La aerodinámica del toyobaru

Esa gran olvidada

El otro día, navegando por Internet buscando cosas del toyobaru, di con un dato que hasta entonces desconocía.

Frontal area: 21.2 SQ FT

SQ FT -son "Square feet", es decir, pies al cuadrado.

Esta medida sajona, para los que estamos acostumbrado al sistema internacional de medidas, poco nos dice, así que teniendo en cuenta que un pie equivale a 0,3048 metros, rapidamente la convertí a metros cuadrados: Sf = 1.97 m2.

Me llamó la atención de que fueran menos de dos metros cuadrados.

Alguno de vosotros dirá, vale muy bien ... ¿ y qué ?

Pues resulta que la superficie que presenta un vehículo en el sentido del movimiento, está relacionada con la resistencia aerodinámica que tiene que vencer. En particular, dicha fuerza es:

F = 0,5 * ρ * Sf * Cx * V2

donde:

  • ρ es la densidad del aire
  • Sf es la superficie frontal
  • Cx es el coeficiente de penetración aerodinámica
  • y V es la velocidad a la que se mueve el vehículo

Lo siguiente era busca el coeficiente de penetración aerodinámico, pero eso fue fácil de encontrar: Cx = 0,27.

Aquí hay que decir que hay variaciones en ese parámetro en funcion de las versiones del modelo. En Japón, que hay modelos sin carenar, el Cx declarado es de 0,30. También dependen de si montan alerón posterior, o no. Incluso he visto alguna diferencia en cuanto a los GT86 y BRZ originales (modelos de 2012) que le daban mejor coeficiente al GT86 que al BRZ, achandolo a la diferencia de morros.

El caso, es que la versión que se vende en Europa lleva el bajo carenado, y alerón trasero y en todos sitios le otorgan un Cx de 0,27 (tanto para el GT86 como para el BRZ).

Bien. Si comparamos dos vehiculos a la misma velocidad y en el mismo medio (misma densidad del aire), la diferencia viene por el producto Sf * Cx, que suele llamarse coeficiente aerodinámico, y en el caso del toyobaru ese valor es 0,53, que es un valor muy bajo, realmente bueno. Se habla mucho de la excelencia del chasis del coche, pero realmente la aerodinámica están muy lograda.

Pero ... ¿ por que es esto importante ?

La potencia se puede obtener como la fuerza por la velocidad. Según eso entonces, podríamos decir que la potencia que necesita el vehículo para vencer la resistencia aerodinamica es:

Potencia aerodinamica = fuerza aerodinámica * velocidad = 0.5 * p * Sf * Cx * V3

Por tanto, cuanto más bajo sea el coeficiente aerodinamico, menos potencia requerirá el coche para vencer la oposición que le ofrece el aire.

Pero ojo, fijaros que la potencia requerida depende del cubo de la velocidad, por lo que aumenta enormemente al subir la velocidad.

Os dejo la grafica de la potencia aerodinámica resultante de aplicar los datos del toyobaru (he tomado como densidad del aire 1,225 Kg/m3, que es la que tiene a nivel del mar, a presión atmosférica normal y a 15 ºC, -aunque disminuye con la humedad, la temperatura, y la altitud-)

Como podeis ver, si suponemos que no hay viento alguno, para ir a 112 Km/h se requieren 10 Kw de potencia (13,4 CV) sólo para vencer la oposición del aire (obviamente hay muchas otras cosas que requieren potencia del motor); a 142 Km/h, sólo 30 Km/h mas, se require el doble: 20 Kw; a 162 Km/h, sólo 20 Km/h más, se requieren ya 30 Kw; y a 179 Km/h, sólo 17 Km/h más, requieren 40 Kw.

En definitiva, que en el toyobaru, y gracias a que tiene un coeficiente aerodinámico muy bueno, ir a 110 Km/h requiere 10 Kw para vencer a la resistencia aerodinámica del aire. Ir a 220 Km/h., requiere más de 70 Kw!

Aunque para otros, con mayor coeficiente aerodinámico, es aun peor ...

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