Cómo afecta la aerodinámica a un vehículo
La fuerza de resistencia aerodinámica, junto con el rozamiento y el peso propio, es una de las fuerzas que el vehículo debe vencer para lograr su movimiento. Por tanto, minimizar el efecto de esta fuerza sobre el coche logrará un mayor rendimiento en el vehículo y, en consecuencia, un menor consumo.
Durante el movimiento, un vehículo debe apartar una determinada cantidad de aire para avanzar, además de facilitar que se rellene el vacío que va quedando tras de sí.
La combinación de la presión del aire en la parte frontal del coche y la succión en la parte trasera se combinan para generar una fuerza que se opone al movimiento. Esta es la fuerza de resistencia aerodinámica.
Factores de los que depende la resistencia aerodinámica
La fuerza de resistencia aerodinámica es el resultado de multiplicar una serie de factores. Estos son la densidad del aire, la velocidad del vehículo, la superficie frontal y el coeficiente de resistencia aerodinámica.
Cuanto más frío esté el aire ambiental, más densidad tendrá y, por tanto, mayor será la fuerza de resistencia aerodinámica. De manera similar, un coche con mayor superficie frontal también tendrá que enfrentarse a la resistencia de una fuerza mayor.
En cuanto a la velocidad del vehículo, este factor se introduce en la ecuación elevado al cuadrado. Debido a esto, un coche que circule a velocidades bajas no experimentará una elevada fuerza de resistencia aerodinámica.
Sin embargo, el aumento de esta fuerza será exponencial en función de la velocidad. En otras palabras, el aumento de la resistencia aerodinámica será mucho mayor al pasar de 80 a 90 km/h que al pasar de 20 a 30 km/h, por ejemplo.
Por ello, circular a velocidades bajas producirá una fuerza de resistencia aerodinámica pequeña, que irá aumentando considerablemente a medida que el vehículo acelere. El último factor es el coeficiente de resistencia aerodinámica, que es meticulosamente estudiado por las empresas fabricantes de automóviles.
Dado que la velocidad y la densidad del aire no podrán optimizarse durante el desarrollo del modelo, es en el área frontal y en este coeficiente donde los fabricantes tratan de dedicar toda su capacidad de investigación.
Este factor será menor cuanto ‘más aerodinámico’ sea el vehículo. Finalmente, en la ecuación se añade un valor de 0,5 para asegurar la igualdad matemática.
El coeficiente de resistencia aerodinámica
Este factor se designa como Cx, y es un valor fácil de encontrar en los catálogos de las empresas fabricantes. Mientras que el área frontal de un coche se mide en metros cuadrados y su velocidad en km/h, el coeficiente de resistencia aerodinámica es adimensional. Esto significa que es un valor que no tiene unidades, y que depende básicamente de la forma del vehículo.
Cuanto más suaves sean las curvas de un coche, menor será el valor de este coeficiente y, por tanto, menor será la fuerza aerodinámica a la que tendrá que enfrentarse. La explicación de esto es que unas formas más suaves permiten que el aire circule mejor alrededor del coche.
Por otro lado, unas formas angulosas y unas superficies planas, como las que pueden encontrarse en el Ford E-Series o en el Land Rover Defender penalizan al vehículo en este sentido.
Por ello, las formas tan características de los superdeportivos no son solo una apuesta estética. Su escasa superficie frontal y sus formas pretenden reducir la fuerza aerodinámica a la que se deben enfrentar durante el trayecto. Lo mismo ocurre con los coches de Fórmula 1, donde los ingenieros dedican compejas investigaciones a mejorar la aerodinámica de los modelos.
Valores habituales del coeficiente de resistencia aerodinámica
A modo de ejemplo, mostraremos algunos valores del coeficiente Cx en distintos modelos. Como ejemplo de buen hacer ne lo referente a optimización de la aerodinámica, el Volkswagen XL-1 es un híbrido biplaza que tiene un increíble valor de Cx de 0,189.
Por encima de este modelo pueden encontrarse otros que también gozan de un buen coeficiente, como el Tesla Model S, con un Cx de 0,24. Otro modelo fácil de encontrar en el mercado es el Audi A6, con un Cx de 0,28. Más allá están modelos como el BMW Serie 1 o el Opel Astra, con valores de Cx de 0,31 y 0,32, respectivamente.
Es por encima de este valor de 0,30 donde se sitúan habitualmente los vehículos. Finalmente, como ejemplos más genéricos pueden encontrarse autobuses con Cx alrededor de 0,49, o camiones con deflectores que pueden alcanzar coeficientes de resistencia aerodinámica de 0,70.