Efecte Venturi: Els difusors

Introducció:

Fa uns quants  dies, us vaig parlar de el Teorema de Bernoulli, que és el principal en l’estudi aerodinàmic. Doncs avui us explicaré una altre llei (o efecte, en aquest cas) molt important.

L’efecte Venturi o tub de Venturi, que va ser demostrat l’any 1797 per el físic italià Giovanni Battista Venturi. Aquest efecte, té una relació directa amb el teorema de Bernoulli.

Expliquem l’efecte Venturi:

És molt senzill. Un fluid (en aquest cas l’aire) amb un cabal constant, al reduir la secció per on passa, augmenta la seva velocitat i, per tant, redueix la seva pressió.

Aplicacions: Difusor dels Formula 1

En el video, podem veure el doble difusor de Brawn GP. L’he elegit perquè il·lustra molt bé el que realment fa el difusor. Podríem dir els baixos d’un monoplaça, és un tub de Venturi. El que han d’aconseguir és crear una zona de molt baixa pressió sota el cotxe, i això s’aconsegueix augmentant la velocitat de l’aire. Com? Molt simple. Reduint la distancia amb el terra. Però això no és el difícil.

El difícil és retornar l’aire a la velocitat a la que ve. Per això hi ha els difusors, per tal de “descomprimir-lo” i tornar-lo al seu estat inicial. Les limitacions de la mida, van fer que els difusors no poguessin evacuar tot l’aire i alguns equips com els Brawn GP, van optar per fabricar el famós doble difusor que, com podem veure en el video, tracta d’unes petites ranures abans d’arribar al final del difusor. Cal tenir en compte, que aquest doble difusor, no només aprofita l’aire que surt de sota el cotxe, sinó que també el que prové dels laterals.

En resum, el difusor és una pesa molt important dels monoplaces. Dona més velocitat a les corbes sense perjudicar el rendiment a les rectes.  Això fa que cada any és busquin maneres de augmentar-ne el rendiment. Cal recordar que l’any que ve els dobles difusors estaran prohibits.

Primers testos amb Pirelli

Aquest cap de setmana, se celebren al circuit de Abu Dhabi les primeres probes amb els pneumàtics Pirelli, que l’any que ve passarà a substituir a Brigestone  en el distribució de les gomes.

Els equips han rodat per primer cop amb Pirelli, i no en podem treure gaires conclusions, ja que com que no tenien dades, no han adaptat el cotxe a als nous compostos. A més, cal tenir en compte que els monoplaces no eren els de l’any que ve, sino que eren els versió 2010. 

En la sessió cronometrada, hem pogut veure com els temps no eren ni de bon tros tan ràpids com els del cap de setmana passat, en el Gran Premi. Felipe Massa ha fet un temps de 1:40.170 i ha quedat 1er a 8 dècimes del millor temps que va marcar fa menys de una setmana Vettel en la sessió de qualificació. El flamant campió del món, ha quedat unes 2 dècimes més enrere, però com hem dit abans, no se’n poden treure gaires conclusions. 

Tot hi així, s’estima que els pneumàtics de la marca italiana són al voltant de 2 segons més lents que els Brigestone. I així, com es que només han sigut 8 dècimes més lents?

Els pneumàtics de dos compostos diferents barrejats damunt l’asfalt provoca una reacció química que fa que els cotxes vagin més ràpid del normal.

En els aspectes tècnics cal destacar que les gomes Pirelli es gasten molt més ràpid, i que tindran una qualitat més “dolenta”, ja que la seva intenció és que hi hagi estratègies molt diferents per part de totes les escuderies. També es parla de que els pneumàtics davanters són fins i tot millors que els Brigestone, degut a que tenen més estabilitat en la frenada. Això podria afavorir a pilots com ara Schumacher, que patien molt amb els compostos del 2010.

Pel que fa a les escuderies, s’han dedicat sobretot a fer ajustaments a les suspensions i al “camber” de les rodes (que és el grau d’inclinació que tenen mirant el cotxe des de davant). En els aspectes aerodinàmics, els equips hauran de treballar dur per aconseguir reduir la resistència de l’aire, ja que aquests pneumàtics tenen diferent forma que els anteriors.

La sorpresa de la jornada ha estat la decisió de McLaren, que no portarà els Pirelli.

Us deixo la taula de temps de la jornada. En aquesta sessió han participat 3 pilots nous, provinents de la GP2 i d’altres categories, on cal destacar a Pastor Maldonado, que porta al seu derrera un patrocini de 15M€.

La reacció de Vettel

Vettel, estratosfèric. Renault magistral.

Vettel s’ha proclamat avui campió del món contra tot pronòstic. Una carrera fantàstica del que ja podríem anomenar com el “2n Kaisser”. Ha sabut utilitzar el cap, amb la indubtable ajuda del seu equip. També Renault ha estat decisiu pel títol.

La cursa ha començat amb una sortida que per a mi, ha sigut el que ha determinat l’estratègia que han utilitzat tots els equips. Alonso ha perdut una posició, metre que la resta s’ha mantingut tot tranquil fins que Schumacher ha fet una virolla i Liuzzi, el pilot de Force India, ha xocat amb ell i ha obligat la sortida del Safty Car. Molt pilots s’han aturat a boxes i, sobretot, cal destacar l’aturada de Petrov, que no s’esperava que seria un dels protagonistes de la cursa. Webber es parava molt d’hora, per culpa del toc que havia sofert quan ha intentat apurar molt un corba. I aquí ve la clau de la cursa. Ferrari picava l’ham de Red Bull i es parava a boxes, sortint després per davant de Webber a la 12a posició. Hamilton i Vettel, han aguantat unes voltes més al capdavant (amb els tous), cosa que els hi ha fet guanyar molt de temps. Un cop s’han parat tots dos, Kubica és clau perquè ha quedat entremig seu. Hamilton no l’ha pogut passar i Vettel s’ha anat distanciant. Button liderava, i encara ha aguantat molt amb els compostos tous.

Alonso, mentrestant, intentava avançar a Petrov, amb un Webber que no podia seguir-lo. Perquè? Segurament perquè la suspensió li havia quedat afectada. Per davant d’Alonso, quedaven Rosberg, Kubica, Sutil i Petrov. Sutil encara havia d’aturar-se per fer el canvi de gomes, igual que Kubica. Alonso necessitava recuperar quatre posicions. Una l’ha recuperat gracies a Sutil, però al aturar-se Kubica, ha quedat just per davant de Petrov. Aquí s’ha acabat el campionat. A Vettel només li quedava arribar al final. 

Button s'ha aturat i ha anat a parar a la tercera posició. Al final, Vettel ha gunyat la carrera, Hamilton ha quedat 2n, Button 3r, Rosberg 4rt, Kubica 5è, Petrov 6è, Alonso 7è i Webber en el 8è lloc

Alguersuari, per la seva banda, ha fet una magnífica cursa, quedant 9è i aguantant a Massa durant més de mig gran premi.

Felicitar a Red Bull per la magnifica estratègia i admetre que han fet el millor cotxe. Els d’Adrian Newey han intentat emular el gran cotxe de l’any passat, el Brawn. I ho han aconseguit. Campionat de constructors i campionat de pilots. Simplement espectacular. I sense exagerar, per i han fet el millor cotxe de la història. Igualment, segueixo pensant que es van equivocar ahir amb l’estratègia de Mark Webber.

Ferrari que ha estat fantàstic estratègicament parlant durant tota la temporada, avui s’ha equivocat. En el moment menys oportú.

D’aquí poc, publicaré les notes de final de curs de les escuderies, i durant les vacances, parlaré sobretot de tècnica i de la pretemporada de les escuderies.

La classificació final del mundial:

Això què és?

Si, exactament. Això què és? Red Bull què és? Que és una escuderia nova i sense experiència?

No, però ho sembla. Acaben de llençar el mundial a les escombraries. Què dic a les escombraries, l’acaben de llençar amb un coet a l’espai exterior! Com pot fer una escuderia tan bona com és Red Bull, amb enginyers de primer nivell, un cotxe fantàstic i uns pilots fora de sèrie el que ha fet?

Els explico. Avui a Abu Dhabi, es veu que se celebrava una dels les qualificacions més importants de l’any, del mundial amb més candidats al títol en tota la història. Però es veu que a Red Bull no ho veien així. Com ja tots sabeu, Webber tenia moltes possibilitats de guanyar aquí el seu primer mundial, ja que els de Cristian Horner eren clarament superiors en aquest traçat. Bé, doncs. A les dues primeres sessions, els Red Bull han anat passant com totes les escuderies punteres. A l’arribar a la Q3, Webber ha sortit primer, i força d’hora, amb els pneumàtics tous. Vettel ha sortit a falta d’uns 5 minuts i a fet una volta estratosfèrica, quasi insuperable. Fins aquí res a dir. Però després, els del capdavant han fet el “tradicional canvi de rodes” per tal de tenir-les fresques per a la volta decisiva. Els del capdavant menys Red Bull, que han continuat en pista fins al final. Resultat: Vettel fa la pole perquè, durant les primeres voltes ho ha brodat, i no li ha fet cap falta fer una volta amb uns pneumàtics gastats que no tenien res a fer amb els dels altres pilots. Però Webber, encara havia de fer la volta “bona” amb uns pneumàtics pitjors que els de la resta! Al final acaba 5 amb Alonso per davant seu i, a menys que no hi hagin tocs a la sortida, o algun error d’equip o fiabilitat per part dels 4 que té davant, no té cap mena de possibilitat de fer-se amb el mundial. Felicitats a tots els que han fet possible aquest error!

Pel que fa a la resta, Alonso ha fet una qualificació força bona quedant tercer i encarant molt bé el mundial. Vettel, com gairebé sempre, ha estat fantàstic. Hamilton i Button, han aconseguit registres dignes del seu nivell aqueta temporada. Alguersuari, ha fet el que ha pogut amb un cotxe que no s’aguanta per enlloc i ha tornat a superar al seu company d’equip.

A continuació us deixo la taula de temps:

Temporada 2010 – El desenllaç

Ha sigut una de les temporades més emocionants dels últims temps. Quatre pilots poden guanyar el títol de campió del món el pròxim diumenge al circuit de Yas Marina; dos per primer cop, un per segona vegada i un altre per aconseguir el tercer títol. Són Webber, Vettel, Hamilton i Alonso respectivament.

La veritat és que ningú va entendre l’estratègia de l’equip Red Bull, ja que podrien haver deixat el mundial molt ben encarat si Webber hagés guanyat el GP Petrobras do Brasil. Però el cert és que, sens dubte, han sigut la millor escuderia de l’any. El fet és que han sigut els únics que s’han arriscat fent grans canvis i intentant anar al límit del reglament que, al final, és del què es tracta a la Fórmula 1. Tots els altres equips (excepte McLaren amb el conducte F), s’ho han estat mirant des de la barrera. Han fet un cotxe normal, amb característiques normals i amb innovacions normals. L’únic problema que han tingut ha sigut la gestió dels seus pilots. Per tot això considero que són els mereixedors del títol d’escuderies, però no del de pilots.

Per mi el de pilots, hauria d’haver estat per l’equip McLaren i, especialment, per a Jenson Button. Per què? Doncs per una senzilla raó: ha sabut suportar les pressions i crítiques que li arribaven des de fora, com que “va guanyar perquè portava un Brawn” o “no serà capaç de revalidar el títol i ni tant sols lluitar per guanyar-lo”. El cert és que ha aconseguit lluitar pel títol i, a més, tenir una bona relació amb el seu company d’equip, cosa que es preveia molt difícil.

Pel que fa a la carrera i campionat “real”, poso com a favorits els RedBulls, ja que s’adapten perfectament en aquest circuit en situació de carrera i a la pole, els McLaren són els millors. Matemàticament el pilot que té més possibilitats és Alonso, però mirat objectivament, veig com a clars favorits els Red Bull i sobretot a Webber, que crec que es mereix molt més guanyar el mundial ja que fa molts anys que treballa amb l’equip Red Bull. Per la volta ràpida aposto per un Red Bull, i especialment per Vettel, ja que és un pilot molt ràpid en cursa.

Acabo parlant de Renault i Mercedes, que per a mi han sigut la cara i la creu del mundial pel que fa als equips de mitja taula. Renault m’ha sorprès molt amb els seus dissenys innovadors de l’aleró del darrera, i crec que han encertar en probar-hi tantes coses, ja que l’any que ve, aquest element adquirirà un gran protagonisme. Els animo a seguir així, però també els animo a canviar el rus Petrov per un pilot català molt bo que ara mateix esta a l’equip Toro Rosso. Mercedes m’ha sorprès negativament i sobretot Schumacher. Els de Ros Brawn no han sabut canalitzar el seu potencial i han fet un cotxe desastrós, amb només una cosa innovadora. La barra antiblocatge i la presa d’aire del motor, tot i que ja s’havia fet en anteriors ocasions.

De les tres escuderies noves (Hispania, Virgin i Lotus) no hi ha comentaris. Com va dir en Berni “només serveixen per fer nosa”.

Finalment desitjo molta sort a tots els pilots i equips i molta imaginació de cara a l’any que ve.

Tornem el pròxim gran premi

Després d'unes vacances de 15 dies, tornarem el pròxim gran premi amb les cròniques de les curses i les novetats tècniques. A més, hi haurà la desició de la FIA respecte a Ferrari. Us esperem!

GP d'Hongria Formula 1

Després de dues setmanes seguides de competició, la Fórmula 1 descansarà durant tres setmanes, on tornarà el gran circ al circuit de Spa Franco Champs.

En aquesta última carrera es va poder confirmar (si encara no s’havia confirmat) la gran superioritat dels Red Bull, la “baixa forma” dels McLaren i la petita millora del Ferrari. Tot això ha quedat reflectit en la classificació.

En la sessió de classificació i els entrenaments lliures, els Red Bull van estar intractables. Pel que fa els pilots de casa, Jaume Alguersuari no va poder passar del 17è lloc, tot i que només es va quedar a 0.1s del seu company d’equip, Sebastian Buemi (15è), amb un temps de 1:21.998. Pedro De la Rosa va fer un excel•lent sessió quedant en la 9a posició, igualant la seva millor posició al circuit de Silverstone. Caldria també destacar que Michael Schumacher i Jenson Button van quedar eliminats a la Q2 i no van tenir la possibilitat de lluitar per la pole. Fernando Alonso i Felipe Massa, no van tenir cap possibilitat i van quedar 3r i 4t respectivament.

En la carrera les coses prometien. Pedro esperava tenir un bon resultat, Jaume volia intentar superar al seu company i Fernando necessitava retallar punts en el campionat. A més, Button i Schumacher havien de remuntar des de la meitat de la classificació.

Les coses no van començar massa bé per en Jaume, que va tenir un problema de motor, igual que Hamilton. Tots dos van haver d’abandonar. A més, Vettel va ser sancionat amb una passada per el pit lane, per haver deixat massa distància al cotxe de davant en una prèvia sortida del Safty Car i que el va fer perdre una posició, quedant per darrera d’Alonso en el 3r lloc. Però no va tenir cap problema en tornar-se a enganxar al difusor de l’asturià i posar-li les coses molt difícils durant el que quedava de Gran Premi. Un Gran Premi que no va tenir gaire més història tret del pit stop de Webber que, ja que havia agafat molta avantatja respecta a l’espanyol, no li va fer perdre el primer calaix del podi i la polèmica lluita de Schumacher amb Barrichello, excompanys d’equip a Ferrari.

Aquests són els resultats finals:

Principis aerodinàmics – Teorema de Bernoulli

La aerodinàmica es basa en dos teoremes: el teorema de Bernoulli i l’efecte Venturi.

Teorema de Bernoulli

Daniel Bernoulli, matemàtic, estadístic, físic i metge suís, va comprovar que “la pressió interna d’un fluid disminueix a mesura que la velocitat del fluid incrementa”. Per fer-ho més entenedor, podríem dir que “en un fluid en moviment, la suma de la pressió i la velocitat en un punt qualsevol es manté constant (p+v=k).

Per tant, si un fluid augmenta la seva velocitat, la seva pressió es veurà disminuïda i a l’inrevés.

El teorema de Bernoulli s’expressa en la següent forma: p + d1/2V²=constant. On la p significa pressió estàtica, i d1/2V² pressió dinàmica.

P + d1/2V² = constant

P= pressió en un punt concret d= densitat del fluid V= velocitat en aquest punt

Newey, una més

Adrian Newey ja té una altra "trampa". Les altres escuderies no donen l'abast amb les evolucions de l'RB6. Després del difusor bufat per el tub d'escapament, les suspensions pull-road i el retard en l'encesa del motor, els de Newey han incorporat un "regulador d'alçada" de l'aleró davanter.

A la Formula 1, la secció central de l'aleró ha d'estar a 85mm de la pista. Però, a altes velocitats, l'aleró de l'RB6 veu reduïda la seva alçada en 25mm. D'aquesta manera, s'aconsegueix una major càrrega en els revolts d'alta velocitat. Il·legal? La FIA fa proves en els alerons aplicant una pressió de 50kg (490 N) permetent que es flexionin 10mm màxim. Però la FIA no fa proves a velocitats més grans, ja que en els revolts ràpides, l'aleró pot arribar a patir una força de 200kg (1960 N). Si ens fixem en algunes imatges, són només els extrems dels alerons el que baixa, quedant la secció central a la mateixa alçada. Aquest aleró és el que Vettel li "va prendre" a Webber. Podem observar aquest moviment en la foto següent.

Comencem!

Avui donem com a inaugurat aquest bloc, on parlarem sobre el món del motor i en especial de la Fórmula 1. També parlarem sobre aerodinàmica i mecànica, així com de novetats en els automòbils comercials i activitats relacionades.