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Aerodinamica conceptos basicos

La aerodinámica se define comola ciencia que estudia el comportamiento que realiza el aire alrededor de los cuerpos en movimiento.

Estudio aerodinámico

El estudio aerodinámico es fundamental en el diseño de un coche

Aplicada al automóvil podríamos definirla comoel estudio de la influencia que tiene el aire en el vehículo según sean las formas de éste. Todas las definiciones que vienen a continuación son específicas del automóvil, pues en otras áreas se utilizan a veces los mismos símbolos para definir otros conceptos que no son idénticos.

Vídeo con explicación sencilla sobre la aerodinámica
 
Realizar un buen estudio aerodinámico del vehículo es fundamental, pues el comportamiento del aire en torno al vehículo influye, por ejemplo, en:

-La mayor o menor resistencia al avance

-Las reacciones del coche ante el viento lateral

-La mayor o menor capacidad para mantenerse estable a altas velocidades

-Los flujos de aire a determinados elementos del vehículo

Por lo tantoun buen estudio aerodinámico dará como resultado un coche que será más ecológico porque podrá consumir menos,más seguro porque podrá ser más establey más eficiente porque logrará enviar más aire a las zonas donde más se requiere.

Cuando se habla de la aerodinámica en la automoción se habla de Cx y de SCx.El Cx es un valor numérico que define cuánta resistencia tiene una forma dada a avanzar. Actualmente los valores Cx de los automóviles suelen estar cercanos a 0,30 dependiendo de su forma,teniendo mejor capacidad aerodinámica -menor resistencia- cuanto más bajo sea su Cx.
 
Aerodinámica del automóvil

El SCx, sin embargo, considera no sólo la forma, sino también el tamaño del vehículo. Cuanto más grande sea un coche mayor será la capa de aire que deba atravesar, debiendo por ello utilizar más fuerza para atravesar dicho aire.

Así, lo verdaderamente importante es el valor SCx, que es la multiplicación del valor Cx por la superficie frontal del vehículo (S). De este modo, un coche muy pequeño con un Cx regular puede llegar a ser más aerodinámico que un coche grande con un buen Cx siempre que el resultado de su SCx sea más bajo.
 
Baste un ejemplo matemático para ver todo lo anterior con un poco más de claridad. Imaginemos dos coches, uno con un Cx de 0,30 y otro con un Cx de 0,28. El primero es tipo cupé y tiene unas medidas alto/ancho de 1,55 metros/1,75 metros mientras que el segundo es tipo monovolumen tiene 1,72 metros/1,82 metros.

Dado el tipo de carrocería estimamos que el cupé ocupa un 75% del rectángulo alto/ancho, mientras que el monovolumen ocupa un 85% del rectángulo completo alto/ancho. Así, el resultado de sus respectivas superficies frontales es el siguiente:

Superficie Coche 1: 1,55 x 1,75 x 0,75 = 2,034

Superficie Coche 2: 1,72 x 1,82 x 0,85 = 2,66

Así, el coeficiente aerodinámico SCx de estos coches será:

Coche 1: 0,30 x 2,034 =>SCx 0,610

Coche 2: 0,28 x 2,661 => SCx 0,745

Como puede comprobarse,a pesar de un Cx superior, el Coche 1 tiene mejor aerodinámica que el Coche 2 por contar con una superficie frontal claramente inferior.

A todo lo anterior debemos añadir queel modo en el que la aerodinámica afecta al automóvil no es lineal con la velocidad, sino directamente proporcional. Es decir, cuanta mayor sea la velocidad a la que deseemos ir, más elevada será la resistencia del aire, suponiendo cada vez un mayor porcentaje del consumo.

Como ejemplo podemos decir quea 90 km/h la resistencia al aire es responsable de, aproximadamente, un 30% del consumo de combustible, mientras que se estima que dicho porcentaje puede superar el 50% cuando rodamos a 120 km/h.

Otro elemento fundamental que debemos considerar con la aerodinámica es el hecho de queel aire ejerce fuerzas de todo tipo sobre el automóvil, incluyendo fuerzas ascendentes (hacen que el coche se eleve) descendentes (presionan al coche contra el suelo) o laterales, y todas ellas deben ser igualmente estudiadas.

Que los coches deportivos dispongan de alerones no se debe a cuestiones estéticas, sino aerodinámicas.Según los principios del Teorema de Bernouilli la presión que ejerce el aire en un cuerpo es menor cuanto mayor sea su velocidad. Sin pensar mucho podríamos creer por tanto que la presión que pueda ejercer el aire sobre un coche hacia el suelo será mejor cuanto más rápido vaya este coche, pero entonces estaríamos perdiendo de vista un detalle muy importante: el aire circula tanto por arriba como por debajo del vehículo.
 
Evolución de las formas aerodinámicas
No siempre se ha tenido muy clara la influencia del aire en las carrocerías.

El principio anteriormente comentado es el que hace que las alas de un avión sean capaces de sustentar a éste. Las alas están realizadas de tal modo que el camino que recorre el aire por su zona superior es más largo que el recorrido en su parte inferior. Dado que el avión circula a determinada velocidad,el aire de la parte superior del ala deberá ser más rápido que el aire que circula por la parte inferior, ocasionando con ello que la presión ejercida en la parte inferior sea mayor que la ejercida en la parte superior.

Los spoilers utilizados en los coches de carreras son en realidad alas invertidas, de tal modo que el aire tiene un mayor recorrido en la parte inferior que en la superior, haciendo que la presión en la parte superior sea mayor y, por tanto, empuje al vehículo hacia el suelo. Esta medida, utilizada para aportar mayor estabilidad a altas velocidades, es obviamente contraproducente en cuanto a penetración aerodinámica, de ahí que muchas veces en la Fórmula 1 hayamos oido decir que un coche tiene mucha carga aerodinámica (presión del aire para mantener el coche en el suelo) y por tanto disminuye su velocidad punta.
 

 
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