Lágrimas, pingüinos y otros secretos de la aerodinámica

La aerodinámica es una rama de la mecánica que consigue que los coches sean más eficientes. Sus objetivos, en cuanto a vehículo se refiere, van desde ahorrar energía y, en caso de los automóviles eléctricos, aumentar la autonomía utilizando el diseño más adecuado para reducir la resistencia del aire.

El Jefe de Aerodinámica y Gestión Térmica de Porsche Engineering, Marcel Straub, asegura que los vehículos se diseñaran únicamente teniendo en cuenta el aspecto aerodinámico, probablemente se parecerían a una lágrima, ya que, una lágrima que se desplaza sobre una superficie es redonda en la parte delantera y muy fina en la parte final y esta forma permite que el aire fluya con una resistencia particularmente baja, dado que no hay estela ni arrastre en contra del sentido de avance.

Los números confirman esta idea: una lágrima tiene un coeficiente de resistencia (Cx) de 0,05. Este valor, no obstante, es prácticamente imposible de conseguir en un coche real, pues existe una incompatibilidad entre esa forma y la funcionalidad del diseño. Un vehículo así presentaría grandes desafíos en términos de aprovechamiento del espacio, tanto en el habitáculo como en el maletero o incluso en el vano motor. Además, las ruedas también presentan complicaciones, pues crean turbulencias y producen flujos de aire a su alrededor que provocan pérdidas de energía. Por otro lado, la proximidad del vehículo al suelo tampoco ayuda, porque impide un flujo perfectamente simétrico en torno a la lágrima. Cuando se circula a pocos centímetros del suelo, es prácticamente imposible que exista esa simetría en el paso del aire. 

Aunque la forma de lágrima tenga 0,05 Cx, existe una figura que la supera: el pingüino. La silueta de este animal hace que cuando avanza horizontalmente adquiera un Cx de 0,03, por lo que si fuera posible hacer un coche con la forma de pingüino sería aerodinámicamente perfecto, además de inconfundible. Aunque de igual modo, la posición de conducción próxima al suelo, las ruedas y la necesidad de optimizar el espacio frustrarían cualquier intento de convertir esta idea en realidad. Para solucionar este reto habría que conducir o, más bien, “volar” a una altura de varios metros. una tecnología como la levitación magnética podría ayudar a resolver el problema. Mientras que dicha tecnología no sea una realidad accesible, Porsche cuenta con la PPA, la Porsche Active Aerodynamics o Aerodinámica Activa Porsche en español.

La PAA adapta la puesta a punto del vehículo en este terreno con mayor precisión, dependiendo de cada situación, la velocidad y el modo de conducción seleccionado. La PAA se estrenó con la generación del 911 Turbo de 2014. Todos los modelos Porsche, desde el 718 al 911 hasta los nuevos modelos híbridos y 100% eléctricos, utilizan ahora elementos aerodinámicos activos. 

Los ingenieros responsables del desarrollo aerodinámico se enfrentan normalmente a un dilema: un bajo coeficiente de resistencia es lo deseable para lograr la máxima velocidad y el menor consumo, pero la carga aerodinámica elevada es una ventaja desde el punto de vista dinámico. Ambas características son contradictorias, pero la PAA resuelve el conflicto entre las dos. 

Cuando en 2020, se presentó el nuevo 911 Turbo S, llegaron con él mejoras en un sistema inteligente que permitió conseguir un abanico de configuraciones aerodinámicas mucho mayor para alcanzar el mayor dinamismo y el mínimo drag o resistencia al aire. Además, también se incrementó el potencial de los componentes aerodinámicos para que contribuyesen a las necesidades dinámicas de cada tipo de conducción. Las rejillas activas del aire de refrigeración eran nuevas, al igual que el deflector variable del spoiler frontal y el alerón trasero extensible y de ángulo de ataque variable. Los tres elementos conformaban el conjunto de componentes aerodinámicos activos en el modelo cumbre de la gama. Además de las configuraciones aerodinámicas básicas del 911 Turbo - PAA Speed (Velocidad) y PAA Performance (Prestaciones) -, ahora se incluía una configuración Eco.

La PAA se ampliaba también en 2020 con la función Wet Mode, que incrementaba la carga aerodinámica en el eje trasero para obtener una mejor estabilidad de marcha en carreteras mojadas. El modo Wet se dentra en la estabilidad en condiciones de carretera mojada. Si los sensores que lleva de serie en los pasos de rueda delanteros detectan una superficie lo suficientemente mojada, se muestra un mensaje al conductor en el cuadro de instrumentos. Entonces, se puede activar manualmente el modo Wet con un conmutador situado en el volante. Además de la adaptación de los componentes aerodinámicos explicada anteriormente, todos los sistemas de control importantes se ajustan también para obtener la máxima estabilidad.

Otra función que conocimos por primera vez con el 911 Turbo S de 2020, es la del airbrake (aerofreno), esta produce una mayor resistencia al aire y una carga aerodinámica superior en caso de una deceleración fuerte a velocidades altas, lo que da como resultado una frenada más estable y distancias más cortas. El aerofreno se activa automáticamente en el caso de una frenada a fondo a alta velocidad. El spoiler delantero y el alerón trasero se sitúan en la posición Performance. La resistencia más alta al aire y un aumento de la carga aerodinámica pueden reducir la distancia de frenado. También mejora la estabilidad durante la frenada.

La PAA se usa también para adaptar el flujo de aire alrededor del vehículo cuando está abierto el techo practicable o la capota en el Cabriolet. De esta forma, sumamos un total de ocho configuraciones aerodinámicas diferentes, cada cual con una combinación específica de los componentes aerodinámicos activos.

El coeficiente de resistencia al aire (cx) del 911 Turbo S varía dependiendo de los ajustes aerodinámicos. La configuración más eficiente, con un Cx mínimo de 0,33, se consigue con los deflectores cerrados y el labio frontal y el alerón trasero retraídos.

Solo tres años después, en 2023, conocimos el evo-kit de los Porsche GT2 de competición. Porsche Motorsport preparó una nueva evolución para el 911 GT2 RS Clubsport de sus equipos cliente. La actualización incluye principalmente una aerodinámica optimizada. La tecnología clave de este modelo de competición de 700 caballos de potencia (515 kW) se basaba en el 911 GT2 RS de la generación 991, propulsado por un motor de seis cilindros y 3.8 litros con doble turbocompresor. 

La parte más importante en esta evolución era una aerodinámica muy perfeccionada. El frontal incorporaba un nuevo faldón con tomas de aire modificadas para refrigerar los frenos y el difusor, así como un radiador montado en el centro en la parte delantera. El capó se adaptó para proporcionar una ventilación adecuada. Un splitter rediseñado generaba más carga aerodinámica en el eje delantero. Esto, junto con el nuevo y más alto flap Gurney del alerón trasero, mejoró el equilibrio aerodinámico.

Debemos destacar que gracias a las necesidades específicas de los deportivos eléctricos, la aerodinámica ha sufrido una enorme evolución en el último período. Por una parte, la eficiencia energética ha cobrado más importancia que nunca y la resistencia al aire es uno de sus factores determinantes. Por otra, la refrigeración en un vehículo eléctrico es muy distinta a la que necesitan los equipados con motores de combustión, requiere un diseño específico.

Un dato que resulta muy ilustrativo del progreso en aerodinámica en la era de la electromovilidad: con un valor Cx a partir de 0,22, el Taycan tiene el mejor coeficiente de resistencia al avance de todos los modelos actuales de Porsche. Por su parte, el Macan obtuvo en modo eco un coeficiente de resistencia aerodinámica de 0,25 en carreteras secundarias, el mejor que jamás haya alcanzado un SUV de Porsche. Ambas cifras superan con creces los resultados de modelos de combustión de carretera.

Y, sin embargo, no se puede considerar que se ha llegado al límite de desarrollo. Los elementos aerodinámicos activos y los nuevos métodos de desarrollo podrán aportar mejoras en el futuro.