KEVIN CAMERON
La gestión del calor
Todos hemos podido ver alguna vez la nube de calor que emana de las MotoGP. Este brillo se produce al mezclarse el aire caliente del radiador y los gases de escape con el aire del exterior de la moto, que forma inicialmente una mezcla que se va haciendo uniforme y que crea una lente cuyo índice de refracción cambia con la temperatura. También sabemos que la menor potencia máxima de las Yamaha, que viene dada desde hace muchos años por su política de preferir aumentar la banda de potencia, obliga a mejorar su penetración aerodinámica en circuitos rápidos. Esto tiene como consecuencia que el neumático delantero se degrada más rápidamente porque trabaja en un entorno más caliente ya que el aire a su alrededor circula a menor velocidad y tiene más temperatura. Sin embargo, ¿qué pasa con los neumáticos traseros de todas las MotoGP, que están trabajando tras el motor, rodeados por tubos de escape y expuestos a las corrientes turbulentas de gases de escape extremadamente calientes que se forman detrás de la moto debido a los rebufos? Todos los directores técnicos de MotoGP se han hecho estas preguntas y han equipado sus motos en las pruebas con interminables colecciones de sensores de temperatura para descubrir realmente cómo de caliente es el entorno de los neumáticos traseros.
Sumada a esta curiosidad, en cada carrera vemos como las motos van equipándose constantemete de nuevos sistemas aerodinámicos, y en cada carrera vemos nuevos paneles aerodinámicos. Unos sobre las ruedas delanteras que llegan casi hasta su parte inferior, otros guiando el aire desde la parte inferior del carenado al neumático trasero. Los inicios de cualquier desarrollo suelen provocar errores. Recuerdo una brumosa mañana en Eastern Creek en la que tras cada 500 cc de la pista se podía observar como se creaba un enorme rebufo que generaba pérdidas por turbulencias y desprendimiento de vórtices. Cada uno de nosotros ha viajado detrás de un camión y ha sufrido los golpes de viento que lo mueven de de lado a lado, provocados por los “Vórtices de von Karman” que se desprenden de la parte trasera de la caja.
La próxima vez que vueles, mira por una ventana y veras que las puntas de las alas están dobladas hacia arriba. Antes de que se adoptaran esa configuración la mayor presión de aire debajo del ala empujaba el flujo hacia los extremos y hacia arriba alrededor de las puntas de las alas. El resultado era que el final del ala se curvaba debido a la menor presión en esa zona. Esa diferencia entre presiones es lo que permite volar al avión, pero ese constante torbellino de aire de las puntas de las alas, también también producía vórtices gemelos muy enérgicos que suponían una continua pérdida de energía.
Poco a poco, el trabajo de los equipos de MotoGP está provocando la aparición de nuevas corrientes de aire internas y externas. Se estudia controlar el calor que pueden transportar con el objetivo de reducir las pérdidas de energía y evitar que el aire caliente del radiador afecte negativamente el rendimiento de los neumáticos.
Se especula que uno o más equipos pueden estar conduciendo aire más frío desde el frontal para que fluya alrededor del neumático trasero, aislándolo de corrientes que lo calienten.
En la actualidad, se evita que el aire caliente de salida del radiador caliente al piloto, y para ello se sellan los bordes superior y trasero del carenado contra las vigas del chasis. Así se fuerza a que el aire pase más fácilmente a través de grandes ranuras de los lados. ¿A dónde va a partir de ahí? Algo de aire radiante caliente tiene que fluir hacia atrás por el interior de la moto, pasando alrededor del motor y los tubos de escape calientes, para salir afuera por donde se le permita. Seguro que alguien ya ha pedido que le lleven un grupo de graduados en aerodinámica en paro y ofrezcan una buena cena a cambio de mapear esos flujos.
Hay que recordar que las motos de carreras son en términos aerodinámicos, muy "sucias", siendo este término el que los especialistas en aerodinámica han aplicado a aquello que sobresale en un objeto que tiene una forma aerodinámica suave. Puedes comparar las antiguas motos con carenados integrales de tipo “cubo de basura” que competían hasta 1958 con las actuales. Ahora puedes ver un revoltijo de barras de horquilla, pinzas de freno cuadradas, latiguillos, llantas con sus radios girando. Los aviones grandes esconden el tren de aterrizaje después del despegue porque la resistencia de ese conjunto de puntales, ruedas, aberturas y puertas de engranajes haría imposible un vuelo económico a su velocidad de crucero. Poco a poco, los ingenieros de MotoGP van tanteando el camino para reducir la resistencia y gestionar mejor el calor residual. Vemos que los guardabarros delanteros cambian con la justificación de proteger las barras de la horquilla del impacto de piedras. A los ingenieros les encantaría encontrar una vía para el aire caliente que no sea sacarlo por los lados. El aire que llega a la parte delantera de la moto pierde velocidad al fluir más allá de la horquilla y la rueda delantera, se acumula delante del radiador y luego es forzado a través de sus aletas. Cuando el aire caliente sale por las aberturas laterales su velocidad ya es muy baja, y se tiene que mezclar con el que circula por el exterior a la velocidad de la moto. Hasta ahora nadie ha sido capaz de desarrollar una alternativa que reduzca la resistencia que provoca el sistema de refrigeración en una moto de muy alta potencia.
Hace años, Stuart Shenton me dijo: “El radiador no enfría realmente el motor en tiempo real. Es más un dispositivo de almacenamiento de calor. Lo que se acumula allí en las rectas cuando el motor desarrolla su máxima potencia, no se disipa hasta que la moto llega a las zonas del circuito en que se requiere menos aceleración”.
¿Puede ser esto el germen de una idea? Los pilotos de los cazas de la II Guerra Mundial con motores refrigerados por agua, que necesitan escaparse de sus perseguidores podían cerrar las compuertas de salida del aire para reducir la resistencia aerodinámica y ganar velocidad durante un cierto periodo de tiempo. Sería interesante saber cuánto se reduciría la resistencia de una moto de MotoGP si el flujo de aire a través de sus radiadores pudiera detenerse durante unos segundos a voluntad.
Hay un párrafo en el clásico libro de aerodinámica de Hoerner "Fluid Dynamic Drag" sobre el tema de las fugas de aire que se producen en los radiadores. Hay fotos recientes de los de las Ducati que muestran que ya no están empotrados dentro del carenado, sino que ahora están alineados con él, siguiendo la forma de sus bordes y bien sellados. Cualquier aire que entra en el interior de la moto es una pérdida de impulso, por lo que es agradable ver esta atención por el detalle. Parece que lo que es una rutina en la aviación, también llega a MotoGP.
POCO A POCO LOS INGENIEROS VAN TANTEANDO REDUCIR LA RESISTENCIA Y EL CALOR