Análisis Técnico – Flow Viz

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Cuando McLaren utilizó por primera vez la ‘parafina’ en el MP4-25 en los test de Jerez de la campaña 2010, el mundo de Fórmula Uno veía esta pintura por primera vez. Sin embargo, los equipos llevaban usando esta solución durante años en privado en sus túneles del viento para mostrar los flujos aerodinámicos de la superficie de los monoplaza.

No obstante, Renault, Lotus, Red Bull empezaron a darle uso abiertamente en 2011 en pista y una gran cantidad de fluidos verdes, azules y blancos fueron esparcidos sobre los coches.

No hay ningún misterio en este tipo de fluido. Un líquido colocado en el monoplaza pra ayudar a explicar la reacción de la aerodinámica. Los ingenieros saben que el trabajo del túnel del viento y los programas CFD pueden darte flow_viz_mclaren_airscoopgrandes resultados, pero nada comparable con la situación real en pista.

Para entender mejor cómo funciona el flujo del aire sobre la carrocería en situaciones reales, las escuderías emplean la ‘parafina’. Detalles como la dirección o el ataque sobre una superficie puede ser observada gracias a ella. Pero sólo funciona en regiones superficiales y no en todas las zonas del monoplaza, por lo que la parfina es la única solución para medir y observar la aerodinámica en directo sobre el trazado.

Utilidad de la parafina

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Básicamente se extiende sobre la región a observar y se saca el monoplaza a pista antes de que tenga posibilidad de secarse. Al rodar, el aire mueve la pintura alrededor, secándose posteriormente mostrando patrones detallados a través del coche. Esto correlaciona los datos CFD y de túnel del viento con los obtenidos en pista.

Las escuadras de Fórmula Uno no simpatizan demasiado con este método porque permite a otros conjuntos ver la configuración aerodinámica  de los coches, y mediante fotos, analizar si hay problemas o soluciones secretas.

Realmente, si alguna escudería utiliza este método, o tienen problemas severos o quieren hacer un estudio fundamental para un trabajo de desarrollo, como puedan ser unos test de pretemporada.

Zonas en las que usar

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Una solución ligera de parafina aplicada al coche es suficientemente ligera como para fluir por el monoplaza, siendo de secado rápido sobre la carrocería.

La superficie de un componente se recubre con una capa pigmentada (preferible ftalocianina de contraste) o pintura a base de aceite transparente de características no gelificantes con una viscosidad específica elegida para flow_viz_renault_test_rear_wing_2011que la pintura no se derrame o se mueva cuando el coche esté parado. Alguna que otra vez, si el equipo necesita hacer un stint más largo con parafina aplicada, simplemente añaden una capa más de agente húmedo para prevenir el secado veloz de la pintura.

La partículas de un colorante de ftalocianina seca se rocían uniformemente sobre el revestimiento usando un cepillo o un dispersador de aire en función de la accesibilidad del área de prueba. Estas partículas han de ser solubres en pintura de aceite.

Opcionalmente, el agente húmedo tal como un ácido linoléico se puede emplear para asegurar la cohesión de la pintura y el tinte de base aceitosa. Una vez aplicada la capa, el piloto ha de salir al aslfalto.

flow_viz_renaultA medida que el aire pasa por encima de la pintura, las partículas se mueven sobre el recubrimiento bajo la influencia del flujo. Las partículas de la tinta que entran en contacto directo con el recubrimiento de pintura se disuelven en el mismo tiempo que en el aceite a medida que se mueve, para dejar un carril en la superficie de la carrocería.

Esto se traduce en que las partículas reducen su tamaño debido a que se disuelven. La corriente de aire produce un patrón de contraste de carriles que se graba en el monoplaza y desvela la pauta de distribución del tránsito de aire para el posterior análisis.

La comparación de los movimientos relativos de las partículas de la tinta provee de una indicación de las fuerzas relativas del flujo de aire actuando sobre las superficies del componente que se prueba en cuestión.

Los aerodinamistas pueden observar el contorno dibujado por el aceite en las paredes del alerón trasero en el lateral del difusor (ver imágenes superior e inferior). Las líneas más intensas detrás de la cascada del ala indican las zonas en que la velocidad es mayor.

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Esto ocurre porque el aceite, procedente del flujo superior, alimenta la sección del elemento que va hacia abajo. En este caso las zonas pintadas con una capa más delgada de aceite representan el área de menor velocidad y las correspondientes estelas. La zona limpia en la parte delantera del lado de aspiración de las superficies de sustentación muestra el efecto del gradiente de velocidad en el camino de la pintura. Ahí el flujo acelera con más fuerza con una componente transversal intensa. Es posible observar que, entre las dos superficies de sustentación, la banda principal de aceite dibuja muy claramente la trayectoria de aire.

En cuanto a las franjas aceitosas en los elementos probados es posible comprobar que hayan seguido la trayectoria esperada en concordancia con las simulaciones CFD o con los datos del túnel del viento.

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Mirando más de cerca al conducto de freno posterior en el Marussia MR02 en los test de pretemporada de 2013 en Jerez, lo que se puede ver es una ‘cascada’, que es un elemento de múltiples piezas en el conducto de refrigeración del freno izquierdo que toma carga aerodinámica cerca de la rueda trasera.

flow_viz_rear_brake_ductLas líneas más bajas del flujo no son tan malas en comparación con los elementos más superiores, en el que la corriente se mueve más dispersamente separándose de tal forma que se rompe completamente.

La interpretación es que esta cascada no funciona correctamente, la geometría es demasiado agresiva y las líneas imperfectas del flujo claramente indican que los ingenieros tienen mucho trabajo aún por hacer en el túnel de viento.

Para que un elemento funcione debidamente, las líneas han de estar ser uniformemente perfectas y estar unidas, abriéndose camino a lo largo y ancho de toda la pieza, y esto es lo que los ingenieros quieren ver cuando analizan componentes. Es decir, la pieza está haciendo su trabajo, en línea con las expectativas.

fuente: formula1-dictionary, car bibles, google

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