Aerodinámica en Moto GP (I)
La aerodinámica en las motos de Gran Premio ha pasado en los últimos años de ser poco más que un envoltorio a convertirse en el protagonista del mayor avance técnico. Vale la pena repasar el qué y también el porqué. No solo Red Bull les da alas.
Cuando se puso en marcha lo que llamamos Campeonato del Mundo de Velocidad, las motos ya eran bastante más que bicicletas con motor. Se conocía la importancia que tenía la aerodinámica aun con las velocidades relativamente bajas de la época, y por ello los carenados fueron creciendo hasta cubrir la rueda delantera y casi unirse al colín. Estas formas ayudaban a aumentar la velocidad máxima, aunque generaban dos problemas: escasa refrigeración del freno delantero de tambor, y enorme sensibilidad al viento lateral. A la vista de ello, la Federación Internacional de Motociclismo (FIM) modificó el reglamento para la temporada de 1957, de modo que desaparecieron esas “carrocerías”: antes comenzaban por delante de la rueda delantera, y las nuevas normas no permitían llegar más allá de su eje, y además las dos ruedas debían ser visibles desde ambos lados.
Durante décadas hubo poca evolución, hasta tal punto que los colines (entendiendo por tal el asiento y todo el conjunto trasero) seguían estando abiertos por abajo, lo que supone olvidarse de las turbulencias que existen donde se juntan el calor de los escapes, el giro de la rueda trasera y la baja presión detrás de la moto.
Los mínimos cambios, leves, eso sí, llegaron cuando la FIM permitió que el carenado sobresaliera primero 50 mm respecto al eje de la rueda delantera, y años más tarde 100 mm.
Repentinamente, y hace pocos años, la aerodinámica de las motos de la categoría de Moto GP comenzó a cobrar importancia como solución a un problema generado por la mucha potencia de los motores. Cada vez era más habitual que las motos levantaran la rueda delantera al acelerar saliendo de las curvas. Es una situación vistosa para el público presente en el circuito y para los espectadores de la televisión, aunque el piloto lo ve de otro modo: prácticamente ha perdido el control de la dirección y, por encima de cierto ángulo, el “caballito” pasa a ser la antesala de una fea caída hacia atrás.
Para evitar estas situaciones, se hizo obligatorio el uso de un sistema electrónico que reduce la potencia del motor cuando la moto se levanta, un equivalente a cortar gas. ¡Cortar gas!, lo último que un piloto haría al salir de una curva. Los técnicos de las marcas plantearon una solución: añadir en los laterales del morro del carenado un ala invertida: si en un avión esa ala genera sustentación, es decir, una fuerza vertical hacia arriba que le hace subir y en definitiva volar, en una moto, el ala puesta del revés generaría deportancia, es decir, una fuerza vertical hacia abajo, que haría que la rueda siguiera pegada al suelo en plena aceleración. Unas marcas, como Yamaha o Aprilia, prefirieron montar un ala única y ancha, otras como Ducati, Honda o KTM, han optado por dos alas cortas, una encima de otra, unidas por un plano vertical que guía el flujo. Yamaha ha llegado a probar un conjunto de tres planos anchos.
Para entender lo que ha sucedido después, hay que recordar dos obviedades que distinguen a las motos de los coches y de los aviones: un avión no cambia su forma externa cuando vuela, tampoco un coche cuando rueda. Sin embargo, el conjunto que forman la moto y el piloto cambia de forma cuando el piloto se mueve, y ese mismo conjunto, en las curvas, modifica además su posición respecto al suelo al inclinarse. Nos parece tan normal montando en moto o viendo cómo lo hacen otros, que no siempre somos conscientes de las consecuencias para la aerodinámica de estas obviedades.
En una recta el piloto se esconde tras el carenado y, visto de perfil, se crea una línea con más o menos curvas, entre éste, el casco, la espalda del piloto y el colín. Cuando el piloto se levanta al llegar a una frenada, no solo aumentan su resistencia al aire y la sección frontal, es que detrás se crea una turbulencia. Hasta que llega a la curva.
En la actualidad, los ángulos de inclinación en Moto GP superan ampliamente los 45º, y además los pilotos se descuelgan hacia el interior de la curva. En otras palabras, que gran parte del cuerpo del piloto ya no está detrás del carenado ni delante del colín. Esto significa que los elementos aerodinámicos (por ejemplo, el ala del morro del carenado) que generaban una fuerza (vertical hacia abajo) ahora están inclinados a más de 45º y generan una fuerza lateral. Pero solo actúa de ese modo la del lado exterior de la curva, porque el piloto está descolgado justo detrás del ala del lado interior, bloquea el flujo de salida del aire y anula su efecto aerodinámico. Es como tapar la parte posterior del radiador de refrigerante del motor: puede llegar aire fresco por delante, pero si no sale por detrás una vez calentado, el efecto de enfriamiento prácticamente desaparece.
La foto de la izquierda muestra una moto en vertical equipada con un ala horizontal: se crea una fuerza vertical hacia abajo que consigue el efecto buscado de eliminar o al menos reducir los “caballitos”. La segunda foto muestra la misma moto en una curva, y las fuerzas generadas por el ala invertida: la componente vertical pega la moto al suelo, la horizontal intenta levantarla. En la tercera foto se ve la solución adoptada por los ingenieros de aerodinámica: el ala invertida se ha inclinado hacia abajo, como en las actuales motos de Moto GP, de modo que la parte que queda en lado exterior empuja la moto contra el suelo, la del interior no actúa porque el piloto está detrás, descolgado, y bloquea el flujo de salida.
Aparte del número de planos del ala (uno, dos o hasta tres), no ha habido cambios en las alas invertidas de los morros de los carenados en los últimos años, porque una vez que se han comprobado sus ventajas, la atención se ha ido primero al colín y luego a la quilla.
Como se comentaba antes, la cara superior del colín, su plano horizontal, puede actuar como prolongación de la espalda del piloto cuando éste se esconde tras el carenado en una recta con la moto vertical. Cuando el piloto se yergue en la frenada, las turbulencias tras su espalda no son controlables, y al descolgarse en la curva el colín queda de nuevo al aire, con la posibilidad de ofrecer ventajas aerodinámicas.
La primera marca que decidió aprovechar esas ventajas fue Ducati con sus aletas “stegosaurus”, bautizadas así porque el colín de la moto recuerda a un estegosaurio (o al menos se lo recuerda a los que entienden de dinosaurios). Su función, en una recta, es “guiar” al aire turbulento que circula tras la espalda del piloto, porque el aire turbulento tiene más resistencia aerodinámica que al aire en flujo laminar, lo que podríamos llamar “aire tranquilo”.
Al conducir el aire con menos turbulencias hasta más allá de la moto, se rellena el vacío en la zona de baja presión que crea lo que generalmente llamamos rebufo, se reduce la resistencia del aire y se crea menos succión para los pilotos que vienen detrás. Otra consecuencia es que aumenta la estabilidad direccional de la moto, lo que la hace más rígida en el sentido de que le cuesta más trabajo, más esfuerzo físico girar, que es una queja habitual en los actuales pilotos de Moto GP.
El comportamiento de estas aletas en las curvas hay que analizarlo del mismo modo que el de las alas invertidas del morro: con la moto inclinada, las aletas del lado interior se acercan a la posición horizontal y por ser alas invertidas generan deportancia. Las del lado exterior se colocan en posición vertical y, al estabilizar el flujo de aire, mejoran la penetración aerodinámica.
Otra posibilidad que han explorado algunos fabricantes, por ejemplo Yamaha y KTM, es colocar una pequeña ala invertida en posición horizontal en el extremo posterior del colín. El objetivo es, además de guiar el aire, como las aletas “stegosaurus” de Ducati, crear deportancia para pegar la rueda trasera al suelo y mejorar la tracción. Se utilizan alas muy pequeñas por los efectos secundarios negativos que tendría un ala grande: en las rectas, al empujar hacia abajo desde tan atrás, ¡estaría provocando un “caballito”!, y en las curvas generaría una fuerza horizontal hacia el exterior, lo mismo que las primeras alas delanteras horizontales.
Para evitar estos efectos se han probado alas planas con soportes estabilizadores en los extremos, alas inclinadas, alas horizontales con soportes inclinados, alas dobles, o el conjunto de ala cuádruple arqueada de KTM, que se ve de cerca en la foto de apertura.
No olvidemos que estos avances aerodinámicos están arrancando, y aun se trabaja en localizar la conexión entre la teoría, la simulación por ordenador, las sensaciones del piloto y el veredicto del cronómetro. En otras palabras, aun se emplea el principio de prueba y error, el “si funciona lo utilizamos y si no, probamos otra cosa”. Hay que considerar que muchos de los expertos en aerodinámica que actualmente trabajan en los equipos de Moto GP vienen de la Fórmula 1: KTM se los ha traído de Red Bull , y Massimo Rivola se los ha llevado a Aprilia desde Ferrari, y están comprobando las muchas diferencias que hay entre motos y coches. (Continuará).
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