AERODINAMICA DE UN VEHICULO

AERODINAMICA DE UN VEHICULO
DEFINICION DE AERODINAMICA
La aerodinámica es la parte de la mecánica de fluidos que se encarga de estudiar los fenómenos que se originan cuando existe movimiento relativo entre un sólido y el fluido gaseoso que lo rodea, determinando las presiones y fuerzas que se van a generar.
Para fines de estudio del tema se revisa también la definición de resistenciaaerodinámica, o simplemente resistencia, que es la fuerza que sufre un cuerpo al moverse a través del aire, y en particular a la componente de esa fuerza en la dirección de la velocidad relativa del cuerpo respecto del medio.
La resistencia es siempre de sentido opuesto al de dicha velocidad, por lo que habitualmente se dice de ella que, de forma análoga a la de fricción, es la fuerza que se opone alavance de un cuerpo a través del aire
AERODINAMICA EN EL VEHICULO
Todo vehículo durante el rodamiento sufre de varios tipos de fuerza de arrastre. Algunas de estas es la de los neumáticos contra el asfalto, y la del viento ejercido sobre la carrocería.
Cuando un vehículo se desplaza tiene que apartar un volumen importante de aire para poder avanzar y también facilitar que se rellene el vacíoque generan tras de sí. A velocidades bajas, esta fuerza es relativamente pequeña pero a velocidades altas se convierte en la principal resistencia que debe vencer la potencia del motor para conseguir ganar más velocidad.
DISEÑO
El diseño de la carrocería de un vehículo tiene una importancia decisiva en la calidad de su aerodinámica, dependiendo las prestaciones, la estabilidad, la adherencia alsuelo y el consumo de combustible dependen directamente de las formas de la carrocería y de su aerodinámica.
Para los autos de carreras, se sacrifica mucho la resistencia al avance para lograr fuerzas descendentes que presionen al vehículo contra el pavimento. Es por eso que es muy común ver en deportivos y autos de pista, varios tipos de alerones que generan "Downforce". Esta fuerza al igual queel Cx, resulta exponencial a la velocidad, lo cual es muy conveniente en carreras ya que aumenta la adhesión al pavimento a altas velocidades. Aunque un alerón influye negativamente sobre la resistencia al avance (los vehículos de carrera compensan esta pérdida al equipar motores con mucha potencia y caballos de fuerza adicionales).
DE QUE DEPENDE LA GENERACION EN MAGNITUD DE FUERZASAERODINAMICAS?
La magnitud de las fuerzas aerodinámicas va a depender de las características del aire (viscosidad y densidad) y del sólido. El sólido, en este caso un automóvil, ha de considerarse su forma, su rugosidad superficial, el área de contacto con el aire y, sobre todo, la velocidad relativa entre éste y el aire.
Es decir, sobre cada punto de la superficie del automóvil, están presentes un par defuerzas, una fuerza de presión, normal a la superficie del cuerpo, debido a la velocidad relativa entre ambos, y una fuerza de rozamiento, tangente a la superficie del cuerpo, debida a la viscosidad del aire.

Esto significa que si sumamos todas las fuerzas de presión que actúan sobre los diferentes elementos de superficie obtenemos, como resultante, una fuerza neta total, que estará aplicada enun punto imaginario, denominado centro de presiones.
COEFICIENTE DE ARRASTRE EN ALGUNOS VEHICULOS

El Cx en la mayoría de los vehículos está entre 0,25 y 0,40; algunos vehiculos experimentales o prototipos bajan a 0,20. El Cx es uno de los datos necesarios para calcular la resistencia aerodinámica Rx. Cx es equivalente a la superficie frontal.
La superficie frontal es el área que ocupa elcoche visto perfectamente de frente. En un plano sería el alzado del coche, cuya superficie depende de la altura, la anchura y la forma de ese alzado (incluyendo neumáticos, espejos y todo lo que esté expuesto al aire en el sentido de la marcha).
En cuanto a la resistencia aerodinámica Rx depende fundamentalmente de cuatro factores: la densidad del aire, la velocidad al cuadrado, la superficie...