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El papel de la aerodinámica
en el diseño de los
automóviles convencionales

Isaac Prada y Nogueira

Ingeniero Industrial del ICAI (2005).
Investigador en FIDAMC (Fundación
Española para la Investigación,
Desarrollo y Aplicación de Materiales

En el diseño de cualquier vehículo la aerodinámica juega un papel cada vez más impor tante.Según la mayoría de los estudios
realizados, el aspecto más decisivo a la hora
de comprar un coche es la línea, el diseño
exterior. Aunque la aerodinámica es uno de
los factores que contribuye de manera fundamental a dar un aspecto más o menos
atractivo al vehículo, no es ésta su única misión y hay importantes características técnicas y de seguridad de los automóviles que
dependen de uneficiente diseño aerodinámico. Es importante por tanto para empezar
tener en cuenta que esta área del desarrollo
de un automóvil no tiene únicamente un papel decorativo sino una gran influencia en el
comportamiento global del mismo.
Al circular, el vehículo interacciona con el
aire y esto provoca la aparición de dos tipos de flujo que condicionan los efectos
aerodinámicos analizados en este artículo:

flujo externo debido al paso del aire por la
superficie exterior del automóvil y flujo interno debido al aire que pasa, por ejemplo,
por el motor o por el habitáculo de los ocupantes del coche.
El flujo externo origina tres tipos de fuerzas
sobre el automóvil: fuerza de resistencia al
avance, en sentido longitudinal, dificulta el movimiento del vehículo en el seno del fluido;
fuerzavertical, que puede actuar como fuerza
de sustentación en coches convencionales, en
cuyo caso es una fuerza vertical y hacia arriba,
o bien puede ser downforce o hacia abajo, en
coches deportivos, apretando al vehículo contra el suelo; y fuerza lateral, debida por ejemplo a viento lateral. El flujo externo tiene un
importante impacto asimismo en la estabilidad
del vehículo, principalmente aalta velocidad1.
El diseño aerodinámico debe perseguir
también conseguir un flujo externo adecuado para evitar la excesiva acumulación de la

Compuestos-EADS). Colabora con
Renault F1.

Comentarios a:
comentarios@icai.es
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(1)

Aunque depende de la precisión del análisis que estemos llevando a cabo, como referencia general se suele considerar que, en coches deportivos, por debajo deunos 100-150 km/h las fuerzas debidas a la aerodinámica son poco
relevantes e incluso pueden despreciarse para algunas consideraciones. En automóviles convencionales, el límite es
menor, ya que, por ejemplo, a 100 km/h, la resistencia del aire supone alrededor del 80% de la resistencia total que tiene que soportar un vehículo de gama media europea.

anales de mecánica y electricidad /enero-febrero 2008

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suciedad existente en el aire sobre las superficies del vehículo, lo que afecta considerablemente a la visibilidad.
Por último, fenómenos como el desprendimiento de la capa límite pueden producirse
a frecuencias audibles y ser por tanto una
fuente de ruido, que se debe tratar de evitar
con un diseño apropiado de las superficiesdel vehículo.
Por otro lado, el flujo interno también contribuye a los esfuerzos aerodinámicos que
aparecen sobre el vehículo. Un vehículo necesita tener un flujo interno para refrigerar el
motor y para renovar el aire del interior del
habitáculo.
Con el desarrollo de los motores y el aumento de su potencia han aumentado también las necesidades de refrigeración. Por
otro lado, por criteriosde seguridad, se ha
hecho necesario reforzar la parte delantera
de los automóviles, reduciendo de esta manera la superficie de entrada del aire de refrigeración.
En cuanto al aire que se dirige a la zona de
los ocupantes, es importante resaltar que cada vez los requisitos que se exigen al sistema
de climatización son más exigentes, lo que
plantea dificultades sustanciales para el diseño...