UNL: investigadores trabajaron mejorando un auto del TC 2000

Expertos del Cimec prepararon un estudio para Sport Team, un equipo no oficial de Volkswagen por el cual acondicionaron un Bora para lograr que tenga mayor estabilidad y firmeza en las curvas.

Investigadores de la Universidad Nacional del Litoral (UNL) trabajaron durante un año y medio junto a un equipo del TC 2000, aunque no precisamente en las pistas, ni en un taller mecánico: montaron una especie de “laboratorio de prueba” en las instalaciones del Centro Internacional de Métodos Computacionales en Ingeniería (Cimec-Intec), en el Parque Tecnológico Litoral Centro. A ese lugar llegaron integrantes del Sport Team, un equipo no oficial de Volkswagen para el TC 2000, para resolver un par de incógnitas que ayudarían a mejorar el rendimiento del Bora, el auto que el equipo preparaba para la competición.

“Ellos querían agregar carga y fuerza geotrópica al auto sin perjudicar la potencia, además de entender cómo actuaba el flujo sobre el auto”, explicó Mario Storti, uno de los responsables del trabajo. Eso, en el lenguaje de inexpertos fierreros, quiere decir algo así como lograr estabilidad en el vehículo y “agarre” al piso, sin perder por eso la potencia.

La llamada en inglés downforce o fuerza geotrópica no es otra cosa que esa fuerza, la que “aprieta” al auto contra el piso y evita que salga disparado ante la primera curva. Hay una solución fácil al problema, pero también poco efectiva: 200 kilos de plomo sobre el auto servirían para lograr una carga suficiente, pero -consecuentemente- provocarían una mayor inercia en el movimiento.

“La fuerza aerodinámica sirve para ‘apretar’ el auto contra el piso sin agregar inercia. Si esta fuerza está bien regulada, se aprovecha al máximo la potencia del motor: con el Bora teníamos que sumar fuerza hacia abajo sin afectar la resistencia”, dijo Storti.

Para eso el equipo de científicos representó mediante cálculos matemáticos cómo incidían ciertos elementos en el cuerpo del Bora, como la velocidad, la presión, la vorticidad y el ángulo de inclinación del viento. Y determinaron con precisión exacta qué pasa en el cuerpo del auto cuando choca contra el viento, y en qué puntos exactos tiene una carga mayor.

El alerón

La forma de los alerones de los vehículos que corren TC 2000 (como otras partes de la carrocería) tiene que respetar ciertos límites que impone el reglamento de la categoría, que se caracteriza justamente por no intervenir demasiado en los diseños comunes. Sin embargo, es justamente el alerón de un auto uno de los puntos que puede modificarse (aunque no tanto) y que tiene un valor fundamental para agregar carga al vehículo sin perjudicar potencia.

“Descubrimos que los flujos de aire desvían sobre los costados del auto -contó Storti- y pegan sobre el borde del alerón” y sobre sus placas finales (o end plate, en inglés), lo que comenzaba a dar un indicio de cuál debía ser el alerón ideal.
Los investigadores trabajaron con el alerón tradicional del Bora y propusieron otros cuatro modelos, que fundamentalmente variaban en su largo total (a mayor largo, mayor carga), sus bordes y placas finales, lugares donde se observaron valores mayores de carga (ver figuras). En este sentido, con placas extremas más grandes se lograba un resultado mejor que con las originales del Bora.

También se comprobó que elevando algunos centímetros la parte central del alerón (tomando como referencia el largo total) se obtenía una mayor eficacia. “Era algo que se hacía pero sin saber por qué. Logramos ver que la zona del medio es una zona muerta (en relación con el flujo de viento), por lo que conviene levantarla lo más que se pueda, dentro de lo que permiten las normas”, dijo el experto.

Aunque estos métodos de cálculo son comunes en otras categorías (por ejemplo en la Fórmula 1) el TC 2000 no acostumbra a recurrir a científicos para solucionar sus problemas. “Usan más bien el conocimiento empírico; prueban y prueban hasta que llegan a algún resultado, o traen ideas de otros lugares”, contó Storti.

Sin embargo, el trabajo que hicieron los investigadores del Cimec ahorra esfuerzos en ensayos que resultan engorrosos y de alto costo, como lo son las pruebas en pista (que implican preparar diferentes versiones del auto y confiar en la experticia del piloto) o los túneles de viento, que reproducen condiciones similares a las de pista (son especies de cintas sin fin que “corren” a alta velocidad, expuestas a distintas variables, como grandes ventiladores que simulan el viento).

Pero ese equipamiento es muy costoso y casi no existe en Argentina. La simulación matemática permite ver el funcionamiento del auto con precisión, e incluso observar situaciones o estados difíciles de captar con el túnel, a través de una pantalla de PC y con la ayuda de un software capaz de simular la realidad.

El trabajo

Desde este año, y a partir de una modificación en el reglamento -que dice que los equipos pueden ser solamente oficiales-, Sport Team está fuera de la competencia; sin embargo el trabajo del Bora pudo ser terminado.

No es la primera vez que investigadores del Cimec ponen en juego su capacidad y su tecnología instalada para resolver problemas “comunes”. Sus modelos matemáticos han sido útiles para proponer nuevos softwares para el mejor funcionamiento de aviones, sirvieron para crear microválvulas para enfermedades específicas y hasta para prever con qué rapidez una estación de subte se cubre de humo en el caso de un accidente. “Nos dicen que hacemos de todo, pero en realidad hacemos algo que tiene muchas aplicaciones”, dijo Storti.

El trabajo del Bora, aunque parezca sencillo, implica varios meses de relevamiento geométrico (el auto, en este caso, se divide en puntos y cada uno de esos puntos es uno de los millones de elementos de una ecuación kilométrica), otros tantos para preparar la ecuación matemática y al menos una semana para que esa ecuación se resuelva en 85 computadoras que trabajan en paralelo en el Cimec, en uno de los clusters más importantes de la Argentina en su tipo.

“La computación y el cálculo nos sirven para reproducir la física de algunos problemas -contó Storti-, pero después esos resultados se validan: la computadora es una herramienta más, y combinada con experimentos nos permite predecir cosas, en una variedad de problemas muy amplia”.

El equipo de trabajo estuvo integrado –además de Storti- por el Dr. Norberto Nigro, y el MSc. Gerardo Franck (FICH).