche, escapes, caja de cambios, motor, e incluso el mismo rozamiento del vehículo con el suelo el aire se calentará. Por la ley de los gases ideales si se modifica la temperatura, se modifica la presión y/o el volumen. Como el volumen es constante los aumentos de temperatura se traducen en aumentos de presión. Es decir, que el rendimiento del difusor no es el mismo con distintas temperaturas, sea por condiciones climatológicas de cada circuito, como por variaciones de temperatura por calentamiento del vehículo. Además, hay que tener en cuenta que, si hay alguna zona más caliente que otra, se crea una zona con una variación de presión distinta a la calculada geométricamente.
Y por último el intercambio de masa
Es muy importante especificar que esto es así siempre que el fluido sea en régimen laminar (es decir sin turbulencias) y que no puede haber ni intercambio de energía ni de masa con el exterior.
En el tubo de Venturi en el que hemos hecho el análisis hemos considerado un tubo cerrado. Pero si el tubo tuviera una apertura, habría un intercambio de masa con el exterior, con lo que entrarían o saldrían partículas. Dichas partículas añadirían o sustraerían masa y velocidad a las ya circulantes por dicho tubo con lo que cambiarían su presión. Esto fue uno de los motivos de prohibición del efecto suelo hace años, ya que cuando por alguna razón, pisar un piano o un bache, entraba aire, la presión aumentaba y el efecto suelo desaparecía, llegando a ser incluso contrario, es decir haciendo sobrepresión desde abajo. Esto causaba una pérdida de carga, con su correspondiente perdida de adherencia y accidentes. Esto tendrá que ser minuciosamente tratado por los equipos.
Otros factores que pueden influir son la suciedad de la pista o el agua, ya que los restos sólidos, de goma, arena, polvo … así como el agua son incompresibles y reducen el volumen, además de forma no regular ni controlada. Por lo tanto, estas partículas pueden tener efectos bien negativos. El hecho de tener un tubo de succión de aire, como un aspirador, junto a los radiadores podrá causar algún problema de suciedad en estos. Esto es todo por el momento, espero que la explicación sea clara y ayude a comprender el famoso efecto suelo y como se tratará en la F1 del 2021.
