La gama de coches eléctricos impulsa la carrera por la eficiencia aerodinámica

De vuelta para el futuro

El caso de los autos aerodinámicos no es nuevo: durante décadas, la humanidad ha estado buscando velocidades máximas más altas, especialmente en las carreras. Y dado que la aerodinámica es, con mucho, la fuerza más dominante a superar a altas velocidades (incluso a velocidades de autopista, más de la mitad de la energía se destina al aire que empuja...), reducir el coeficiente de resistencia aerodinámica ha sido fundamental.

Con más de 1.000 HP Bugatti Veyrons y Chirons, es fácil pensar que las velocidades superiores a 400 km/h son un logro muy reciente. Pero ya en 1938, Mercedes alcanzó los 432,7 km/h con su W125, ¡en la vía pública!

***Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en AirShaper.com. Compruébalo aquí.

El poseedor del récord Mercedes W125 - Coeficiente de arrastre Cd de 0.235

Entonces, ¿cómo venció el Mercedes W125 al Veyron hace décadas? Lo has adivinado: aerodinámica. La potencia aerodinámica necesaria para expulsar el aire aumenta con el cubo de la velocidad, mientras que las pérdidas mecánicas (como la transmisión y la resistencia a la rodadura) solo aumentan linealmente con la velocidad. Por lo tanto, a estas velocidades, la aerodinámica representa fácilmente más del 90 % de todas las necesidades energéticas.

El Bugatti Chiron tiene un coeficiente de arrastre de alrededor de 0,36. Eso no es terriblemente impresionante, pero, de nuevo, los autos deportivos generalmente apuntan a una buena carga aerodinámica y estilo. Un coche de F1, por ejemplo, tiene un coeficiente aerodinámico terrible de alrededor de 1,00, ya que tiene suficiente potencia para superar la penalización por arrastre a favor de una mayor carga aerodinámica.

Pero cuando la velocidad máxima es tu objetivo, el caso es diferente. El W125 tenía 'solo' 616 HP (todavía una gran cantidad para los estándares de 1938) y todavía era capaz de alcanzar más de 400 km/h/h. ¿Me gusta? A través de una carrocería súper aerodinámica que presentaba un coeficiente de arrastre de solo 0.235, ¡eso es más de un tercio más aerodinámico que el Chiron!

economía de combustible

Por supuesto, los automóviles de carretera deben transportar personas, preferiblemente de una manera práctica, segura y accesible, por lo que las restricciones son bastante diferentes. Aún así, como se mencionó anteriormente, incluso a velocidades regulares de autopista, la aerodinámica es, con mucho, la fuente más importante de pérdida de energía.

Por lo tanto, no sorprende que los fabricantes de equipos originales estén tratando de reducir estas pérdidas, incluso mucho antes del avance de los autos eléctricos. Después de todo, la eficiencia aerodinámica tiene un impacto directo en el consumo de combustible. Ford, por ejemplo, experimentó con diferentes formas para su serie de prototipos "Probe". ¡La sonda V tenía un coeficiente de arrastre de solo 0,137!

Ford Probe Y - Coeficiente de arrastre Cd de 0.137

Se trata de la mirada

Entonces, ¿por qué no todos los vehículos son así? Bueno, aparte de la practicidad, diría que la apariencia es el mayor problema. Podrías convencerme de que me guste así, porque me encanta la aerodinámica, pero un auto para las masas simplemente tiene que ser impresionante.

Se han hecho intentos recientes para hacer que los autos sean lo más aerodinámicos posible sin dejar de verse bien, como el Lightyear One (con un valor Cd "por debajo de 0,20") y el Mercedes EQXX (¡con un valor Cd de 0,17!).

El concepto Mercedes VISION EQXX: coeficiente de arrastre Cd de 0,17

Aún así, aunque se ve genial, creo que este diseño está "comprometido". La cola larga y baja, por ejemplo, es muy específica. Demasiado específico para atraer a las masas, al menos al principio.

Es por eso que estoy tan impresionado con autos como el Tesla Model S Plaid y Lucid Air, que reclaman un valor Cd de alrededor de 0.20. Sí, es superior al VISION EQXX, pero solo ligeramente. Y en mi opinión, Tesla y Lucid todavía se ven como autos normales, sin compromiso en términos de diseño y, por lo tanto, mucho más atractivos para las masas.

el impulso EV

Con el avance de los autos eléctricos, ahora se presta mucha atención a la gama de estos vehículos. Cada kWh/km de consumo de energía que se puede ahorrar hace que el coche sea más barato (menos celdas de batería), más ligero (menos peso de la batería) y más eficiente (menos peso significa menos resistencia a la rodadura). Dado que la ansiedad por la autonomía frena a muchos compradores potenciales, la aerodinámica vuelve a jugar un papel clave. Cuanto más aerodinámico sea el coche, mayor será la autonomía para la misma batería.

No es una coincidencia que Tesla tenga un enfoque masivo en la eficiencia aerodinámica, no solo para sus automóviles, sino también para el camión Tesla Semi. Y no están solos: los recién llegados como Lucid y Rivian también trabajan duro para hacer que las superficies sean lo más limpias y aerodinámicas posible.

El futuro

Entonces, ¿qué podríamos lograr en el futuro en términos de diseño sin concesiones? Bueno, mucho depende de lo que definas como "diseño sin concesiones". Algunos diseños toman tiempo para acostumbrarse.

GAC ENO. 146

Si nos ceñimos a las ruedas abiertas, entonces el GAC ENO. 146, presentado en 2019, presenta un buen ejemplo de lo que es posible. Un coeficiente de resistencia aerodinámica de solo 0,146 es extremadamente bajo, incluso en comparación con el EQXX, y el automóvil aún se ve bastante normal en términos de proporciones/longitud de cola.

El GAC ENO. Concepto 146: coeficiente de arrastre Cd de 0,146 (Crédito de la imagen: evspecifications.com)

Tunea mi manta Tesla Model S

Otra opción es refinar aún más los diseños existentes y quizás agregar un poco de compromiso. Vincent Keromnes, líder de dominio de evaluación comparativa dinámica en nuestro socio A2MAC1, tomó un Tesla Model S Plaid (sí, escanearon en 3D todo el automóvil hasta el último detalle) y luego cubrieron las ruedas traseras (como en el Lightyear One).

El Tesla Model S Plaid con tapacubos - Modelos 3D del A2MAC1

Luego, Vincent corrió con ambos autos en nuestra plataforma y los resultados no podrían ser más claros: la potencia y la pérdida de estela normalmente causadas por las ruedas traseras "cortando" el aire se redujeron drásticamente. ¿El impacto en el CD? ¡Una caída del 3,5 % en el coeficiente aerodinámico, que es muy significativo en términos de eficiencia aerodinámica!

áptera

Puede ir aún más lejos y cuestionar todo el diseño de los automóviles modernos: comience desde cero, con el objetivo de lograr la mayor eficiencia posible. Eso es exactamente lo que hizo Aptera: básicamente tomaron una forma de gota y le agregaron ruedas. 3 es decir no 4.

Aptera - Coeficiente de arrastre Cd de 0,13

Una nota sobre los valores de Cd

Los valores de Cd en el artículo son los valores oficiales declarados por los fabricantes. A menudo vemos diferencias cuando llevamos estos coches al túnel de viento. Diferentes neumáticos, llantas, configuraciones de altura de manejo, etc. puede hacer que sea difícil comparar estos autos. Sin embargo, las diferencias relativas en este artículo cuentan una historia muy interesante de progreso sustancial.

Conclusión

La eficiencia aerodinámica de los vehículos se ha reducido drásticamente, especialmente con el enfoque en el alcance de los vehículos eléctricos. De alguna manera, parece que aún no hemos alcanzado los límites y ¡podríamos ver diseños aún más optimizados en el futuro!

Algunos pueden parecer autos normales con trucos aerodinámicos ingeniosamente escondidos. Otros pueden parecer francamente futuristas y atraer a un público más específico. Pero una cosa es segura: ¡la aerodinámica jugará un papel clave en el diseño de nuestros futuros autos (eléctricos)!

Enlaces interesantes:

Cómo hacer tu propia simulación
A2MAC1
áptera

Vídeos adicionales sobre aerodinámica