21 diciembre 2006

Diseñando un Fórmula 1

El proceso de diseño de un fórmula 1, es el mismo que se aplica en cualquier proceso utilizado en cualquier campo de la ingeniería. Lógicamente los vehículos así diseñados, son distintos en la forma, en el medio o en el uso sobre el que se van a aplicar, pero poseen parecidas peculiaridades que hacen que el proceso de su creación sea parecido o análogo.

1. El primer paso en todo diseño, es la necesidad; ésta corresponde a la optimización y al grado de mejora alcanzable. En el caso del diseño desde un principio la característica fundamental son los objetivos o las prestaciones a conseguir. Estas son las 2 necesidades básicas que todo diseño posee en un principio. Lógicamente, en el caso de diseñar algo nuevo, las prestaciones han de ser aquellas que conviertan al objeto a diseñar, en competitivo.

2. A continuación se averigua el estado de la técnica. ¿Qué se ha hecho hasta el momento en relación a lo que se quiere diseñar? Si un ingeniero, ha de construir una presa, jamás intentará crear un nuevo diseño de presa, simplemente copiará otras presas ya construidas, con las especificaciones en particular que su proyecto tenga. La copia o imitación, es uno de los primeros y más importantes pasos en todo diseño.

3. Se pasa ahora a una decisión importante, en la cual, la experiencia es todo un grado; se trata de elegir, de entre todas las soluciones, métodos o sistemas. Ello comporta un acierto o un fallo, pero es necesario dar ese paso; con estas decisiones, se elabora un boceto preliminar, no es definitivo, pero si la elección anteriormente citada está bien hecha y argumentada, el tiempo total de diseño, se acorta, y esto, hoy día, significa mucho ahorro de dinero (de ahí que la experiencia se cotice bien, y muy bien...).

4. Dibujado el modelo convenientemente, se pasa a la modelización numérica o simulación CFD (Codes Fluids Dynamics); este Software es extremadamente caro y difícil de usar, y sólo algunas empresas y equipos de competición, los poseen en propiedad; de hecho, entre los mismos equipos, compiten en ver quién tiene mayor capacidad y rapidez de cálculo. Con este tipo de simulaciones y análisis, se obtienen una serie de resultados que orientan acerca de la eficiencia o no, del diseño o boceto elegido; en caso de no poseer las prestaciones requeridas y buscadas, se vuelve a rediseñar, eligiendo otro tipo de soluciones o sistemas.

5. Una vez alcanzado este cuarto estadio, ya se tiene el diseño casi definitivo del modelo; pero hasta este momento todo ha sido teoría y simulaciones por ordenador; podrán ser todo lo exactas que se quiera, y podrán dar ideas comparativas respecto a la eficiencia, pero no dejan de ser simulaciones de la realidad; la realidad manda, y se compite en el mundo real. Es el momento de pasar a la realidad; para ello, existen 2 formas:

  • Maqueta o modelo a escala para ensayar en túnel de viento.
  • Modelo a escala real, para ensayar en túnel de viento o en circuito.
En ambas, la telemetría es esencial, por cuanto ofrecen los datos que las prestaciones o requerimientos demandan. De esta forma, se puede cuantificar e incluso, cualificar. Pero pocos equipos poseen túnel de viento; son instalaciones extremadamente complejas y caras, con lo que su utilización, aunque sea en modelos a escala reducida, es escasa, si bien imprescindible en muchos casos; para ello, otra opción es alquilar los servicios y uso de estas instalaciones.

Con los datos que aportan los ensayos, túnel de viento o pista, puede ser necesario volver a rediseñar el boceto primario para, bien simularlo con técnicas CFD de nuevo, o pasar directamente a modificar el modelo. De esta forma, y si las prestaciones coinciden con lo requerido en un principio, el proceso de diseño, prácticamente habrá concluido.

6. Es el momento de fabricar el modelo definitivo; el proceso de diseño, ha finalizado. Pero incluso, llegado a este punto, es posible que a medida que avancen las carreras y la temporada, sea necesaria una optimización del modelo.

En todo diseño de un coche de competición, intervienen numerosos parámetros y disciplinas; ningún ingeniero es capaz de conocer a este nivel, todas y cada una de las especialidades necesarias para diseñar un coche en su totalidad; todo diseño y sobre todo un buen diseño, se basa en el trabajo en equipo; es algo que en muchas ocasiones se olvida; no existe esa persona, metida en su laboratorio o despacho, que sea capaz de inventar un coche nuevo y hacer que sea competitivo; se trata de un trabajo multidisciplinar, y como tal, requiere alta especialización y espíritu de colaboración.

Todos los elementos de un coche de Fórmula 1, están interconectados entre sí: el hecho de disponer de un neumático en concreto con una serie de características, implica que la suspensión ha de ser de una forma determinada y con unas características específicas; a su vez y por tanto, la carga aerodinámica ejercida por ciertos dispositivos sobre dichos neumáticos, ha de ser la necesaria para por ejemplo, que el subviraje sea mínimo; en definitiva, es imposible diseñar algo, sin tener en cuenta el resto.

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